氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够易于应用于现有的空气燃烧锅炉，并可以稳定且容易地控制燃烧的氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置。将对应于锅炉负荷指令（３５）的设定量的氧供给锅炉本体（４），且由供给锅炉本体（４）的给水的入口温度和蒸气的出口温度来测量锅炉吸热量，以使锅炉本体（４）的吸热量（４１）为目标吸热量（４２）这样来控制燃烧废气（１４ａ）的再循环流量，调节在导入锅炉本体（４）的全部气体中的氧浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置，特别涉及在使用现 有的空气燃烧锅炉进行氧燃烧时的氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置。
技术介绍
近年来，地球温室化作为全球规模的环境问题广泛被提出。已知地球温室化的 一个主要原因是由于大气中的二氧化碳co2浓度的增加，作为这些物质的固定排放源，火力发电厂受到人们的注意。火力发电用燃 料使用石油、天然气、煤，特别对于煤，可采掘的埋藏量多，可以预想 今后的需求会有所增加。煤与天然气和石油相比，碳含有量多，其他还含有氬、氮、硫等的 成分，以及作为无机质的灰分，因此当将煤进行空气燃烧时，燃烧废气的组成大部分为氮(约70% )，其他也含有二氧化碳C02、疏氧化物SOx、 氮氧化物NOx,以及包含灰分或未燃烧的煤粒子的灰尘和氧(约4%)。 因此，对于燃烧废气，将其进行脱硝、脱硫、脱尘等的废气处理，使 NOx、 SOx、微粒达到环境排放标准值以下而从烟囱排放到大气中。对于在上述燃烧废气中生成的NOx,有空气中的氮被氧氧化而生成 的热力型(thermal) NOx，和燃料中的氮净皮氧化所生成的燃料型(fuel) NOx。目前，对于热力型NOx的减少，采用降低火焰温度的燃烧法，另 外对于燃料型NOx的减少，采用在燃烧器内形成还原NOx的燃料过剩 的区域的燃烧法。另外，当使用煤这样的含有硫的燃料时，由于通过燃烧在燃烧废气 中生成SOx,所以需要具有湿式或者干式的脱硫装置将其除去。另 一方面，也期望将在燃烧废气中大量产生的二氧化碳高效地分离 除去。作为将燃烧废气中的二氧化碳进行回收的方法， 一直以来研究了 在胺等的吸收液中吸收的方法、或吸附在固体吸附剂上的吸附法、或者 膜分离法等，但它们都有转换效率低、不能实用化的问题。因此，作为同时实现燃烧废气中二氧化碳的分离和热力型NOx抑 制的问题的有效方法，提出了用氧代替空气使燃料进行燃烧的方法(例如参考专利文献1)。当将煤在氧中燃烧时，没有热力型NOx的产生，因此燃烧废气大 部分是二氧化碳，其他也含有燃料型NOx、 SOx,从而通过冷却燃烧废 气，可以比较容易地将上述二氧化碳液化、分离。但是，在氧中燃烧时火焰温度变高，有需要谋求构成燃烧炉的材料 的耐热性或寿命提高的技术课题。作为解决该问题的一个对策方法，已 知有如专利文献1所示那样的废气再循环方法，其是将从燃烧炉中取出 并进行废气处理过的燃烧废气的一部分分支，并使该分支的燃烧废气与 供给燃烧炉的氧或者空气等的燃烧用气体混合的方法。为了进行该废气再循环，在专利文献1中具备了下述手段，即，将 用燃烧废气处理手段处理过的燃烧废气冷却至-8(TC以下，通过将二氧化 碳液化.储存而与氧分离，进而氧利用压缩用鼓风机进行压缩、并液 化'储存，将该储存的氧进行气化并使其再循环至上述燃烧用气体供给 系统。专利文献1:日本专利第3068888号7>才艮
技术实现思路
但是，在专利文献1所示的方法中，由于用冷却装置冷却燃烧废气， 将二氧化碳液化 储存，进而将氧压缩进行液化 储存，使储存的液化氧的一部分再循环至燃烧用气体供给系统，所以有对于装置、能量不利 的问题。即，在来自燃烧装置的燃烧废气中含有的氧浓度一般是4%左右这 样低的值，为了回收这样少含量的氧，将用冷却装置冷却而使二氧化碳 液化分离后的氧用压缩用鼓风机压缩、并进行液化回收，因此有需要装 置和动力能量的问题。另外，如上述那样，当利用氧进行燃烧时，火焰温度变高，构成锅 炉的材料的耐热性或寿命出现问题，因此在专利文献l中以将燃烧废气 进行再循环作为前提，但是对于为了能使氧燃烧锅炉稳定运转、如何进 行控制完全没有触及，由此用上述专利文献l中记述的方法不能使氧燃 烧锅炉实际地进行工作。即，例如根据专利文献l，记述了作为燃烧用气体，使从燃烧废气 分离得到的二氧化碳与从空气分离得到的氧的混合气体中的氧比例、与空气中的氧比例相等这样来使用，但是考虑到在燃烧装置中负荷会有变 动，因此，当负荷增加、燃料供给量增加时，当然产生氧不足的状态， 这样，在专利文献l中对于用于使氧燃烧锅炉稳定运转的方法完全没有 考虑。本专利技术是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供氧燃烧锅炉的燃 烧控制方法和装置，该燃烧控制方法和装置基于锅炉负荷指令来设定供 给锅炉本体的氧的供给量，且基于锅炉本体的吸热量来控制燃烧废气的再循环流量，调节导入锅炉本体的全部气体中的氧浓度，由此能够易于 应用于现有的空气燃烧锅炉，并可以稳定且容易地控制燃烧。本专利技术涉及氧燃烧锅炉的燃烧控制方法，其利用氧分离装置将空气 分离成氧和其他的以氮为主的气体，通过将上述用氧分离装置得到的氧 和燃料在锅炉本体中进行燃烧来加热给水，产生蒸气，将来自锅炉本体的燃烧废气至少进行脱尘处理后，使燃烧废气的一部分作为再循环气体 再循环至上述锅炉本体，该氧燃烧锅炉的燃烧控制方法的特征在于，将 对应于锅炉负荷指令的设定量的氧供给上述锅炉本体，且使用供给上述 锅炉本体的给水的入口温度和蒸气的出口温度、和或锅炉的燃烧废气温度来测量锅炉吸热量，以使锅炉本体的吸热量为目标吸热量这样来控制 上述再循环气体的再循环流量，调节在导入锅炉本体的全部气体中的氧浓度。在上述氧燃烧锅炉的燃烧控制方法中，优选设置将上述氧混合在再 循环气体中并供给锅炉本体的系统和直接将上述氧供给锅炉本体的系 统，通过变化供给两系统的氧的流量比例来控制锅炉本体的吸热量。另外，在上述氧燃烧锅炉的燃烧控制方法中，优选控制上述再循环 气体的再循环流量，以使上述锅炉本体的吸热量与现有的空气燃烧锅炉 的吸热量相等。本专利技术涉及氧燃烧锅炉的燃烧控制装置，其具有燃料供给手段；将 空气分离成氧和以氮为主的气体的氧分离装置；导入来自上述燃料供给 手段的燃料和来自上述氧分离装置的氧，并通过燃烧加热给水而产生蒸道；、在该烟道中具有的至少进行集尘的废气处理i段:使利;该i气处理手段处理过的燃烧废气的一部分再循环至上述锅炉本体的废气再循 环流路，该氧燃烧锅炉的燃烧控制装置的特征在于，具有根据锅炉负荷指令来对供给上述锅炉本体的氧的供给量进行控制的氧供给量控制器； 在上述废气再循环流路中具有的再循环流量调节手IS:;测量供给上述锅 炉本体的给水温度的入口温度计；测量锅炉本体出口的蒸气温度的出口温度计；根据用上述入口温度计测量的入口温度和用上述出口温度计测 量的出口温度来测量锅炉本体的吸热量的吸热量测量装置；由上述再循 环流量调节手段控制再循环气体的再循环流量以使利用该吸热量测量 装置测量的吸热量为目标吸热量的再循环流量控制器。在上述氧燃烧锅炉的燃烧控制装置中，优选代替上述入口温度计和 出口温度计、或者与该入口温度计和出口温度计共同来设置测量锅炉的 燃烧废气温度的废气温度计，将该废气温度计的检测废气温度导向上述 吸热量测量装置来测量锅炉本体的吸热量。另外，在上述氧燃烧锅炉的燃烧控制装置中，优选在上述废气再循 环流路上可切换地连接空气供给系统，该空气供给系统供给锅炉启动时 所用的空气。根据本专利技术的氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置，基于锅炉负荷指 令来设定供给锅炉本体的氧的供给量，且测量锅炉本体的吸热量、并以 使锅炉本体的吸热量为目标吸热量这样来控制燃烧废气的再循环流量， 调节引入锅炉本体的全部气体中的氧浓度，从而可本文档来自技高网...

【技术保护点】
氧燃烧锅炉的燃烧控制方法，其利用氧分离装置将空气分离成氧和其他的以氮为主的气体，通过将上述用氧分离装置得到的氧和燃料在锅炉本体中进行燃烧来加热给水，产生蒸气，将来自锅炉本体的燃烧废气至少进行脱尘处理后，使燃烧废气的一部分作为再循环气体再循环至上述锅炉本体，该氧燃烧锅炉的燃烧控制方法将对应于锅炉负荷指令的设定量的氧供给上述锅炉本体，且使用供给上述锅炉本体的给水的入口温度和蒸气的出口温度、和或锅炉的燃烧废气温度来测量锅炉吸热量，以使锅炉本体的吸热量为目标吸热量这样来控制上述再循环气体的再循环流量，调节在导入锅炉本体的全部气体中的氧浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田敏彦，藤森俊郎，高野伸一，
申请(专利权)人：电源开发株式会社，株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：JP[日本]