用于全氧煤粉燃烧的三扇区再生式氧化剂预热器制造技术

本发明专利技术涉及一种与全氧燃烧式煤粉燃烧发电厂一起使用的三扇区再生式氧化剂预热器的装置、方法和布置。预热器包括固定外壳和可旋转地设置在该外壳内的转子。扇区盘位于该转子的轴向末端，并且将该预热器分成烟气扇区、两个一次氧化剂扇区和插入在所述两个一次氧化剂扇区之间的二次氧化剂扇区。一次氧化剂风机位于预热器的下游，以在一次氧化剂扇区创造负压的环境。在预热器运转期间，所述两个一次氧化剂扇区和烟气扇区的环境几乎处于相同的负压，并且由此在预热器的氧化剂侧和烟气侧之间只有很有限的渗漏。所述二次氧化剂扇区的环境是正压力，并且到所述一次氧化剂扇区的负压环境的渗漏将是从二次氧化剂到一次氧化剂的渗漏，而没有二次氧化剂到预热器气体侧的渗漏。

【技术实现步骤摘要】
用于全節某粉燃烧的三扇区再生式氧化剂预热器本申请要求美国临时专利申请号为60/948,784登记日为2007年7月10日 的优先权权益，并在这里将其合并作为参考。絲领域本专利技术总地涉及全iu^烧煤粉燃烧，并且特别是涉及将M氧化剂的渗漏 而进入到旋转再生式氧化剂预热器的气体侧氧气的损失降至最小。背景狱在国家以及地方这两个层面有关大气质量的法律，都设置了tt越严格的 排放标准。特别关心的经常是二氧化硫以及其它由矿物燃料燃烧以及各种各样 的工业性作业而产生的酸性气体。众所周知酸性气体对于环境是有害的，因此^A大气的排放受到空气洁净法令严格i鹏制。新技术MiS用于解决这个问题，以便于矿物燃料并且尤其是煤可以适合于 未来的禾,而不会污染大气，且不会加速顿气侯变暖。该技术发展的一个方面 是可育^t现存的煤粉电厂进行改型，而这些电厂是许多国家发电产业的支柱。 这个技术是含氧燃料的燃烧，i^t烧是利用富氧气^M合物替代氧气来点MT 物燃料锅炉的过程。从i繊入空气中除去几乎所有的氮，从而产生含有大约95% 氧气的气流。用纯 烧将导致火焰驢过高，所以该混仏体通过与循环烟 气混合而被稀释。，燃料的燃烧产生的烟气比加空气燃烧产生的烟气大约少 75%。从全fUt烧煤粉燃烧工厂的湿式洗涤器排出的大约70%到80%的烟气被送 回到锅炉，在那里氧气被引入以产生燃烧的氧化性气体，而其余的烟气被送到 提纯和压縮系统，妇I3里戶;M^统准备了适合的魏和所需的容纳空间。这样， 至关重要的是以实际的和经济的方式获得浓度尽可能的高的1化碳，同时硫、 氮、氧和水的浓度较低。，燃烧式煤私、燃烧在这样的氧化剂中燃烧煤粉，该氧化剂由相对纯的氧气和循环烟气的混^t/组成，以M^在锅炉的燃^1程中产生的烟气的净容积， 并且在烟气中充分地提高二氧化碳的浓度。该循环烟气表示由燃烧过程产生的 烟气的一部分，并且用于斷氐火焰温度和保持必需的体积，以确保能与全部锅炉面积进行充分的对流热交换，并且也能用于将煤私^F燥和传送到锅炉的燃烧空间。用于全氧燃烧式煤粉燃烧的氧化剂tte在旋转再生式空气预热器中加热， 尽管这样的空气预热器魏到从空气侧到煤气侧的渗漏问题。管状的和t拭空 气预热器不^I遇渗漏并且在工业锅炉规模提供到该旋转再生式空气预热器的适当代替品。然而，在发feLk锅炉规模，它不是经船算的代替品。 -在传统的煤粉燃烧中，燃烧需要的空气的一小部分被用于千燥和传送煤粉到 燃烧器，用于在炉子或者锅炉的;lt烧空间i^烧煤。这部分空气被称为一次空气。 在直接燃烧系统中， 一次空气也被用于千燥磨煤机中的煤。燃烧空气的其余部 分被弓l入容纳燃烧器的风箱外m并称为二次空气。旋转再生式空气预热器相对紧凑，并且是在发电业锅炉装置中用于预热燃 烧空气最广泛的使用类型。旋转再生式空气预热器作为储热介质通M"流间接 地传递热量，该储热介质周期性地暴露于散热的烟气和吸热的燃烧空气中。该 旋转再生式空气预热器包括圆筒形壳或者外壳，其包含共轴的转子，该转子与 金属储繊纹板一起包裹，餘属储热波纹板被捆扎以便在其中衝共流动ffiS各。 该预热器被分成在负压下的气体侧和在正压下的空气侧。最普遍的流动排列方 式具有进入转子顶端的烟气和以逆流方式;aA转子底部的燃烧空气。因此，冷 空气进口和冷却后的气体出口在该预热器的同一端，通常被称为冷端，热气体 进口和预热空气的出口都在预热器相反的另一端，通常被称为热端。因此，从 该转子的热端到该转子的冷端存在着轴向的^j^梯度。为了响应这个^梯度， 转子趋向于扭曲和趋向于呈现一种类似于逆转碟的形状，通常称为转子下弯(rotor turndown)。在运行中，转子围绕中心输漫速地旋转，每力H中转数为一到三，从而使每 束吸热板被交替方iA放热烟气的流路和该吸热燃烧空气的流路内。旋转再生式空气预热器最显著的特征是由于转子下弯和空气预热器的旋转操作，较少的但是明显的数量的空气从正压空气侧泄露至U负压气体侧。为了防ih/人空气侧到 气体侧的皿渗漏，该空气预热器装M径向的、轴向的和周向的密封件。公知的是禾,薄而皿性的金属构造这些密封件。当缝隙最大时调整这些密封件。 这意味着，当由于转子和外壳的膨胀缝隙小时，这密封件可能被严重弯曲并且 被迫与转子或者外皿入高接触压力的状况。由于这个原因，密封件被相对迅 速地磨损并且需要更换。在现有技术或者传统的再生空气或者氧化剂预热器布置中， 一次空气或者 氧化剂处于大约40英寸水柱(Wg)的正压力，二次空气或，化剂处于大约20英寸水柱的正压力，并且烟气处于大约5英寸水柱的负压力。传统的空气或者氧化剂预热器具有分成三个扇区的预热器空气或者氧化剂侧，用于接收一次空 气或者氧化剂的中央扇区的侧面接一对扇区，这一对扇区接收二次空气或者氧 化剂，并且位于相邻的预热器盼烟气顶榔分。这种布置使通过空气或者氧化剂侧和煤气侧之间的密封的压差减到最小大约25英寸水柱，其结果是7%到14% 渗漏的空气或者氧化剂进入烟气。这些数值，虽然是典型烧纟紅厂的特征，但 是可能根据燃料和设备不同而变化并且不倾向于乡，值。在全權烧煤粉工厂中该燃烧过程通过氧化剂执行，该氧化剂由相对纯的 氧气和循环烟气的混合物组成，其中一部分氧化剂用于千燥和将煤粉传送至, 烧器并且其余的部分被弓l入锅炉燃烧空间。这些氧化剂必须在进入燃烧过程以前被加热，并皿择的设备是一种旋转再生式空气 页热器，因为它具有用于电 业发电厂的经济效益。但是，发生在再生式氧化剂预热器中从正压氧化剂到负 压烟气的泄漏是氧气和循环烟气到该再生氧化剂预热器的气体侧的损失。这种 氧气与再循环气体一起的损失要求在空气分离单元中生产额外的氧气以补偿氧 气的损失，并且它也要求为了提高油的回收，通过储存或使用来处理浓縮的二 氧化碳之前，在压縮和净化单元中从生产的尾气除去泄漏的氧气，由于管线和 細的约束要求，在实际应用中，烟气必须是高浓度的化碳和低浓度的氮、 硫、氧气和水的混合物。这些补偿工序者鹏导致工厂生产费用的增加。因此， 泄漏至嗍气的氧化剂量必须最小化或者消除泄漏。此外，劍门不希望氧化剂与 高浓度的氧被暴露到可能含有一些可燃碳的灰中，会由此增加火灾的隐患。
技术实现思路
本专利技术提供一种三扇区旋转再生式氧化剂预热器的装置、方法和布置，该 预热器包括固定的外壳和安装在外壳内的可旋转的转子。扇区盘位于转子轴向的末端并且将预热器划分成烟气扇区、二次氧化剂扇区、和两个一次氧化剂扇 区。二次氧化剂扇区插入两t次氧化剂扇区之间。在预热器运行期间，预热器的m扇区和一次氧化剂扇区的环境处于大约5英寸水柱的负压力，并且预*在器的二次氧化剂扇区处于大约20英寸水柱的正压 力。两t次氧化齐U扇区其中的一W階烟，区的3点钟侧而另一t次氧化剂扇区邻接烟气扇区的9点钟侧。因为烟气扇区和两t次氧化齐i」扇区的运行环境几乎处于相同的负压力，所以在预热器的氧化剂侧和气体侧之间仅有极其有限的渗漏。二次氧化齐煽区位于两个一次氧化齐l偏区之间。因为一次氧化剂扇区的运行环境是大约5英寸水柱的负压九并且二次氧化剂扇区的运行环境是大约20 英寸水柱的正压力，所以在一次氧化剂扇区和二次氧化剂扇区之间纟贿大约25 英寸水柱的压差，然而任何渗漏将是从二次氧化齐倒一次氧化齐啲渗漏，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三扇区旋转再生式氧化剂预热器，包括固定外壳，可旋转地安装在外壳内的转子，位于转子的轴向末端的扇区盘，所述扇区盘用于将该预热器分割为烟气扇区、二次氧化剂扇区和两个一次氧化剂扇区，二次氧化剂扇区被插入到一次氧化剂扇区之间，并且其中在预热器的运转期间，烟气扇区和一次氧化剂扇区具有负压力的环境，并且二次氧化剂扇区具有正压力的环境。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KC亚力山大，DL克拉夫特，DK麦克唐纳德，
申请(专利权)人：巴布科克和威尔科克斯能量产生集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]