本发明专利技术提供一种锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统及其控制方法。所述装置系统包括锅炉富氧燃烧装置和电解水制氢装置；所述电解水制氢装置用于制备氢气和氧气；所述锅炉富氧燃烧装置与所述电解水制氢装置的氧气输出端连接，利用电解水制氢装置生产的氧气实现锅炉的富氧燃烧；所述锅炉富氧燃烧装置包括依次连接设置的锅炉、烟气处理单元、引风机、预热单元以及喷淋组件。所述装置系统可以有效消纳大量电解水制氢产生的氧气副产品。同时，通过灵活调节一次风风量、温度、氧量，二次风风量、温度、氧量，排放烟气量和循环烟气量，使锅炉能够适应实际运行工况和设计工况产生的偏离，提高锅炉运行的经济性、安全性、稳定性。
2、氧气作为电解水制氢的副产品，其有效使用及消纳成为需要考虑的问题。同时，由于电厂面临深度调峰的挑战，当锅炉的实际运行工况和设计工况出现较大偏离时，往往造成锅炉效率低，经济性差的问题，甚至会造成锅炉灭火，导致非计划停机，直接影响到当地居民用电的稳定性和可靠性。
3、富氧燃烧锅炉系统是一个半闭式循环系统，70％左右的烟气经过循环返回与不同量的氧气混合形成一次风和二次风，一次风携带煤粉进入炉膛燃烧，产生富含二氧化碳的烟气，进入尾部烟道经过系列处理后有30％左右的二氧化碳脱离系统进入下一工艺流程。为了达到富氧燃烧半闭式循环系统在给定负荷下稳定燃烧的要求，需要匹配风机的定烟气量与注氧器给定的注氧量。
4、现有技术中匹配风机的定烟气量与注氧器给定的注氧量的方法包含串联风机和调节风机阀门。串联风机之后虽能提供足够的动力，但变负荷协调控制困难，系统稳定性差，能耗大。调节风机阀门打开至最大开度时，能满足满负荷运行要求，但是低负荷运行的调节能力差，能耗大。
5、综上所述，有必要提供一种可以有效消纳大量电解水制氢产生的氧气副产品，且通过调节风量等工艺参数使锅炉能够适应实际运行工况和设计工况产生的偏离，提高锅炉运行的经济性、安全性、稳定性的装置系统。
>技术实现思路1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统及其方法。所述装置系统可以有效消纳大量电解水制氢产生的氧气副产品。同时，通过灵活调节一次风风量、温度、氧量，二次风风量、温度、氧量，排放烟气量和循环烟气量，使锅炉能够适应实际运行工况和设计工况产生的偏离，提高锅炉运行的经济性、安全性、稳定性。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，所述装置系统包括锅炉富氧燃烧装置和电解水制氢装置；
4、所述电解水制氢装置用于制备氢气和氧气；所述锅炉富氧燃烧装置与所述电解水制氢装置的氧气输出端连接，利用电解水制氢装置生产的氧气实现锅炉的富氧燃烧；
5、所述锅炉富氧燃烧装置包括依次连接设置的锅炉、烟气处理单元、引风机、预热单元以及喷淋组件。
6、本专利技术通过在锅炉富氧燃烧装置中耦合电解水制氢装置，可以有效消纳大量电解水制氢产生的氧气副产品。
7、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述烟气处理单元包括依次连接设置的除尘器和脱硫塔；
8、优选地，所述预热单元包括并联设置的一次风空预器和二次风空预器。
9、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述引风机的出口分为两支，一支通过烟气调节门一与一次风空预器相连接；另一支通过烟气调节门二与二次风空预器相连接。
10、值得说明的是，本专利技术通过控制烟气调节门一与烟气调节门二可以调控装置系统内一次风的温度。通过提高一次风温度，可降低着火热，使着火位置提前，提高着火速度，还能在低负荷时稳定燃烧；但一次风温度过高，超过燃料输送的安全规定时，可能发生爆炸或自然；而一次风温度过低则会推迟着火，同时造成燃烧不稳定和燃烧效率低，并导致炉膛出口烟温升高，引起过热器超温或汽温升高。因此，需要将一次风温度控制在合理范围内。
11、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述喷淋组件的出口分为两支，一支通过排放烟气调节门与烟囱相连接，另一支与循环烟气调节门相连接。
12、值得说明的是，本专利技术所述喷淋组件用于对经过余热回收后的烟气进一步进行降温脱水，降低烟气中的含水量。本专利技术所述喷淋组件的存在具有必要性，其原因为：若不使用喷淋组件对烟气进行脱水，则循环烟气中的水分易不断积聚，导致循环烟气中含水量过高，对装置系统设备造成损坏。
13、另外，本专利技术所述排放烟气调节门和循环烟气调节门对锅炉负荷具有较大影响，具体表现为：当锅炉负荷较高时，装置系统中已有的烟气流量较大，此时适当降低经过循环烟气调节门的烟气流量，增加经过排放烟气调节门的烟气流量，减少系统运行负荷；当锅炉负荷较低时，系统中已有的烟气流量较小，此时适当增加经过循环烟气调节门的烟气流量，减小经过排放烟气调节门的烟气流量，增加系统运行负荷。
14、优选地，所述循环烟气调节门的出口分为两支，一支与通过一次风调节门与一次风机相连接，另一支通过二次风调节门与二次风机相连接。
15、值得说明的是，本专利技术提供的装置系统可以对一次风调节门和二次风调节门的烟气流量分别进行独立控制。由于一次风需要满足输送煤粉的需要，同时满足燃料中挥发分着火燃烧所需的氧量，因此，当燃料中挥发分含量较低时，适当降低经过一次调节风门的一次风流量，增加经过二次调节风门的二次风流量；当燃料中挥发分含量较高时，适当增加经过一次调节风门的一次风流量，降低经过二次调节风门的二次风流量。
16、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述一次风机与一次风空预器相连接。
17、优选地，所述二次风机与二次风空预器相连接；
18、优选地，所述一次风空预器和二次风空预器的循环烟气出口分别独立地与锅炉相连接。
19、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述电解水制氢装置的氧气出口分为两支，一支通过氧气调节门一与一次风机相连接；另一支通过氧气调节门二与二次风机相连接。
20、值得说明的是，本专利技术提供的装置系统可以对氧气调节门一和氧气调节门二的氧气流量分别进行独立控制。当经过一次风调节门的再循环烟气量增加时，与之对应地增加经过氧气调节门一的氧气量，同时降低经过氧气调节门二的氧气量，以维持一次风管路内的含氧量在合适的范围内；当经过二次风调节门的再循环烟气量增加时，与之对应地增加经过氧气调节门二的氧气量，同时降低经过氧气调节门一的氧气量，以维持二次风管路内的含氧量在合适的范围内。通过对经过氧气调节门一和氧气调节门二的氧气流量分别进行独立控制，使一次风管路和二次风管路的再循环烟气量与氧气量相互匹配。
21、另外，本专利技术通过调控氧气调节门一和氧气调节门二的氧气流量还可以调控一次风和二次风的温度；当需要提高一次风温度时，增加经过氧气调节门一的烟气量，进而增加经过一次风空预器的烟气量，将更多的烟气余热用于加热一次风；当需要提高二次风温度时，增加经过氧气调节门二的烟气量，进而增加经过二次风空预器的烟气量，将更多的烟气余热用于加热二次风。
22、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述装置系统还包括控制器。
23、优选地，所述控制器用于控制装置系统内调节门的开关。
24、更具体的，所述装置系统内的调节门包括烟气调节门一、烟气调节门二、排放烟气调节门、循环烟气调节门、一次风调节门、二次风调节门、氧气调节门一以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括锅炉富氧燃烧装置和电解水制氢装置；
2.根据权利要求1所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述烟气处理单元包括依次连接设置的除尘器和脱硫塔；
3.根据权利要求2所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述引风机的出口分为两支，一支通过烟气调节门一与一次风空预器相连接；另一支通过烟气调节门二与二次风空预器相连接。
4.根据权利要求2或3所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述喷淋组件的出口分为两支，一支通过排放烟气调节门与烟囱相连接，另一支与循环烟气调节门相连接；
5.根据权利要求4所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述一次风机与一次风空预器相连接；
6.根据权利要求1-5任一项所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述电解水制氢装置的氧气出口分为两支，一支通过氧气调节门一与一次风机相连接；另一支通过氧气调节门二与二次风机相连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括控制器；
8.一种权利要求1-7任一项所述锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢装置系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当锅炉当前负荷高于设计负荷的80％时，或当锅炉当前负荷低于设计负荷的50％时进行调控；
10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，预热单元所得一次风和二次风风量和/或温度的调控通过调节烟气调节门一、烟气调节门二、一次风调节门和二次风调节门实现；
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【技术特征摘要】
1.一种锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括锅炉富氧燃烧装置和电解水制氢装置；
2.根据权利要求1所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述烟气处理单元包括依次连接设置的除尘器和脱硫塔；
3.根据权利要求2所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述引风机的出口分为两支，一支通过烟气调节门一与一次风空预器相连接；另一支通过烟气调节门二与二次风空预器相连接。
4.根据权利要求2或3所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述喷淋组件的出口分为两支，一支通过排放烟气调节门与烟囱相连接，另一支与循环烟气调节门相连接；
5.根据权利要求4所述的锅炉富氧燃烧耦合电解水制氢的装置系统，其特征在于，所述一次风机与一次风空预器相连接；
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【专利技术属性】
技术研发人员：谷朋泰，张涛，李乐天，崇培安，蒋晓锋，朱晓磊，陶丽，郭荣，刘向民，何翔，吕为智，杨琨，李昕耀，泮浩翔，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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