基本信息
- 項目名稱：
- 富氧燃燒器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為了降低電站鍋爐的整體燃料消耗或部分替代貧乏燃料,本文提出了一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。小煤粒適用于該系統(tǒng)。這種新型燃燒器包括內、外和中套管，采用內、外套管與中套管雙重換熱技術。富氧燃燒器已批準一項發(fā)明專利。實驗研究和數值模擬分析驗證了理論的可行性。研究表明:它可以提高最大燃燒速度和平均燃燒速度,并減少煤粉燃燒的著火溫度和燃盡溫度。此外,煤粉燃燒更容易點燃和全面改善綜合燃燒特性指數。
- 詳細介紹：
- 本發(fā)明的目的是提供一種用于電站燃煤鍋爐點火系統(tǒng)的富氧燃燒器。 電廠進行發(fā)電時，首先需要點燃鍋爐，鍋爐進行燃燒時，將空氣由空氣進管通入空氣分離器中，空氣分離器將空氣分離為氮氣和富氧氣體兩部分，其中氮氣由氮氣出管排出，富氧氣體由富氧氣體出管排出，排出的富氧氣體將煤粉運用氣力輸送原理吹入中套管中；中套管中的富氧氣體、煤粉混合氣流，一方面與外套管中流動的再生回流煙氣運用逆流原理進行熱交換，另一方面與內套管中流動的再生回流煙氣運用順流原理進行熱交換，最后經過充分預熱的富氧氣體、煤粉混合氣流進入鍋爐爐膛中進行燃燒；燃燒產生的煙氣經過外套管的進口流入外套管再生回流，該再生回流煙氣與中套管中流動的富氧氣體、煤粉混合氣流經過逆流熱交換后，再由內外套管連接管流入內套管中，在內套管中的再生回流煙氣又與中套管中流動的富氧氣體、煤粉混合氣流經過順流熱交換，最后由內套管進入鍋爐爐膛，如此不斷循環(huán)回流進行熱交換。 由以上可見，本發(fā)明不但能夠使得電站鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能；而且采用的煙氣再生回流技術，在降低氮氧化物排放的同時，減少高溫煙氣所帶走的余熱；采用的內套管、外套管與中套管雙重的換熱技術，將使得富氧氣體、煤粉混合氣流得到充分預熱，縮短煤粉在鍋爐爐膛內的著火時間，提高回流氣體預熱煤粉的換熱效率。同時本發(fā)明利用富氧氣體吹送煤粉，使得富氧氣體與煤粉得到充分、均勻的混合，這將有利于煤粉充分燃燒，克服了現(xiàn)有富氧燃燒技術的缺點。同時采用的內套管、外套管與中套管雙重的換熱技術，將使得富氧氣體、煤粉混合氣流得到充分預熱，縮短煤粉在鍋爐爐膛內的著火時間，提高回流氣體預熱煤粉的換熱效率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 過去的傳統(tǒng)電站鍋爐點火普遍采用油槍點火是由于煤粉點火時間長、耗費大以及低負荷時燃燒不穩(wěn)定等，其著火條件比燃油和燃氣的著火條件高得多。雖然國內已經出現(xiàn)多種點火技術，但是仍是借助于油。針對這種情況發(fā)明了用于電站燃煤鍋爐的富氧燃燒器，是一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。本發(fā)明使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能。燃燒器采用內外套管的結構可對富氧氣體和煤粉進行雙重換熱，提高了煤粉的換熱效率。這種采用富氧燃燒充分提高了火力發(fā)電廠的經濟性。
科學性、先進性
- 鍋爐進行燃燒時，將空氣通入空氣分離器中，空氣分離器將空氣分離為氮氣和富氧氣體兩部分，該富氧燃燒器包括內、外和中套管，分離出的富氧氣體將煤粉運用氣力輸送原理吹入中套管中；中套管中的富氧氣體、煤粉混合氣流，一方面與外套管中流動的再生回流煙氣運用逆流原理進行熱交換，另一方面與內套管中流動的再生回流煙氣運用順流原理進行熱交換，最后經過充分預熱的富氧氣體、煤粉混合氣流進入鍋爐爐膛中進行燃燒。該富氧燃燒器使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能，充分體現(xiàn)了國家的節(jié)能意識。
獲獎情況及鑒定結果
- 1富氧燃燒器發(fā)明專利證書 2論文發(fā)表 [1]Ignition Characteristics of Pulverized Coal under High Oxygen Concentrations.（SCI收錄） [2]Analysis and numerical simulation on an improved oxygen-enriched burner.（EI收錄） [3]The Study of Numerical Simulation of Oxygen-enriched Burner System. [4]富氧煤粉氣流著火機理的研究. 3挑戰(zhàn)杯校賽獲特等獎 4挑戰(zhàn)杯省賽獲特等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 該作品發(fā)明了一種用于電站燃煤鍋爐的富氧燃燒器，是一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。本發(fā)明采用富氧點火使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能。該燃燒器采用三套管的結構可對富氧氣體和煤粉進行雙重換熱，提高了煤粉的換熱效率。這種采用富氧燃燒并進行雙重換熱充分提高了火力發(fā)電廠的經濟性，對于電廠煤粉鍋爐具有很好的推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 燃料的燃燒可在以下3種工況下進行: 貧氧燃燒工況、富氧燃燒工況和理論燃燒工況。為了使燃料充分燃燒, 一般工業(yè)燃燒裝置中的燃料都應該在富氧燃燒工況下進行。 美國GE 公司、日本松下電器產業(yè)均已研制出成熟的工業(yè)富氧燃燒系統(tǒng),美國已將富氧燃燒技術應用于航空發(fā)動機上, 日本已經在大多數船舶的燃燒系統(tǒng)中加裝富氧裝置。目前, 國內的富氧燃燒技術主要應用在工業(yè)燃燒裝置上, 富氧率已成為煤粉燃燒裝置的主要技術經濟指標之一。 煤粉燃燒是發(fā)電廠鍋爐的主要燃燒方式，燃燒煤粉的鍋爐在其點火和低負荷穩(wěn)定運行時，需消耗大量的燃料油，因此研究人員一直都在積極尋找更經濟實用的解決辦法。隨著膜法富氧技術的成熟發(fā)展，研究煤粉在富氧條件下的燃燒特性，不論對煤粉局部富氧的助燃還是煤粉的富氧點火技術研究都具有重要意義。 在燃煤鍋爐中進行的富氧燃燒技術研究，目前還主要集中在富氧氣流與回流煙氣（CO2）的混合燃燒技術上，因此有些資料將燃煤中的富氧燃燒技術稱為O2/CO2燃燒技術，或空氣分離/煙氣再循環(huán)技術，又被稱為N2-free Process。美國、加拿大、日本、英國、荷蘭、德國、法國、瑞典、挪威、芬蘭、意大利、俄羅斯和烏克蘭等許多國家都開展了富氧燃燒技術的試驗或技術經濟性研究，國內的浙江大學、華中科技大學及華北電力大學等也在進行積極的試驗和理論研究。
