[实用新型]一种用于燃煤发电富氧燃烧的内置式氧气注入装置

说明书

技术领域

本实用新型属于燃煤发电技术领域，更具体地，涉及一种用于燃煤发电富氧燃烧的内置式氧气注入装置。

背景技术

我国燃煤发电技术中，CO₂的大量排放对环境恶化造成很大影响。富氧燃烧凭借其零排放以及和传统空气燃烧技术的良好衔接性的优点，已经成为国内外研究的重点。所谓富氧燃烧，是在现有燃煤发电技术基础上，用高纯度的氧代替助燃空气，同时采用烟气循环调节锅炉的燃烧和传热特性，可获得高浓度的富CO₂烟气，并通过进一步的冷凝压缩纯化，可较容易实现大规模化CO₂富集和减排。

然而，在实践操作中，如何将纯氧与烟气进行有效均匀的混合对于富氧燃烧的效果具备很大影响。尤其是，对于百万兆瓦级以上的富氧燃烧电厂，考虑到其管道尺寸通常较大，难以在短时间内实现氧气和烟气的混合均匀，并存在混合比例调节不便等问题；当氧气和烟气未能及时、均匀混合时，会导致炉膛出现不合理的局部高温区域，影响煤粉燃尽度，进而使得燃烧不能稳定和充分地进行。相应地，本领域中亟需寻找更为完善的氧气注入方案，以便解决现有技术中所存在的以上问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于燃煤发电富氧燃烧的内置式氧气注入装置，其中通过结合富氧燃烧过程自身的特点来构建内置式氧气注入装置，并对其具体结构及其设置方式等进行设计，相应能够保证快捷、均匀地执行氧气与氧气的混合，有效避免燃烧不稳定等问题，同时具备结构紧凑、便于操控等特点，因而尤其适用于百万兆级以上富氧燃烧电厂的大尺寸管道气体混合过程。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种用于燃煤发电富氧燃烧的内置式氧气注入装置，其特征在于，该装置包括多个第一氧气注入管路和多个第二氧气注入管路，所述第一和第二氧气注入管路的主体结构和喷口均处于沿X轴方向也即烟气流动方向布置的烟道的内部，并且第一氧气注入管路与第二氧气注入管路沿着烟气的左右流动方向彼此分层间隔设置，其中：

所述第一氧气注入管路包括沿着Z轴竖直方向设置的主干管路、以及与该主干管路各自呈小于90^°夹角相连通的多个分支管路，这些分支管路向下倾斜延伸且其末端及管壁上分别开有多个喷口，以此方式，氧气从烟道上部进入主干管路，再经由各个分支管路从喷口喷入烟道内部与烟气相混合，同时便于冷凝水和积灰在重力作用下的排出；

所述第二氧气注入管路包括沿着Y轴水平方向设置的主干管路、以及分设在该主干管路上下两侧且各自呈90^°夹角相连通的多个分支管路，这些分支管路的末端及管壁上分别开有多个喷口，以此方式，氧气从烟道侧部进入主干管路，再经由分支管路从喷口喷入烟道内部与烟气相混合，同时使冷凝水和积灰在重力作用直接从处于主干管路下侧的分支管路排出。

作为进一步优选地，各层所述第一氧气注入管路的分支管路相对于主干管路前后对称地分布，并且所有分支管路的中心线与主干管路的中心线位于同一平面上。

作为进一步优选地，各层所述第二氧气注入管路的分支管路相对于主干管路上下对称地分布，并且所有分支管路的中心线与主干管路的中心线位于同一平面上。

作为进一步优选地，对于第一、第二氧气注入管路而言，各层的主干管路和分支管路的中轴线分别与烟道X轴方向相互垂直。

作为进一步优选地，对于第一、第二氧气注入管路而言，各层的管路氧气入口分别与氧气源可控地相连接，并通过改变氧气入口的流量来控制氧气与烟气的混合比例。

作为进一步优选地，各个所述第一氧气注入管路的结构相同，各个所述第二氧气注入管路的结构相同，并且相邻各层氧气注入管路可相互替换，管路的总层数可增减。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用分层结构来执行氧气注入过程，并对各层的具体结构及设置方式进行设计，较多的测试表明，能够很好地克服富氧燃烧时氧气和烟气混合不均匀而导致的局部高温和煤粉燃尽度偏低的问题，保证快捷、均匀地执行氧气与氧气的混合，同时还能有效解决电厂变工况要求、设备易腐蚀和工作寿命偏低等难题，从而为富氧燃烧的工业实践提供了有利保障。

附图说明

图1是按照本实用新型优选实施方式而构建的内置式氧气注入装置的主体结构立体图；

图2是图1中所示内置式氧气注入装置的结构侧视图；

图3是用于更详细地显示第一氧气注入管路的结构示意图；

图4是用于更详细地显示第二氧气注入管路的结构示意图；