[实用新型]一种用于燃煤发电富氧燃烧的外置式氧气注入装置

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外置式氧气注入装置。

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外置氧气注入装置，其中通过结合富氧燃烧过程自身的特点来构建外置式氧气注入装置，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圆形管道气体混合过程。

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外置式氧气注入装置，其特征在于，该装置包括沿着圆柱形烟道的轴向方向彼此分层间隔设置的多个氧气注入管路，并且各层氧气注入管路均包括处于烟道外部的竖管、环形管、喷管和清洁用孔，其中：

各个竖管的一端分别与对应的环形管相连通，并通过调节阀来调节氧气流量，所有竖管的另外一端共同连接于氧气输入主管；

各个环形管相对于圆柱形烟道环绕而设置，其内侧经由多个所述喷管与烟道相连通，由此将氧气喷入烟道内部与烟气相混合；

各个喷管与圆形烟道的表面以相同的锐角倾斜相交，并且位于同一层氧气注入管路的喷管倾斜方向相同，而位于相邻两层氧气注入管路的喷管倾斜方向彼此相反；

各个清洁用孔设置在环形管的最下方，并用于使工作过程中产生的冷凝水和积灰在重力作用下排出。

作为进一步优选地，各个喷口与圆形烟道表面之间以相同的角度相交，且喷口轴线与圆柱形烟道径向夹角在10°～45°之间。

作为进一步优选地，对于各层氧气注入管路而言，其竖管、环形管、喷管和清洁用孔均位于同一平面上。

作为进一步优选地，所述氧气输入主管上还配备有流量测定及调节单元，由此可通过改变氧气输送流量来控制氧气与烟气的混合比例。

作为进一步优选地，位于同一层氧气注入管路的管道结构相同，氧气注入管路的层数可根据工况增减，并且相邻的氧气注入管路可以相互替换

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，由于采用环形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外置式氧气注入装置的主体结构立体图；

图2是用于更详细显示图1中各层氧气注入装置的结构剖视图；

图3是仅显示了烟道和多个喷管的外置式氧气注入装置的结构立体图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-烟道 2-清洁用孔 3-环形管 4-竖管 5-调节阀 6-集箱管 7-氧气输入主管 8-流量测定及调节单元 9-喷管

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。