[发明专利]富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法。

背景技术

富氧燃烧(O₂/CO₂循环燃烧)碳捕集是燃烧中碳捕集技术，其采用高纯度的氧或富氧气体混合物来代替助燃空气，同时采用烟气循环调节炉膛内的介质流量和传热特性，如此，可以获得高达95％以上体积浓度的富含CO₂的干烟气，从而以较小的代价对其压缩纯化后来实现CO₂的永久封存。这种新型燃烧方式与现有电站燃烧方式在技术具有良好的承接性，可用于现有电厂的改造和新建电厂，该技术还能大幅度地减少NO_x、SO₂和颗粒物排放，实现污染物的一体化协同脱除，是一种近“零”排放的清洁燃煤利用技术。

对流换热系数决定着锅炉受热面的布置、位置、数量与结构等。传统锅炉空气气氛下对流换热系数是以平均成分的烟气为基础计算的，该情况下烟气的导热系数及粘度等大部分物性参数主要取决于水蒸气的体积比。而在富氧燃烧方式下，烟气成分将发生改变，烟气的物性参数，如：热容、导热系数、运动粘度、普朗克数等都将发生很大的变化，烟气中水蒸气体积比比空气下要高很多，而且二氧化碳浓度剧增，同时烟气量的减少，也导致了锅炉各处受热面的烟气流速降低。这些都会使烟气的对流传热特性发生很大的变化，导致富氧再循环方式下烟气的传热与空气气氛下的传热有很大的差别。

因此，在富氧再循环方式下，仍然按照烟气中水蒸气体积比来确定对流换热系数，势必会导致很大的误差，这必然会影响锅炉对流受热面的布置、位置、数量与结构等，从而难以达到稳定燃烧和最佳经济效益的目的，甚至会出现受热面泄漏的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法，该方法确定较为准确的对流换热系数。

为了实现上述目的，本发明提供一种富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法，所述确定方法包括：计算对流受热面的烟气流速；计算烟气再循环达到平衡状态的烟气各组分在所述对流受热面的体积量；建立所述烟气各组分的物性参数的拟合公式；根据所述烟气各组分的物性参数和体积量计算烟气物性参数；以及根据所述烟气物性参数和所述烟气流速确定对流换热系数。

通过上述技术方案，建立所述烟气各组分的物性参数的拟合公式，根据所述烟气各组分的物性参数和体积量计算烟气物性参数，以及根据所述烟气物性参数和所述烟气流速确定对流换热系数，如此能够确定较为准确的对流换热系数，从而有助于对流受热面的布置、位置、数量及结构的设计，进而实现稳定燃烧和最佳经济效益的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明提供的富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法的流程图；

图2为根据本发明建立的拟合公式所获得的烟气各组分的定压比热容的拟合曲线；以及

图3给出了根据本发明的CO₂和H₂O定压比热容拟合误差的曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明提供的富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法的流程图。如图1所示，本发明提供的富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法可以包括：在步骤101处，计算对流受热面的烟气流速；在步骤102处，计算烟气再循环达到平衡状态的烟气各组分在所述对流受热面的体积量；在步骤103处，建立所述烟气各组分的物性参数的拟合公式；在步骤104处，根据所述烟气各组分的物性参数和体积量计算烟气物性参数；以及在步骤105处，根据所述烟气物性参数和所述烟气流速确定对流换热系数。通过上述方法，能够获得较为准确的对流换热系数。

其中，烟气组分可以包括二氧化碳CO₂、H₂O、氮气N₂和氧气O₂。物性参数可以包括动力粘度、导热系数、定压比热容、普朗特数和运动粘度。

以下将以具体实施方式来详细描述本发明的富氧燃烧锅炉的对流换热系数的确定方法。