[实用新型]一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统

说明书

技术领域：

本实用新型属于锅炉尾部烟气能量利用及处理领域，特别设计一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统。

背景技术：

随着全球变暖的加剧和极端天气的频繁发生，全球对于温室气体排放的关注度与日俱增。在未来很长一段时间内，煤仍将作为主要使用的化石能源。由于中国的能源结构以煤为主，因此燃煤火电厂是中国电力行业的主力军。 1952年，煤电占我国总装机容量的90.4％，占总发电量的82.2％；虽然后来比重有所下降，但到2000年煤电仍占我国总装机容量的74.4％，占总发电量的81.0％。煤在燃烧过程中释放大量CO₂，CO₂减排问题将成为一个亟待解决的长期环境问题。因此，CO₂捕获与封存技术受到世界各国研究者的广泛关注，而富氧燃烧技术被认为是当然最有前景的碳捕集封存技术。

与传统空气燃烧相比，由于富氧燃烧锅炉中引入了空气分离设备和二氧化碳压缩液化装置，导致电厂发电效率下降8％左右。为了尽可能提高发电效率，提高能源利用率，与传统空气燃烧相比，应尽量降低烟气温度，对锅炉尾部烟气余热进行多级回收利用。

富氧燃烧锅炉中，利用空气分离器分离出的纯氧与再循环烟气混合作为助燃气体送入锅炉炉膛，采用烟气再循环的目的是以烟气中的CO₂来代替助燃空气中的N₂与O₂一起参与燃烧，中和炉内高温，避免水冷壁膜态沸腾。通常利用再循环烟气作为一次风输送和干燥煤粉。

富氧燃烧中由于采用烟气再循环，水蒸气不断积累，导致一次风中水蒸气含量较高，如果再循环烟气温度过低，水蒸气凝结，容易堵塞煤粉管道，而且不利于煤粉着火；同时，锅炉尾部烟气经过除湿后，水蒸气体积分数降低，使烟气酸露点温度显著降低，有利于减轻受热面金属的酸腐蚀；而且烟气脱水后温度降低，在相同的质量流量下，烟气体积流量减小，再循环风机电耗降低。

此外，在火力发电厂中，锅炉的排烟温度高，一直是困扰着人们的一个难题。仅仅由于锅炉排烟温度高导致的能源损失就相当可观。据统计，在火力发电厂中，锅炉排烟热损失占锅炉总热损失的70％～80％。同时，随着锅炉运行时间的增加，受热面污染程度加剧，导致排烟温度比设计温度高20℃～ 30℃。锅炉的排烟温度过高，使火力发电厂煤耗量增加。而目前中国现役燃煤电厂的排烟温度普遍达到了120℃～130℃，故排烟热损失成为锅炉各项热损失中比重最大的一项。对于配备独立脱硫系统的燃煤发电机组，过高的烟气温度在脱硫时还会携带大量水汽，增加脱硫水耗。因此锅炉排烟热能不仅是一项潜力很大的余热资源，而且温度降低后的烟气还会降低脱硫水耗，节省水资源。

在富氧燃烧锅炉系统中，与传统空气燃烧锅炉相比，增加了空气分离系统和CO₂压缩液化回收系统，系统复杂性提高。如何将锅炉尾部烟气能力利用及处理系统与富氧燃烧锅炉系统耦合，实现能量综合回收利用，提高发电效率，是当今亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统，实现了将富氧燃烧锅炉的空气分离器系统与烟气再循环系统和尾部烟气能量回收处理系统相耦合，将锅炉尾部烟道分为三个平行烟道，调节再循环烟气量及温度，提高系统对煤种的适应性；通过低压省煤器回收烟气余热；调节空预器出口氧气温度；三个平行烟道相互耦合，增加烟气温度的调节裕度。采用高温烟气与再循环低温烟气混合后的再循环烟气作为一次风，避免出现一次风温较低导致烟气再循环积累的水蒸气液化堵塞煤粉管道的现象，减少空气预热器体积，节约成本，提高经济性。

本实用新型实施例提供的一种高效的富氧燃烧锅炉尾部烟气能量利用及处理系统，包括：锅炉本体(1)，燃烧器(2)，省煤器(3)，尾部烟道分为三个平行烟道，分别为第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6)，暖风器(9)，除尘器(10)，再循环风机(11)，送风机(12)，初级除湿装置(13)，深度除湿装置(14)，送风机(15)，脱硫脱硝装置(16)，余热回收装置(17)，压缩机(18)，空气分离器(19)；

所述锅炉本体(1)内壁设置有所述燃烧器(2)，所述燃烧器(2)与所述送风机(12)连接，所述锅炉本体(1)尾部烟道处设置有所述省煤器(3)，所述省煤器(3)下方设置有所述第一平行烟道(4)、第二平行烟道(5)和第三平行烟道(6)；

所述第二平行烟道(5)中布置低压省煤器(7)，所述第三平行烟道(6) 中布置空气预热器(8)。