[发明专利]用于燃煤磁流体S-CO2

说明书

一种用于燃煤磁流体S‑CO2联合循环发电系统的锅炉及方法，该锅炉包括依次相连通的炉膛、水平烟道和尾部烟道，炉膛自下而上依次布置过热气冷壁、再热气冷壁和高温空气预热器，水平烟道自左到右依次布置过热器和再热器，尾部烟道自上而下依次布置中温空气预热器、SCR脱硝装置和省煤器。本发明能够避免锅炉壁面超温，保证锅炉安全运行；本发明能够降低锅炉排烟温度，实现较高的锅炉效率；本发明能够将富氧空气加热到1700K以上的高温，大幅提高煤粉与高温富氧空气燃烧产生的烟气温度，从而有效提高烟气电导率，满足磁流体发电要求。

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域，特别涉及一种适用于燃煤磁流体超临界CO2联合循环发电系统的锅炉及工作方法。

背景技术

燃煤磁流体发电技术是将煤粉与富氧空气在燃烧器中燃烧产生的高温高速离子化的烟气(等离子体)通过磁场直接把热能转化成电能的技术，这种磁流体发电机没有旋转部件，结构简单，启动迅速，是一种很有前景的发电方式。一般磁流体发电的进气温度为3000K,排气温度为2 000K,其热效率能高达20％。由于其排气温度很高，如果以排气为热源耦合高效的超临界CO2布雷顿循环，进一步对排气热量进行利用，可以大幅提高磁流体-超临界CO2联合循环电站整体发电效率。

锅炉作为利用燃煤磁流体发电机高温排气加热超临界CO2工质和富氧空气的主要设备，其没有燃烧室，且需要将富氧空气加热到1700K的高温，其特殊性导致与常规锅炉设计差别较大。所以，锅炉内部受热面的合理设计对锅炉高效、安全运行具有重大意义。调研发现，目前尚缺乏适用于燃煤磁流体超临界CO2联合循环发电系统的锅炉的研究，这些问题有待去解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于燃煤磁流体超临界CO2联合循环发电系统的锅炉及工作方法，该锅炉通过合理布置受热面可以避免壁面超温，保证锅炉安全运行；能够有效降低锅炉排烟温度，提高锅炉效率；能够将富氧空气加热到1700K以上的高温，保证煤粉与高温富氧空气燃烧产生的烟气的温度，从而有效提高烟气的电导率，满足磁流体发电要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于燃煤磁流体S-CO2联合循环发电系统的锅炉，其特征在于，包括依次相连通的炉膛、水平烟道和尾部烟道，炉膛自下而上依次布置过热气冷壁1、再热气冷壁3和高温空气预热器8；水平烟道自左到右依次布置过热器2和再热器4；尾部烟道自上而下依次布置中温空气预热器7、SCR脱硝装置6和省煤器5。

超临界CO2循环发电系统的高温回热器冷侧出口、过热气冷壁1进口和出口、过热器2进口和出口和高压透平进口依次相连通构成超临界CO2工质过热系统。

超临界CO2循环发电系统的高压透平出口、再热气冷壁3进口和出口、再热器(4)进口和出口和低压透平进口依次相连通构成超临界CO2工质再热系统。

超临界CO2循环发电系统的主压缩机出口与省煤器5进口相连通，省煤器5出口与过热气冷壁1进口相连通。

所述省煤器(5)出口烟气温度为90℃。

所述中温空气预热器7和高温空气预热器8依次梯级预热富氧空气，能够将富氧空气加热到1700～1800K，然后送入燃烧室。

本发明的有益效果：

1.本发明通过合理布置锅炉受热面可以避免壁面超温，保证锅炉安全运行。

2.本发明能够有效降低锅炉排烟温度，使得锅炉效率较高；。

3.本发明能够将富氧空气加热到1700K以上的高温，大幅提高煤粉与高温富氧空气燃烧产生的烟气的温度，从而有效提高烟气的电导率，满足磁流体发电要求。

附图说明

图1为本发明一种适用于燃煤磁流体超临界CO2联合循环发电系统的锅炉示意图。