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基本信息
- 項目名稱：
- 富氧燃燒器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為了降低電站鍋爐的整體燃料消耗或部分替代貧乏燃料,本文提出了一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。小煤粒適用于該系統(tǒng)。這種新型燃燒器包括內(nèi)、外和中套管，采用內(nèi)、外套管與中套管雙重?fù)Q熱技術(shù)。富氧燃燒器已批準(zhǔn)一項發(fā)明專利。實驗研究和數(shù)值模擬分析驗證了理論的可行性。研究表明:它可以提高最大燃燒速度和平均燃燒速度,并減少煤粉燃燒的著火溫度和燃盡溫度。此外,煤粉燃燒更容易點燃和全面改善綜合燃燒特性指數(shù)。
- 詳細介紹：
- 本發(fā)明的目的是提供一種用于電站燃煤鍋爐點火系統(tǒng)的富氧燃燒器。 電廠進行發(fā)電時，首先需要點燃鍋爐，鍋爐進行燃燒時，將空氣由空氣進管通入空氣分離器中，空氣分離器將空氣分離為氮氣和富氧氣體兩部分，其中氮氣由氮氣出管排出，富氧氣體由富氧氣體出管排出，排出的富氧氣體將煤粉運用氣力輸送原理吹入中套管中；中套管中的富氧氣體、煤粉混合氣流，一方面與外套管中流動的再生回流煙氣運用逆流原理進行熱交換，另一方面與內(nèi)套管中流動的再生回流煙氣運用順流原理進行熱交換，最后經(jīng)過充分預(yù)熱的富氧氣體、煤粉混合氣流進入鍋爐爐膛中進行燃燒；燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過外套管的進口流入外套管再生回流，該再生回流煙氣與中套管中流動的富氧氣體、煤粉混合氣流經(jīng)過逆流熱交換后，再由內(nèi)外套管連接管流入內(nèi)套管中，在內(nèi)套管中的再生回流煙氣又與中套管中流動的富氧氣體、煤粉混合氣流經(jīng)過順流熱交換，最后由內(nèi)套管進入鍋爐爐膛，如此不斷循環(huán)回流進行熱交換。 由以上可見，本發(fā)明不但能夠使得電站鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能；而且采用的煙氣再生回流技術(shù)，在降低氮氧化物排放的同時，減少高溫?zé)煔馑鶐ё叩挠酂幔徊捎玫膬?nèi)套管、外套管與中套管雙重的換熱技術(shù)，將使得富氧氣體、煤粉混合氣流得到充分預(yù)熱，縮短煤粉在鍋爐爐膛內(nèi)的著火時間，提高回流氣體預(yù)熱煤粉的換熱效率。同時本發(fā)明利用富氧氣體吹送煤粉，使得富氧氣體與煤粉得到充分、均勻的混合，這將有利于煤粉充分燃燒，克服了現(xiàn)有富氧燃燒技術(shù)的缺點。同時采用的內(nèi)套管、外套管與中套管雙重的換熱技術(shù)，將使得富氧氣體、煤粉混合氣流得到充分預(yù)熱，縮短煤粉在鍋爐爐膛內(nèi)的著火時間，提高回流氣體預(yù)熱煤粉的換熱效率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 過去的傳統(tǒng)電站鍋爐點火普遍采用油槍點火是由于煤粉點火時間長、耗費大以及低負(fù)荷時燃燒不穩(wěn)定等，其著火條件比燃油和燃氣的著火條件高得多。雖然國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)多種點火技術(shù)，但是仍是借助于油。針對這種情況發(fā)明了用于電站燃煤鍋爐的富氧燃燒器，是一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。本發(fā)明使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能。燃燒器采用內(nèi)外套管的結(jié)構(gòu)可對富氧氣體和煤粉進行雙重?fù)Q熱，提高了煤粉的換熱效率。這種采用富氧燃燒充分提高了火力發(fā)電廠的經(jīng)濟性。
科學(xué)性、先進性
- 鍋爐進行燃燒時，將空氣通入空氣分離器中，空氣分離器將空氣分離為氮氣和富氧氣體兩部分，該富氧燃燒器包括內(nèi)、外和中套管，分離出的富氧氣體將煤粉運用氣力輸送原理吹入中套管中；中套管中的富氧氣體、煤粉混合氣流，一方面與外套管中流動的再生回流煙氣運用逆流原理進行熱交換，另一方面與內(nèi)套管中流動的再生回流煙氣運用順流原理進行熱交換，最后經(jīng)過充分預(yù)熱的富氧氣體、煤粉混合氣流進入鍋爐爐膛中進行燃燒。該富氧燃燒器使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能，充分體現(xiàn)了國家的節(jié)能意識。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1富氧燃燒器發(fā)明專利證書 2論文發(fā)表 [1]Ignition Characteristics of Pulverized Coal under High Oxygen Concentrations.（SCI收錄） [2]Analysis and numerical simulation on an improved oxygen-enriched burner.（EI收錄） [3]The Study of Numerical Simulation of Oxygen-enriched Burner System. [4]富氧煤粉氣流著火機理的研究. 3挑戰(zhàn)杯校賽獲特等獎 4挑戰(zhàn)杯省賽獲特等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該作品發(fā)明了一種用于電站燃煤鍋爐的富氧燃燒器，是一個基于富氧點火系統(tǒng)的煤粉鍋爐點火裝置。本發(fā)明采用富氧點火使得電站燃煤鍋爐在點火與穩(wěn)燃過程中不再使用燃油，節(jié)約傳統(tǒng)火電站鍋爐消耗的高品位能。該燃燒器采用三套管的結(jié)構(gòu)可對富氧氣體和煤粉進行雙重?fù)Q熱，提高了煤粉的換熱效率。這種采用富氧燃燒并進行雙重?fù)Q熱充分提高了火力發(fā)電廠的經(jīng)濟性，對于電廠煤粉鍋爐具有很好的推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 燃料的燃燒可在以下3種工況下進行: 貧氧燃燒工況、富氧燃燒工況和理論燃燒工況。為了使燃料充分燃燒, 一般工業(yè)燃燒裝置中的燃料都應(yīng)該在富氧燃燒工況下進行。 美國GE 公司、日本松下電器產(chǎn)業(yè)均已研制出成熟的工業(yè)富氧燃燒系統(tǒng),美國已將富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用于航空發(fā)動機上, 日本已經(jīng)在大多數(shù)船舶的燃燒系統(tǒng)中加裝富氧裝置。目前, 國內(nèi)的富氧燃燒技術(shù)主要應(yīng)用在工業(yè)燃燒裝置上, 富氧率已成為煤粉燃燒裝置的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一。 煤粉燃燒是發(fā)電廠鍋爐的主要燃燒方式，燃燒煤粉的鍋爐在其點火和低負(fù)荷穩(wěn)定運行時，需消耗大量的燃料油，因此研究人員一直都在積極尋找更經(jīng)濟實用的解決辦法。隨著膜法富氧技術(shù)的成熟發(fā)展，研究煤粉在富氧條件下的燃燒特性，不論對煤粉局部富氧的助燃還是煤粉的富氧點火技術(shù)研究都具有重要意義。 在燃煤鍋爐中進行的富氧燃燒技術(shù)研究，目前還主要集中在富氧氣流與回流煙氣（CO2）的混合燃燒技術(shù)上，因此有些資料將燃煤中的富氧燃燒技術(shù)稱為O2/CO2燃燒技術(shù)，或空氣分離/煙氣再循環(huán)技術(shù)，又被稱為N2-free Process。美國、加拿大、日本、英國、荷蘭、德國、法國、瑞典、挪威、芬蘭、意大利、俄羅斯和烏克蘭等許多國家都開展了富氧燃燒技術(shù)的試驗或技術(shù)經(jīng)濟性研究，國內(nèi)的浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)及華北電力大學(xué)等也在進行積極的試驗和理論研究。
