氧／燃料燃燒系統中的工藝溫度控制技術方案

具有經安排和布置以燃燒燃料以形成燃燒流體的爐的氧／燃料燃燒系統。該系統進一步包括具有經安排和布置以在燃燒流體與用于蒸汽輪機的蒸汽之間交換熱的至少一個熱交換器的對流段。安排和布置煙道氣再循環以使至少一部分燃燒流體作為再循環煙道氣再循環，該煙道氣再循環具有在一次燃燒區下游的至少兩個驅動劑位置。該系統包括流量控制裝置，其向所述至少兩個驅動劑位置提供受控量的再循環煙道氣以控制蒸汽溫度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及燃燒系統。特別地，本公開涉及具有受控煙道氣再循環的氧/燃料燃燒系統。
技術介紹
在現代動力鍋爐中影響蒸汽溫度變化的因素不斷變化。驅動蒸汽溫度變化的主要因素是鍋爐污垢、負荷變化和燃料品質的變化。同時，現代動力鍋爐中達到的最終蒸汽溫度的精確控制從性能和可靠性角度看都是關鍵的。最終蒸汽溫度中35°到40下的偏差相當于汽輪機循環加熱速率中大約1%的變化。偏離設計的蒸汽溫度還會造成蒸汽發生器輸出的降低。此外，在高于設計的蒸汽溫度下的長期運行會導致超出鍋爐和汽輪機循環金屬部件中的設計應力極限，而在低于設計的蒸汽溫度下的長期運行會導致最終低壓階段中的水分侵蝕破壞。調節運行過程中的最終蒸汽溫度的已知控制技術包括煙灰吹除、調節注入蒸汽導管的水噴霧的溫度、煙道氣在熱交換器周圍繞過和傾斜燃燒器。已知的煙道氣再循環能夠直接控制僅一個蒸汽溫度，同時造成其它蒸汽溫度的控制中的不準確性。這種不準確性造成熱效率、發電和/或裝置可靠性的損失。在已知的煙道氣再循環(TOR)中，煙道氣在燃燒系統中的對流段(corrective pass)的入口上游(可能在爐本身中)再循環以實現蒸汽溫度調節。這種方法固有地不能同時控制主(即節流 (throttle))蒸汽和再熱蒸汽溫度。已知的煙道氣再循環能夠直接控制僅一個蒸汽溫度，同時造成其它蒸汽溫度控制中的不準確性。這種不準確性造成熱效率損失、發電損失和/或裝置可靠性的損失。達到設計的主蒸汽和再熱蒸汽溫度對實現最佳熱效率、更多發電和更高蒸汽輪機可靠性而言是重要的。裝置負荷變化、燃料品質可變性和熱交換器區段結垢之類的因素可影響常規空氣/燃料鍋爐中的蒸汽溫度的管理。通常，主蒸汽和再熱蒸汽溫度對各種干擾的響應造成蒸汽溫度與設定點數值的不同量級的偏差。在這種未來技術中精確預測熱釋放和結垢特性的經驗數據的缺乏使維持氧/燃料鍋爐中的獨立蒸汽溫度控制的挑戰進一步復雜化。因此，有可能存在不小心并入鍋爐設計中的顯著蒸汽溫度偏差(即偏離所需值)以及在正常運行過程中出現的更大偏差。氧/煤燃燒技術(用氧氣燃燒煤的燃燒技術)沒有用于預測火焰和氣體輻射系數、 火焰長度、成渣和結垢等因素的變化對鍋爐性能的影響的工業規模運行數據。為解決這一點，需要比現有空氣/燃料設計更大的蒸汽溫度控制范圍以避免性能和可靠性問題。需要利用煙道氣再循環實現氧/燃料鍋爐中的多個蒸汽溫度的獨立控制的裝置和方法，通過這樣做，基本避免上述損失。專利技術概述根據一個實施方案，具有經安排和布置以燃燒燃料以形成燃燒流體的爐的氧/燃料燃燒系統。該系統進一步包括具有經安排和布置以在燃燒流體與用于蒸汽輪機的蒸汽之間交換熱的至少一個熱交換器的對流段。安排和布置煙道氣再循環以使至少一部分的燃燒流體作為再循環煙道氣再循環，該煙道氣再循環具有在一次燃燒區(primary combustion zone)下游的至少兩個驅動劑(expellant)位置。安排和布置流量控制裝置以向該燃燒流體選擇性提供再循環煙道氣，該流量控制裝置具有多個導管并能夠控制再循環煙道氣的流量。該流量控制裝置向所述至少兩個驅動劑位置提供受控量的再循環煙道氣以控制蒸汽溫度。根據另一實施方案，燃燒方法，其包括在爐中燃燒燃料以形成燃燒流體和在該燃燒流體與用于蒸汽輪機的蒸汽之間交換熱。該方法進一步包括將燃燒流體輸送至對流段和在該燃燒流體與用于蒸汽輪機的蒸汽之間交換熱。使至少一部分燃燒流體作為再循環煙道氣再循環。向至少兩個驅動劑位置選擇性提供再循環煙道氣以獨立控制多個蒸汽導管中的蒸汽的溫度。本公開的一個優點是能夠控制氧/燃料鍋爐中的多個蒸汽溫度。本公開的又一優點是改進的燃燒系統效率。本公開的又一優點是可用的更寬溫度控制范圍。本文中公開了該方法和系統的其它方面。本領域技術人員根據下列詳述和附圖將會認識和理解如上論述的特征以及本公開的其它特征和優點。附圖說明圖1顯示具有蒸汽控制的燃燒系統的一個示例性實施方案的示意圖。圖2顯示具有蒸汽控制的燃燒系統的一個示例性實施方案的示意圖。圖3顯示具有蒸汽控制的燃燒系統的一個示例性實施方案的示意圖。圖4顯示具有蒸汽控制的燃燒系統的一個示例性實施方案的示意圖。圖5顯示具有蒸汽控制的燃燒系統的一個示例性實施方案的示意圖。圖6顯示貫穿導管分配煙道氣的方式的示意性正視圖。圖7顯示貫穿導管分配煙道氣的方式的示意性正視圖。圖8顯示貫穿導管分配煙道氣的方式的示意性正視圖。圖9顯示貫穿導管分配煙道氣的方式的示意性正視圖。圖10圖解隨引入爐底的煙道氣再循環，穿過空氣/燃料鍋爐的橫截面的熱吸收的典型變化。圖11圖解在爐下游但在對流段上游引入煙道氣時的熱吸收的變化。圖12顯示經過該系統的煙道氣流程的示意圖。圖13顯示經過該系統的煙道氣流程的示意圖。只要可能，在所有附圖中使用相同標號代表相同部件。專利技術詳述下面參照附圖更充分描述本公開，其中顯示了本公開的優選實施方案。但是，本公開可以具體體現為許多不同的形式且不應被解釋為僅限于本文中闡明的實施方案；相反，提供這些實施方案以使本公開詳盡完整并向本領域技術人員充分傳達本公開的范圍。本公開的實施方案包括利用煙道氣再循環控制氧/燃料鍋爐中的蒸汽溫度的裝置和方法。具體而言，本公開包括利用煙道氣再循環獨立控制氧/燃料鍋爐中的主蒸汽導管和再熱蒸汽導管中的蒸汽溫度的裝置和方法。本公開包括用于實現雙重(主蒸汽導管和再熱蒸汽導管)溫度控制的煙道氣再循環注入構造和蒸汽溫度控制系統。本文所用的術語“固體燃料”及其語法變體是指適合燃燒用途的任何固體燃料。例如，本公開可用于許多類型的含碳固體燃料，包括但不限于無煙煤、煙煤、次煙煤和褐煤； 焦油；浙青；石油焦；造紙廠污泥固體物和下水道污泥固體物；木材；泥炭；草；和所有這些燃料的組合和混合物。本文所用的術語“氧氣”及其語法變體是指A濃度大于大氣或環境條件的氧化劑。本文所用的術語“氧/煤燃燒”及其語法變體是指在氧氣中的煤燃燒，術語 “空氣/煤燃燒”及其語法變體是指在空氣中的煤燃燒，術語“氧/燃料燃燒”及其語法變體是指在氧氣中的燃料燃燒，和術語“空氣/燃料燃燒”及其語法變體是指在空氣中的燃料燃燒。本文所用的術語“燃燒流體”及其語法變體是指由燃燒產物形成和/或與燃燒產物混合的流體，其可用于對流傳熱。該術語不限于燃燒產物并可包括與至少一部分燃燒系統混合或以其它方式行經至少一部分燃燒系統的流體。盡管不限于此，但一個這樣的實例是煙道氣。本文所用的術語“再循環煙道氣”及其語法變體是指再循環到該系統任何部分的離開該系統的燃燒流體。本文所用的術語“煙道氣再循環”及其語法變體是指允許燃燒流體再循環的構造。如圖1中所示，作為氧/煤燃燒系統102描繪該裝置的一個實施方案。本文所用的術語“燃燒系統”無意將該系統限制于發生燃燒的區域。燃燒系統102包括爐104、對流段106和煙道氣再循環108。爐104內的傳熱主要(但非完全)通過輻射傳熱進行。如所示， 爐104包括一次燃燒區110。在該所示實施方案中，爐104進一步包括二次燃燒區112。在另一實施方案中，該爐不包括二次燃燒區112。本文所用的術語“總燃燒區”包括一次燃燒區110、二次燃燒區112或一次燃燒區110和二次燃燒區112。在圖1所示的實施方案中， 安排和布置一次燃燒區110以允許將大部分燃料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．氧／燃料燃燒系統，其包含：爐，其經安排和布置以燃燒燃料以形成燃燒流體；對流段，該對流段具有經安排和布置以在該燃燒流體與用于蒸汽輪機中的蒸汽之間交換熱的至少一個熱交換器；和煙道氣再循環，其經安排和布置以使至少一部分的該燃燒流體作為再循環煙道氣再循環，該煙道氣再循環具有在一次燃燒區下游的至少兩個驅動劑位置；流量控制裝置，其經安排和布置以向該燃燒流體選擇性提供該再循環煙道氣，該流量控制裝置具有多個導管并能夠控制再循環煙道氣的流量；且其中該流量控制裝置向該至少兩個驅動劑位置提供受控量的該再循環煙道氣以控制該蒸汽的溫度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：MD達戈斯蒂尼，
申請(專利權)人：氣體產品與化學公司，
類型：發明
國別省市：US