专利名称：一种为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法
技术领域：
本发明涉及一种为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法。
背景技术：
高温低氧空气燃烧是一种新型燃烧技术，是将预热到800-1000℃的高温空气喷入燃烧室，燃烧室空气含氧量在2-15％。高温低氧燃烧从热力学、动力学到燃烧室内的传热过程，与传统燃烧过程(空气含氧21％、预热至400℃以下)相比，都有明显区别。这些特征为大幅度节省燃料、回收余热、降低污染物排放、开发新型热能利用途径提供了前所未有的条件。
目前，提供高温空气的方法主要是利用蓄热体技术，将高温烟气的显热传给蓄热体，再在常温空气鼓入时吸收储存在蓄热体中的热量，从而实现所谓“极限余热回收”和助燃空气的高温预热。
针对煤粉锅炉的高温空气煤粉直燃技术是从工业窑炉的高温空气燃烧技术得到启发，将高温空气喷入锅炉燃烧器，从而实现无油点火。但由于煤粉锅炉燃烧产生的烟气中含有飞灰，不可用来加热蓄热式烧嘴，因此利用蓄热体技术回收烟气预热为煤粉锅炉提供高温空气是不适宜的，这就给高温空气煤粉直燃技术的发展带来了一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种完全不同于蓄热体的高温空气提供方法，不采用蓄热体加热空气，而是利用循环流化床燃烧室燃烧产生高温富氧烟气(高温低氧空气)。该方法在燃料在循环流化床燃烧室中的燃烧过程中，加入过量的空气(过量空气系数为1.1-3.5)，而获得温度和含氧量适宜高温煤粉直燃的高温低氧空气，温度和含氧量在一定范围内可根据需要进行调节，再将其喷入燃烧器中，点燃煤粉，实现煤粉锅炉无油点火，也可作为低负荷运行以及燃用低挥发份煤的稳燃措施。
本发明的技术方案如下本发明提供的为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法，其特征在于，在绝热的循环流化床燃烧室中加入燃料和过量空气系数为1.1-3.5的空气，燃烧产生的高温低氧空气经分离出循环灰后送入煤粉锅炉的燃烧器，引燃煤粉锅炉中的煤粉。所述高温低氧空气的温度为800-1400℃，其含氧量为2％-15％。
本发明的原理是燃烧室处于绝热状态下，燃料燃烧产生的热量均用于加热过量空气，根据过量空气系数α与烟气含氧量O2之间的关系α＝21/(21-O2)，过量空气系数越大，则烟气含氧量越高。同时过量空气系数与烟气温度之间存在唯一关系，通过调节加入循环流化床燃烧室的空气量和燃料量，可调节烟气的温度和含氧量。
本发明提供的为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法，其优点是本发明的方法在燃料在循环流化床燃烧室中的燃烧过程中，加入过量的空气(过量空气系数为1.1-3.5)，而获得温度和含氧量适宜高温煤粉直燃的高温低氧空气，温度和含氧量在一定范围内可根据需要进行调节，再将其喷入燃烧器中，点燃煤粉，实现煤粉锅炉无油点火，也可作为低负荷运行以及燃用低挥发份煤的稳燃措施。
图1是本发明的流程示意图；其中循环流化床燃烧室1分离器2燃料A 空气B高温低氧空气C具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述图1是本发明的流程示意图，由图可知，本发明的实施方式是在绝热的循环流化床燃烧室1内加入燃料A和过量空气系数为1.1-3.5的空气B，燃烧产生的高温低氧空气C经分离器2分离出循环灰后，送入煤粉锅炉燃烧器，引燃煤粉。
实施例1将燃料A(热值4000大卡的煤)由循环流化床燃烧室的下部加入到绝热的循环流化床燃烧室1内，并由循环流化床燃烧室的底部通入过量空气系数为1.11的空气B，经分离器2分离出循环灰后，可获得温度为1400℃、含氧量为2％的高温低氧空气C。
实施例2将燃料A(热值3000大卡的煤)，加入到绝热的循环流化床燃烧室1内，并通入过量空气系数为2.1的空气B，经分离器2分离出循环灰后，可获得温度为1100℃、含氧量为11％的高温低氧空气C。
实施例3将燃料A(热值5000大卡的煤)，加入到绝热的循环流化床燃烧室1内，并通入过量空气系数为3.0的空气B，经分离器2分离出循环灰后，可获得温度为900℃、含氧量为14％的高温低氧空气C。
实施例4将燃料A(热值6000大卡的煤)，加入到绝热的循环流化床燃烧室1内，并通入过量空气系数为3.5的空气B，经分离器2分离出循环灰后，可获得温度为800℃、含氧量为15％的高温低氧空气C。
权利要求
1.一种为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法，其特征在于，在绝热的循环流化床燃烧室中加入燃料和过量空气系数为1.1-3.5的空气，燃烧产生的高温低氧空气经分离出循环灰后送入煤粉锅炉的燃烧器，引燃煤粉锅炉中的煤粉。
2.按权利要求1所述的为煤粉锅炉的高温空气煤粉直燃提供高温空气的方法，其特征在于，所述高温低氧空气的温度为800-1400℃，其含氧量为2％-15％。
全文摘要
本发明涉及一种为煤粉锅炉的煤粉直燃提供高温空气的方法，其特征在于，在绝热的循环流化床燃烧室中加入燃料和过量空气系数为1.1－3.5的空气，燃烧产生的高温低氧空气经分离出循环灰后送入煤粉锅炉的燃烧器，引燃煤粉锅炉中的煤粉。所述高温低氧空气的温度为800－1400℃，其含氧量为2％－15％；该方法可得到温度和含氧量在一定范围内可根据需要进行调节的高温低氧空气，用于喷入煤粉锅炉燃烧器中，点燃煤粉，实现煤粉锅炉无油点火，也可作为低负荷运行以及燃用低挥发份煤的稳燃措施。
文档编号F23C10/18GK1869512SQ20051001181
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者吕清刚, 那永洁, 包绍麟, 高鸣, 孙运凯, 贠小银, 贺军 申请人:中国科学院工程热物理研究所