本发明涉及能源领域，具体地，涉及锅炉系统，还涉及该锅炉系统的运行方法。
背景技术：
温室气体的排放问题越来越严峻，其中燃煤发电排放的二氧化碳是温室气体的主要来源。富氧燃烧技术采用烟气再循环的方式，用空气分离获得的纯氧和一部分锅炉排烟构成混合气代替空气作为燃烧时的氧化剂，使燃烧排烟中富集高浓度的二氧化碳，以实现低成本地收集二氧化碳。凭借着它近零排放以及和传统空气燃烧技术具有良好承接性的优点，已经成为了当今碳捕捉技术中一个最具竞争力的发展方向。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供锅炉系统和该锅炉系统的运行方法，该锅炉系统的锅炉能够安全地、平稳地在空气燃烧工况与富氧燃烧工况之间切换。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种锅炉系统，所述锅炉系统包括：锅炉，所述锅炉包括：炉体、多个第一燃烧器以及多个第二燃烧器；所述炉体内具有炉膛；多个所述第一燃烧器沿所述炉体的周向间隔开地设在所述炉体上，每个所述第一燃烧器具有一次风喷口，多个所述一次风喷口的射流中心线沿顺时针方向和逆时针方向中的一个与第一圆周相切；多个所述第二燃烧器沿所述炉体的周向间隔开地设在所述炉体上，每个所述第二燃烧器具有二次风喷口，多个所述二次风喷口的射流中心线沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个与第二圆周相切；所述炉体具有一次风口、二次风口和烟气出口；
引风机，所述引风机的烟气进口与所述炉体的烟气出口连通；
脱硫塔、冷凝器和烟囱，所述冷凝器的烟气进口与所述脱硫塔的烟气出口连通；
第一管路和第二管路，所述第一管路的第一端与所述引风机的烟气出口相连，所述第一管路的第二端与所述脱硫塔的烟气进口相连，所述第二管路的第一端与所述冷凝器的烟气出口相连，所述第二管路的第二端与所述烟囱的烟气进口相连，所述第二管路上设有排烟阀；
第一回风管路，所述第一回风管路的第一端与所述第二管路相连，所述第一回风管路的第二端与所述一次风口连通，其中所述第一回风管路上设有一次风机、第一空气阀、第一循环烟气阀和第一氧气注入阀；和
第二回风管路，所述第二回风管路的第一端与所述第一管路和所述第二管路中的一个相连，所述第二回风管路的第二端与所述二次风口连通，其中所述第二回风管路上设有二次风机、第二空气阀、第二循环烟气阀和第二氧气注入阀，所述排烟阀位于所述第一回风管路的第一端以及所述第二回风管路的第一端的下游。
根据本发明实施例的锅炉系统具有运行成本低、二氧化碳排放少的优点，锅炉系统的锅炉的燃烧工况能够安全地、平稳地在该空气燃烧工况与该富氧燃烧工况之间切换。
优选地，所述第二回风管路包括：干烟气段，所述干烟气段的第一端与所述第一管路相连，所述干烟气段的第二端与所述二次风机的烟气进口连通；湿烟气段，所述湿烟气段的第一端与所述第二管路相连，所述湿烟气段的第二端与所述二次风机的烟气进口连通，其中所述干烟气段和所述湿烟气段中的每一个上均设有所述第二循环烟气阀，所述第二空气阀设在所述干烟气段和所述湿烟气段中的一个上，所述第二空气阀位于相应的所述第二循环烟气阀的下游；和回风段，所述回风段的第一端与所述二次风机的烟气出口相连，所述回风段的第二端与所述二次风口连通，其中所述第二氧气注入阀设在所述干烟气段、所述湿烟气段和所述回风段中的一个上，所述第二氧气注入阀位于相应的所述第二循环烟气阀的下游。
优选地，所述锅炉系统进一步包括预热器，所述预热器具有烟气进口、烟气出口、二次风进口和二次风出口，所述预热器的烟气进口与所述炉体的烟气出口连通，所述预热器的烟气出口与所述引风机的烟气进口连通，所述回风段包括第一部分和第二部分，所述第一部分的第一端与所述二次风机的烟气出口相连，所述第一部分的第二端与所述二次风进口相连，所述第二部分的第一端与所述二次风出口相连，所述第二部分的第二端与所述二次风口连通。
优选地，所述预热器还具有一次风进口和一次风出口，所述第一回风管路包括：第一管段，所述第一管段的第一端与所述第二管路相连，所述第一管段的第二端与所述一次风机的烟气进口相连；第二管段，所述第二管段的第一端与所述一次风机的烟气出口相连，所述第二管段的第二端与所述一次风进口相连；和第三管段，所述第三管段的第一端与所述一次风出口相连，所述第三管段的第二端与所述一次风口连通。
优选地，所述第一空气阀和所述第一循环烟气阀设在所述第一管段上，所述第一氧气注入阀设在所述第三管段上，其中所述第一空气阀位于所述第一循环烟气阀的下游。
优选地，所述锅炉系统进一步包括旁通管路，所述旁通管路的第一端与所述第二管段相连，所述旁通管路的第二端与所述第三管段相连，其中所述旁通管路上设有旁通阀。
优选地，所述锅炉系统进一步包括第一排风管和第二排风管，所述第一排风管的第一端与所述旁通管路相连，所述第二排风管的第一端与所述回风段相连。
优选地，所述锅炉系统进一步包括除尘器，所述除尘器的烟气进口与所述炉体的烟气出口连通，所述除尘器的烟气出口与所述引风机的烟气进口连通。
本发明第二方面提供根据本发明第一方面所述的锅炉系统的运行方法，所述锅炉系统的锅炉具有空气燃烧工况和富氧燃烧工况，所述锅炉系统进行干烟气循环，所述运行方法包括：
当将所述锅炉的工况由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况时，先减小排烟阀的开度、打开第二循环烟气阀和第二氧气注入阀、且关闭第二空气阀以便完成二次风的切换过程，然后打开第一循环烟气阀和第一氧气注入阀且关闭第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
当将所述锅炉的工况由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况时，先增大所述排烟阀的开度、关闭所述第二循环烟气阀和所述第二氧气注入阀、且打开所述第二空气阀以便完成二次风的切换过程，然后关闭所述第一循环烟气阀和所述第一氧气注入阀且打开所述第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
其中，一次风循环烟气和二次风循环烟气均经过冷凝器脱水；
优选地，所述一次风的流量的变化率小于等于5％，所述锅炉的工况在由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况的过程中以及由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况的过程中，所述炉体排出的烟气的氧气浓度大于等于2％且小于等于5％，所述一次风的氧气浓度大于等于18％且小于等于23％。
本发明第三方面提供根据本发明第一方面所述的锅炉系统的运行方法，所述锅炉系统的锅炉具有空气燃烧工况和富氧燃烧工况，所述锅炉系统进行湿烟气循环，所述运行方法包括：
当将所述锅炉的工况由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况时，减小排烟阀的开度、打开第二循环烟气阀和第二氧气注入阀、关闭第二空气阀以便完成二次风的切换过程，同时，打开第一循环烟气阀和第一氧气注入阀且关闭第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
当将所述锅炉的工况由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况时，增大所述排烟阀的开度、关闭所述第二循环烟气阀和所述第二氧气注入阀、打开所述第二空气阀以便完成二次风的切换过程，同时，关闭所述第一循环烟气阀和所述第一氧气注入阀且打开所述第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
其中，一次风循环烟气经过冷凝器脱水，二次风循环烟气不经过冷凝器脱水；
优选地，所述一次风的流量的变化率小于等于5％，所述锅炉的工况在由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况的过程中以及由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况的过程中，所述炉体排出的烟气的氧气浓度大于等于2％且小于等于5％，所述一次风的氧气浓度大于等于18％且小于等于23％。
优选地，所述锅炉处于所述空气燃烧工况时，所述炉体的炉膛出口的压力为负压；所述锅炉处于所述富氧燃烧工况时，所述炉体的炉膛出口的压力为正压。
附图说明
图1是根据本发明实施例的锅炉系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的锅炉的局部结构示意图；
图3是根据本发明实施例的锅炉的局部结构示意图；
图4是根据本发明实施例的锅炉的原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的锅炉系统10。如图1所示，根据本发明实施例的锅炉系统10包括锅炉111、引风机112、脱硫塔113、冷凝器114、烟囱115、第一管路121、第二管路122、第一回风管路130和第二回风管路150。
锅炉111包括炉体1110，所述炉体1110具有一次风口、二次风口和烟气出口，引风机112的烟气进口与锅炉111的烟气出口连通，冷凝器114的烟气进口与脱硫塔113的烟气出口连通。第一管路121的第一端与引风机112的烟气出口相连，第一管路121的第二端与脱硫塔113的烟气进口相连。第二管路122的第一端与冷凝器114的烟气出口相连，第二管路122的第二端与烟囱115的烟气进口相连，第二管路122上设有排烟阀123。
第一回风管路130的第一端与第二管路122相连，第一回风管路130的第二端与该一次风口连通，其中第一回风管路130上设有一次风机141、第一空气阀142、第一循环烟气阀143和第一氧气注入阀144。第二回风管路150的第一端与第一管路121和第二管路122中的一个相连，第二回风管路150的第二端与该二次风口连通。其中，第二回风管路150上设有二次风机161、第二空气阀162、第二循环烟气阀163和第二氧气注入阀164，排烟阀123位于第一回风管路130的第一端以及第二回风管路150的第一端的下游。
下面参考图1描述根据本发明实施例的锅炉系统10的运行方法。根据本发明实施例的锅炉系统10的锅炉111具有空气燃烧工况和富氧燃烧工况。
当需要将锅炉111的工况由空气燃烧工况切换为富氧燃烧工况时，先减小排烟阀123的开度、打开第二循环烟气阀163和第二氧气注入阀164、且关闭第二空气阀162以便完成二次风的切换过程，然后打开第一循环烟气阀143和第一氧气注入阀144且关闭第一空气阀142以便完成一次风的切换过程。
当需要将锅炉111的工况由富氧燃烧工况切换为空气燃烧工况时，先增大排烟阀123的开度、关闭第二循环烟气阀163和第二氧气注入阀164、且打开第二空气阀162以便完成二次风的切换过程，然后关闭第一循环烟气阀143和第一氧气注入阀144且打开第一空气阀142以便完成一次风的切换过程。由此可以使锅炉111的燃烧工况在空气燃烧工况与富氧燃烧工况之间切换。
根据本发明实施例的锅炉系统10通过设置第一回风管路130和第二回风管路150、且在第一回风管路130和第二回风管路150上设置相应的阀门和风机，从而不仅可以使锅炉111具有空气燃烧工况和富氧燃烧工况，而且可以使锅炉111的工况在该空气燃烧工况与该富氧燃烧工况之间安全地、平稳地切换。
具体地，在锅炉系统进行干烟气循环时，所述运行方法包括：
当将所述锅炉的工况由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况时，先减小排烟阀的开度、打开第二循环烟气阀和第二氧气注入阀、且关闭第二空气阀以便完成二次风的切换过程，然后打开第一循环烟气阀和第一氧气注入阀且关闭第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
当将所述锅炉的工况由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况时，先增大所述排烟阀的开度、关闭所述第二循环烟气阀和所述第二氧气注入阀、且打开所述第二空气阀以便完成二次风的切换过程，然后关闭所述第一循环烟气阀和所述第一氧气注入阀且打开所述第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
其中，一次风循环烟气和二次风循环烟气均经过冷凝器脱水。
在锅炉系统进行湿烟气循环时，所述运行方法包括：当将所述锅炉的工况由所述空气燃烧工况切换为所述富氧燃烧工况时，减小排烟阀的开度、打开第二循环烟气阀和第二氧气注入阀、关闭第二空气阀以便完成二次风的切换过程，同时，打开第一循环烟气阀和第一氧气注入阀且关闭第一空气阀以便完成一次风的切换过程；
当将所述锅炉的工况由所述富氧燃烧工况切换为所述空气燃烧工况时，增大所述排烟阀的开度、关闭所述第二循环烟气阀和所述第二氧气注入阀、打开所述第二空气阀以便完成二次风的切换过程，同时，关闭所述第一循环烟气阀和所述第一氧气注入阀且打开所述第一空气阀以便完成一次风的切换过程；也就是说在二次风循环和一次风循环同时进行；
其中，一次风循环烟气经过冷凝器脱水，二次风循环烟气不经过冷凝器脱水。
由此不仅可以降低锅炉系统10的运行成本，而且可以更好地捕集部分二氧化碳。也就是说，锅炉111处于该空气燃烧工况时，可以降低锅炉系统10的运行成本，锅炉111处于该富氧燃烧工况时，可以更好地捕集二氧化碳。
因此，根据本发明实施例的锅炉系统10具有运行成本低、二氧化碳排放少等优点，锅炉系统10的锅炉111的燃烧工况能够安全地、平稳地在该空气燃烧工况与该富氧燃烧工况之间切换。
优选地，该一次风的流量的变化率小于等于0.05，由此可以提高锅炉111中煤粉火焰的稳定性。该一次风的流量的变化率＝(该空气燃烧工况下该一次风的流量-该富氧燃烧工况下该一次风的流量)/该空气燃烧工况下该一次风的流量。
优选地，锅炉111的工况在由该空气燃烧工况切换为该富氧燃烧工况的过程中以及由该富氧燃烧工况切换为该空气燃烧工况的过程中，炉体110排出的烟气的氧气浓度可以大于等于2％且小于等于5％，由此可以使锅炉111的燃烧效率达到最高。
该一次风的氧气浓度可以大于等于18％且小于等于23％。由此不仅可以防止该一次风和煤粉的混合物发生爆炸，而且可以使煤粉更加容易点燃，并可以提高锅炉111的燃烧稳定性。
其中，该烟气的氧气浓度是指该烟气中的氧气的体积占该烟气的体积的百分比，该一次风的氧气浓度是指该一次风中的氧气的体积占该一次风的体积的百分比。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，锅炉系统10可以包括锅炉111、引风机112、脱硫塔113、冷凝器114、烟囱115、预热器116、除尘器117、第一管路121、第二管路122、第一回风管路130和第二回风管路150。
预热器116可以具有烟气进口和烟气出口，预热器116的烟气进口可以与炉体1110的烟气出口连通，预热器116的烟气出口可以与除尘器117的烟气进口连通。除尘器117的烟气出口可以与引风机112的烟气进口连通，冷凝器114的烟气进口可以与脱硫塔113的烟气出口连通。
第一管路121的第一端可以与引风机112的烟气出口相连，第一管路121的第二端可以与脱硫塔113的烟气进口相连。第二管路122的第一端可以与冷凝器114的烟气出口相连，第二管路122的第二端可以与烟囱115的烟气进口相连，第二管路122上可以设有排烟阀123。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，第二回风管路150可以包括干烟气段151、湿烟气段152和回风段153。
干烟气段151的第一端可以与第一管路121相连，干烟气段151的第二端可以与二次风机161的烟气进口连通。湿烟气段152的第一端可以与第二管路122相连，湿烟气段152的第二端可以与二次风机161的烟气进口连通。回风段153的第一端可以与二次风机161的烟气出口相连，回风段153的第二端可以与二次风口连通。
其中，干烟气段151和湿烟气段152中的每一个上都可以设有第二循环烟气阀163，第二空气阀162可以设在干烟气段151和湿烟气段152中的一个上，第二空气阀162可以位于相应的第二循环烟气阀163的下游。第二氧气注入阀164可以设在干烟气段151、湿烟气段152和回风段153中的一个上，第二氧气注入阀164位于相应的第二循环烟气阀163的下游。由此无论第二循环烟气阀163是否关闭，都可以通过第二空气阀162注入空气以及通过第二氧气注入阀164注入富氧气体或氧气。
“第二空气阀162可以位于相应的第二循环烟气阀163的下游”是指：当第二空气阀162设在干烟气段151上时，第二空气阀162位于设在干烟气段151上的第二循环烟气阀163的下游，当第二空气阀162设在湿烟气段152上时，第二空气阀162位于设在湿烟气段152上的第二循环烟气阀163的下游。“第二氧气注入阀164位于相应的第二循环烟气阀163的下游”的含义与“第二空气阀162可以位于相应的第二循环烟气阀163的下游”的含义相同，在此不再详细描述。
其中，在湿烟气循环的工况下，一部分的循环烟气都从干烟气段151循环回炉膛(作为燃烧器一次风)，另一部分循环烟气从湿烟气段152循环回炉膛(作为燃烧器二次风)，所以在湿循环方案中，需要同时设置干烟气段151和湿烟气段152；在干烟气循环的工况下，所有的循环烟气都从干烟气段151循环回炉膛，所以可以不设置湿烟气段152或者将湿烟气段152上的第二循环烟气阀163关闭。
所以，本实施方式中的锅炉系统10可以进行干烟气循环，也可以进行湿烟气循环。排烟阀123可以位于干烟气段151的第一端、湿烟气段152的第一端以及第一回风管路130的第一端的下游。换言之，炉体1110排出的烟气可以先经过干烟气段151的第一端、湿烟气段152的第一端以及第一回风管路130的第一端，再经过排烟阀123。
如图1所示，在本发明的一些示例中，预热器116还可以具有二次风进口、二次风出口、一次风进口和一次风出口。
回风段153可以包括第一部分154和第二部分155，第一部分154的第一端可以与二次风机161的烟气出口相连，第一部分154的第二端可以与该二次风进口相连，第二部分155的第一端可以与该二次风出口相连，第二部分155的第二端可以与该二次风口连通。由此可以利用预热器116对二次风机161吹出的气体进行预热，预热后的气体作为二次风通过该二次风口进入到炉体1110内。
第一回风管路130可以包括第一管段131、第二管段132和第三管段133。第一管段131的第一端可以与第二管路122相连，第一管段131的第二端可以与一次风机141的烟气进口相连。第二管段132的第一端可以与一次风机141的烟气出口相连，第二管段132的第二端可以与该一次风进口相连。第三管段133的第一端可以与该一次风出口相连，第三管段133的第二端可以与该一次风口连通。由此可以利用预热器116对一次风机141吹出的气体进行预热，预热后的气体作为一次风通过该一次风口进入到炉体1110内。
如图1所示，优选地，第一空气阀142和第一循环烟气阀143可以设在第一管段131上，第一氧气注入阀144可以设在第三管段133上，第一空气阀142可以位于第一循环烟气阀143的下游。由此无论第一循环烟气阀143是否关闭，都可以通过第一空气阀142注入空气。而且，通过将第一氧气注入阀144设在第三管段133上，即通过将第一氧气注入阀144设在一次风机141的下游，可以减小一次风机141输送的气体量。
第二空气阀162和第二氧气注入阀164可以设在干烟气段151上，即第二空气阀162和第二氧气注入阀164可以位于二次风机161的上游。由此可以促进富氧气体或氧气与烟气的混合，使富氧气体或氧气与烟气混合的更加均匀。
如图1所示，在本发明的一个示例中，锅炉系统10可以进一步包括旁通管路171，旁通管路171的第一端可以与第二管段132相连，旁通管路171的第二端可以与第三管段133相连，旁通管路171上可以设有旁通阀174。
由此可以通过打开旁通阀174，使第二管段132内的气体(烟气和空气的混合气体)通过旁通管路171进入到第三管段133内。由此进入到炉体1110内的一次风可以不经过预热，从而可以更好地调节炉体1110内的温度，以便使炉体1110具有更大的操作范围。本领域技术人员可以理解的是，可以在第二管段132和/或第三管段133的适当位置上设置阀门177(例如截止阀)，当旁通阀174打开时，阀门177可以关闭。
如图1所示，在本发明的一个具体示例中，锅炉系统10可以进一步包括第一排风管172和第二排风管173，第一排风管172的第一端可以与旁通管路171相连，第二排风管173的第一端可以与回风段153相连。第一排风管172上可以设有第一排风阀175，第二排风管173上可以设有第二排风阀176。
由此当一次风过多时，可以通过打开第一排风阀175，以便使该一次风的一部分通过第一排风管172排出；当二次风过多时，可以通过打开第二排风阀176，以便使该二次风的一部分通过第二排风管173排出。由此可以使锅炉111始终处于理想的燃烧工况。
优选地，锅炉111处于该空气燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以是负压。锅炉111处于该富氧燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以是正压。由此锅炉111处于该富氧燃烧工况时，可以避免空气漏入炉体1110的炉膛内以及烟道内，从而可以防止烟气中的二氧化碳的浓度降低。进而可以降低锅炉系统10的压缩纯化部分的能耗、提高该压缩纯化部分的效率。
优选地，锅炉111处于该空气燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以大于等于负60pa且小于等于负40pa。锅炉111处于该富氧燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以大于等于50pa且小于等于100pa。
更加优选地，锅炉111处于该空气燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以大于负50pa。锅炉111处于该富氧燃烧工况时，炉体1110的炉膛出口的压力可以大于等于70pa且小于等于80pa。
下面参考附图描述根据本发明实施例的锅炉111。如图2-图4所示，根据本发明实施例的锅炉111包括炉体1110、多个第一燃烧器1120和多个第二燃烧器1130。
炉体1110内具有炉膛1111。多个第一燃烧器1120沿炉体1110的周向(即炉膛1111的周向)间隔开地设在炉体1110上，每个第一燃烧器1120具有一次风喷口，多个该一次风喷口的射流中心线l1沿顺时针方向和逆时针方向中的一个与第一圆周c1相切。多个第二燃烧器1130沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上，每个第二燃烧器1130具有二次风喷口，多个该二次风喷口的射流中心线l2沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个与第二圆周c2相切。
根据本发明实施例的锅炉111通过使多个该一次风喷口的射流中心线l1沿顺时针方向和逆时针方向中的一个与第一圆周c1相切以及多个该二次风喷口的射流中心线l2沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个与第二圆周c2相切，从而在富氧燃烧工况下可以使第一燃烧器1120喷射的一次风的旋转方向与第二燃烧器1130喷射的二次风的旋转方向相反，以便可以降低炉膛1111内的气流(主体气流)的旋转强度，进而可以消除该气流在炉膛1111的出口处的残余旋转。由此可以消除锅炉111的水平烟道存在的烟速偏差和烟温偏差，从而不仅可以保证传热效率、极大地降低锅炉111的运行成本，而且可以使锅炉111安全地运行。
而且，通过使该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相反，从而可以使该一次风与该二次风对冲，进而可以使燃料流在炉膛1111的中部更加强烈地掺混，以便有利于燃料的燃烧和燃尽。由此可以更加充分地、更加有效地利用燃料，从而可以进一步降低锅炉111的运行成本。
因此，根据本发明实施例的锅炉111具有传热效率高、运行成本低、安全性高等优点。
如图2-图4所示，根据本发明实施例的锅炉111可以包括炉体1110、多个第一燃烧器1120和多个第二燃烧器1130。
炉体1110内可以具有炉膛1111。多个第一燃烧器1120可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上，每个第一燃烧器1120可以具有一次风喷口，多个第二燃烧器1130可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上，每个第二燃烧器1130可以具有二次风喷口。由此锅炉111可以具有多个该一次风喷口和多个该二次风喷口。
多个该一次风喷口的射流中心线l1可以沿顺时针方向和逆时针方向中的一个与第一圆周c1相切，多个该二次风喷口的射流中心线l2可以沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个与第二圆周c2相切。
如图2所示，在本发明的一个实施例中，锅炉111可以进一步包括至少一个第三燃烧器1140，第三燃烧器1140可以设在炉体1110上，第三燃烧器1140可以具有燃尽风喷口。每个第一燃烧器1120可以在正切位置与反切位置之间可移动地设在炉体1110上。
其中，位于该正切位置的多个第一燃烧器1120的一次风喷口的射流中心线l1可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个与第三圆周相切，位于该反切位置的多个第一燃烧器1120的一次风喷口的射流中心线l1可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该一个与该第一圆周c1相切，该燃尽风喷口的射流中心线可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该一个与第四圆周相切。
由此不仅可以利用锅炉111实施富氧燃烧工况，还可以利用锅炉111实施空气燃烧工况，从而可以扩大锅炉111的应用范围，不仅可以进一步降低运行成本，而且可以更加容易地捕集部分二氧化碳。
具体而言，当锅炉111处于富氧燃烧工况下时，第三燃烧器1140处于关闭状态，每个第一燃烧器1120位于该反切位置，第一燃烧器1120向炉膛1111内喷射一次风，第二燃烧器1130向炉膛1111内喷射二次风，该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相反，以便消除气流在炉膛1111的出口处的残余旋转。
当锅炉111处于空气燃烧工况下时，每个第一燃烧器1120位于该正切位置，第一燃烧器1120向炉膛1111内喷射一次风，第二燃烧器1130向炉膛1111内喷射二次风，该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相同。第三燃烧器1140处于打开状态以便喷射燃尽风，该燃尽风的旋转方向与该一次风的旋转方向和该二次风的旋转方向相反，以便消除气流在炉膛1111的出口处的残余旋转。
如图2所示，第三燃烧器1140可以位于第一燃烧器1120和第二燃烧器1130的上方。第三燃烧器1140可以是多个，多个第三燃烧器1140可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上，多个第三燃烧器1140的该燃尽风喷口的射流中心线可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该一个与该第四圆周相切。
优选地，第三燃烧器1140可以位于第二燃烧器1130(位于最上方的第二燃烧器1130)的上方，第三燃烧器1140可以位于锅炉111的折焰角的下方。换言之，第三燃烧器1140在上下方向上可以位于第二燃烧器1130(位于最上方的第二燃烧器1130)与锅炉111的折焰角之间。更加优选地，第三燃烧器1140与位于最上方的第二燃烧器1130之间的距离可以大体等于第三燃烧器1140与与锅炉111的折焰角之间的距离。
如图3和图4所示，在本发明的一个示例中，该第一圆周c1的圆心和该第二圆周c2的圆心可以位于同一竖直线上。优选地，该第一圆周c1的圆心和该第二圆周c2的圆心可以位于炉膛1111的竖直中心线上。该第一圆周c1的半径可以小于该第二圆周c2的半径。
在本发明的一些示例中，如图2-图4所示，多个第一燃烧器1120与多个第二燃烧器1130可以在上下方向上一一相对，在上下方向上相对的第二燃烧器1130的射流中心线l2与位于反切位置的第一燃烧器1120的射流中心线l1在水平面上的投影的夹角α可以大于等于5度且小于等于20度，由此可以使锅炉111的结构更加合理。
如图4所示，例如，第一个第一燃烧器1120与第一个第二燃烧器1130在上下方向上相对，该第一个第一燃烧器1120位于该反切位置。其中，该第一个第一燃烧器1120的射流中心线l1在水平面上的投影为第一直线l3，该第二个第二燃烧器1130的射流中心线l2在水平面上的投影为第一直线l4，l3与l4的夹角α可以大于等于5度且小于等于20度。
优选地，在上下方向上相对的第二燃烧器1130的射流中心线l2与位于反切位置的第一燃烧器1120的射流中心线l1在水平面上的投影的夹角α可以大于等于7度且小于等于15度，由此可以使锅炉111的结构更加合理。换言之，l3与l4的夹角α可以大于等于7度且小于等于15度。
如图2所示，多个第一燃烧器1120可以构成多个第一燃烧器组，多个该第一燃烧器组可以沿上下方向间隔开地设置。每个该第一燃烧器组可以包括多个第一燃烧器1120，每个该第一燃烧器组的多个第一燃烧器1120可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上。多个第二燃烧器1130可以构成多个第二燃烧器组，多个该第二燃烧器组可以沿上下方向间隔开地设置。每个该第二燃烧器组可以包括多个第二燃烧器1130，每个该第二燃烧器组的多个第二燃烧器1130可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上。
优选地，如图2所示，多个该第一燃烧器组的多个第一燃烧器1120以及多个该第二燃烧器组的多个第二燃烧器1130可以在上下方向上一一相对以便形成多列燃烧器。由此每列燃烧器可以包括多个第一燃烧器1120和多个第三燃烧器1140。
如图2所示，更加优选地，多个该第一燃烧器组和多个该第二燃烧器组在上下方向上交替设置。多个该第一燃烧器组和多个该第二燃烧器组中的位于最下方的一个可以是该第二燃烧器组，多个该第一燃烧器组和多个该第二燃烧器组中的位于最上方的一个可以是该第二燃烧器组。换言之，每列燃烧器的多个第一燃烧器1120和多个第三燃烧器1140可以交替设置，每列燃烧器的位于最下方的燃烧器可以是第二燃烧器1130，每列燃烧器的位于最上方的燃烧器可以是第二燃烧器1130。
第三燃烧器1140可以是多个，多个第三燃烧器1140可以沿炉体1110的周向间隔开地设在炉体1110上。优选地，多个第三燃烧器1140、多个该第一燃烧器组的多个第一燃烧器1120以及多个该第二燃烧器组的多个第二燃烧器1130在上下方向上可以一一相对以便形成多列燃烧器。由此每列燃烧器可以包括一个第三燃烧器1140、多个第一燃烧器1120和多个第二燃烧器1130。
如图3所示，在本发明的一个具体示例中，每个该第一燃烧器组可以包括四个第一燃烧器1120，每个该第一燃烧器组的四个第一燃烧器1120可以一一对应地设在炉体1110的四个拐角处，每个该第二燃烧器组可以包括四个第二燃烧器1130，每个该第二燃烧器组的四个第二燃烧器1130可以一一对应地设在炉体1110的四个拐角处。
本发明提供了锅炉的配风方法。根据本发明实施例的锅炉的配风方法包括以下步骤：在富氧燃烧工况下，向锅炉的炉膛提供一次风和二次风，该一次风在该炉膛内沿顺时针方向和逆时针方向中的一个旋转，该二次风在该炉膛内沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个旋转。也就是说，在富氧燃烧工况下，该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相反。
根据本发明实施例的锅炉的配风方法通过在富氧燃烧工况下使该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相反，从而可以降低锅炉的炉膛内的气流(主体气流)的旋转强度，进而可以消除该气流在该炉膛的出口处的残余旋转。由此可以消除该锅炉的水平烟道存在的烟速偏差和烟温偏差，从而不仅可以保证传热效率、极大地降低该锅炉的运行成本，而且可以使该锅炉安全地运行。
而且，通过使该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相反，从而可以使该一次风与该二次风对冲，进而可以使燃料流在该炉膛的中部更加强烈地掺混，以便有利于燃料的燃烧和燃尽。由此可以更加充分地、更加有效地利用燃料，从而可以进一步降低该锅炉的运行成本。
因此，通过利用根据本发明实施例的锅炉的配风方法，从而可以保证传热效率、极大地降低该锅炉的运行成本、使该锅炉安全地运行。
优选地，在该富氧燃烧工况下，该配风方法可以进一步包括停止向该炉膛内提供燃尽风。由此可以保证进入燃烧器的气体的体积流量，从而有利于组织该炉腔内的流场。
在本发明的一个实施例中，该配风方法可以进一步包括以下步骤：在空气燃烧工况下，向该锅炉的炉膛提供一次风和二次风，该一次风在该炉膛内沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个旋转，该二次风在该炉膛内沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个旋转。换言之，在空气燃烧工况下，该一次风的旋转方向与该二次风的旋转方向相同。
在空气燃烧工况下，由于风量充足，因此可以将该二次风的一部分以燃尽风的方式喷入该炉膛内，该燃尽风可以与该炉膛内的气流进行反切，即该燃尽风的旋转方向与该炉膛内的气流的旋转方向相反，从而可以消除气流在该炉膛的出口处的残余旋转。
其中，在该富氧燃烧工况下，该一次风可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该一个与第一圆周c1相切，该二次风可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个与第二圆周c2相切。在空气燃烧工况下，该一次风可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个与第三圆周相切，该二次风可以沿顺时针方向和逆时针方向中的该另一个与该第二圆周c2相切。
从空气分离装置中分离得到的富氧气体(氧气的体积百分比大于等于95％)分成两股vo1和vo2，再循环烟气也分成两股vrfg1和vrfg2，vo1与vrfg1混合作为该一次风，vo2与vrfg2混合作为该二次风。可以调整烟气循环倍率，使入炉氧分压及vo/(vo+vrfg)在0.23-0.30之间。可以通过氧气注入器在该一次风中预混一定量的氧气，以便使vo1/(vo1+vrfg1)在0.10-0.30之间。其中，该再循环烟气是指从除尘器或者烟气冷凝器循环回来的烟气，该烟气循环倍率是指循环烟气总体积流量与炉膛出口湿烟气总体积流量之比，该入炉氧分压是指进入炉膛的总氧气体积量除以再循环烟气体积与总氧气体积之和。
该第一圆周c1的圆心、该第二圆周c2的圆心和该第三圆周的圆心可以位于同一竖直线上。优选地，该第一圆周c1的圆心、该第二圆周c2的圆心和该第三圆周的圆心可以位于锅炉的炉膛的竖直中心线上。
在该富氧燃烧工况下的该一次风的动量可以等于在该空气燃烧工况下的该一次风的动量，即在切换工况前后，该一次风的动量可以保持不变。
在该富氧燃烧工况下的该一次风的风速与在该空气燃烧工况下的该一次风的风速之比可以是(0.8-0.9)：1。换言之，在该富氧燃烧工况下的该一次风的风速与在该空气燃烧工况下的该一次风的风速相比，可以下降10％-20％。
优选地，该一次风可以是多股，该二次风可以是多股，在该富氧燃烧工况下的多股该二次风中的位于最下方的一股的动量大于等于在该空气燃烧工况下的多股该二次风中的位于最下方的该一股的动量。由此可以增强位于最下方的该二次风在该富氧燃烧工况下的托举作用。
具体地，多股该一次风可以构成多层该第一风，每层该一次风可以包括多股该一次风，多股该二次风可以构成多层该第二风，每层该二次风可以包括多股该二次风。其中，在该富氧燃烧工况下的多层该二次风中的位于最下方的一层的每股该二次风的动量大于等于在该空气燃烧工况下的多层该二次风中的位于最下方的该一层的每股该二次风的动量。
在该富氧燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(1-5)：1，在该空气燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(1-5)：1。优选地，在该富氧燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(1.5-4.2)：1，在该空气燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(1.5-4.2)：1。
例如，燃料为无烟煤或贫煤时，在该富氧燃烧工况和该空气燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(3-4.2)：1；燃料为烟煤时，在该富氧燃烧工况和该空气燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(1.5-3.5)：1；燃料为褐煤时，在该富氧燃烧工况和该空气燃烧工况下，除了位于最下方的该二次风之外的该二次风的动量与该一次风的动量之比为(2-3)：1。
优选地，在该富氧燃烧工况和该空气燃烧工况下，多股该一次风中的每一股的动量彼此相等。
优选地，在该富氧燃烧工况下，该一次风的动量矩与该二次风的动量矩之比为(0.6-0.9)：1。更加优选地，每股该一次风的动量矩与每股该二次风的动量矩之比为(0.6-0.9)：1。
由于该一次风的动量矩小于该二次风的动量矩，因此炉膛内的气流的旋转方向受该二次风的主导，即炉膛内的气流的旋转方向与该二次风的旋转方向相同。而且，该第二圆周c2的半径大于该第一圆周c1的半径，即该二次风位于该一次风与该炉膛的壁面之间，由此可以形成风包粉的效果，从而可以极大地避免在该炉膛的壁面上积灰结渣，以便有利于燃烧。
如图4所示，在上下方向上相对的该一次风的射流中心线与该二次风的射流中心线的夹角α可以大于等于5度且小于等于20度。优选地，在上下方向上相对的该一次风的射流中心线与该二次风的射流中心线的夹角α大于等于7度且小于等于15度。
具体而言，多层该一次风的多股该一次风在上下方向上可以一一相对，多层该二次风的多股该二次风在上下方向上可以一一相对，每层该一次风的多股该一次风与每层该二次风的多股该二次风在上下方向上可以一一相对。
在该富氧燃烧工况下，该一次风可以与第一圆周相切，该二次风可以与第二圆周相切，该第一圆周的圆心与该第二圆周的圆心可以位于同一竖直线上，可以根据公式(ⅰ)计算该夹角α，
其中，l为该炉膛的宽度(米)，d为该炉膛的深度(米)，r2为该第二圆周的半径(米)，m1为该一次风的质量流量(请提供单位)，m2为该二次风的质量流量(请提供单位)，v1为该一次风的速度(米/秒)，v2为该二次风的速度(米/秒)，mr为在该富氧燃烧工况下该一次风的动量矩与该二次风的动量矩之比。
由此可以根据mr计算得到该夹角α。具体地，每股该一次风都可以与该第一圆周相切，每股该二次风都可以与该第二圆周相切。
在该富氧燃烧工况下，该一次风和该二次风中的每一个的过氧系数大于等于1.05且小于等于1.5。优选地，该一次风和该二次风中的每一个的过氧系数大于等于1.1且小于等于1.3。其中，该过氧系数是指折算到每单位重量煤粉所供给的氧气量与每单位重量煤粉完全燃烧所需要氧气量之比。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。