适合于圆形管道的氧气注入器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于富氧燃烧锅炉的适合于圆形管道的氧气注入器，其包括一对与注氧入口管连通的圆弧形氧气集箱，两个圆弧形氧气集箱布置于圆形管道外侧并以穿透圆形管道的间隔排布的喷管相互连通，在喷管位于圆形管道内的管段的背风面布置有喷嘴，与管道内壁相邻的喷嘴的喷射角小于其余喷嘴的喷射角，喷管相互平行且等间距地布置在同一平面上，全部喷管上的喷嘴流通面积的总和与注氧入口管的横截面积相当。本实用新型的有益效果是：氧气经多根喷管和若干喷嘴喷射进入烟气中，能与烟气快速混合均匀，烟气中氧浓度分布较均匀，有利于维持炉内燃烧的稳定，且烟道壁面附近能保持较低氧浓度，安全性较好。
【专利说明】适合于圆形管道的氧气注入器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种氧气注入器，尤其是一种适合于圆形管道的氧气注入器。
【背景技术】
[0002] 富氧燃烧方式是在现有电站锅炉系统基础上，用含高浓度氧气的气体代替常规的 助燃空气，同时通过烟气再循环来获得富含80%以上体积浓度的C0 2烟气，通过进一步的冷 凝压缩纯化后，实现C02的永久封存或资源化利用的一种燃烧方式。这种新型燃烧方式与 现有电站燃烧方式在技术具有良好的承接性，较为容易实现大规模化C0 2富集和减排，也容 易被电力行业接受。这种燃烧方式的主要特点是采用烟气再循环，以烟气中的C02替代助 燃空气中的氮气，与氧一起参与燃烧，这样可大幅度提高烟气中的co 2浓度，方便co2的利用 和处理，可望形成一种污染物综合排放低的"无烟@ "的环境友好的发电方式。
[0003] 富氧燃烧采用的助燃剂一般是由氧气和再循环烟气通过预混或非预混的方式形 成，从而获得氧量浓度较高的助燃剂。如果是通过预混方式时，就需要通过合适的混合装 置，使氧气与再循环烟气在再循环烟道中充分均匀混合。氧气和烟气预混的均匀程度对燃 烧的影响很大，所以混合装置必须能够保证氧气和烟气能够快速而均匀的混合，避免由于 氧气和烟气混合的过慢而在烟道内发生危险以及由于不均匀的混合导致燃烧的不稳定。
[0004] 氧气注入器，或称为氧注入器或注氧器，就是将氧气和烟气混合的设备，通过氧注 入器将氧气预先和烟道内的烟气均匀混合，然后通过燃烧器喷入炉膛和煤粉混合燃烧。富 氧燃烧锅炉再循环烟道通常有矩形和圆形结构，对于不同的再循环烟道结构型式需要不同 的氧注入器结构型式。氧注入器结构不当，由于再循环烟气中可能还有少量焦炭等未完全 燃烧物，在氧气进入再循环烟道中时，可能会造成氧气在烟道壁面附近富集，从而与烟道壁 面产生摩擦，造成不安全因素；或者，混合效果不理想，造成再循环烟气中氧浓度分布不均 匀，导致炉内燃烧的不稳定。
[0005] 因此，选择合适的氧气与再循环烟气的混合装置，既是保证煤粉稳定燃烧的需求， 又是保证安全的需求。 实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于富氧燃烧锅炉的适合于圆形管 道的氧气注入器。
[0007] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：适合于圆形管道的氧气注入 器，包括注氧入口管，还包括一对与注氧入口管连通的圆弧形氧气集箱，两个圆弧形氧气集 箱布置于圆形管道外侧并以穿透圆形管道的间隔排布的喷管相互连通，在喷管位于圆形管 道内的管段的背风面布置有喷嘴，与管道内壁相邻的喷嘴的喷射角小于其余喷嘴的喷射 角。
[0008] 所述喷管相互平行且等间距地布置在同一平面上。
[0009] 所述平面垂直于圆形管道的中心线。
[0010] 全部喷管上的喷嘴流通面积的总和与注氧入口管的横截面积相当。
[0011] 所述喷嘴在喷管上是这样布置的，沿喷管轴向等间距地布置有多组喷嘴组，每组 喷嘴组有两个或三个喷嘴，同一组喷嘴组的喷嘴的中心线相交于喷管的中心线上。
[0012] 所述喷嘴组有三个喷嘴，相邻喷嘴之间的圆心角间隔相等，同组喷嘴的喷射角相 同。
[0013] 所述喷嘴组有三个喷嘴，中间喷嘴与两侧喷嘴之间的圆心角间隔不等，其中圆心 角间隔较大的一侧喷嘴及中间喷嘴的喷射角较大，圆心角间隔较小的一侧喷嘴的喷射角较 小。
[0014] 本实用新型的有益效果是：氧气经多根喷管和若干喷嘴喷射进入烟气中，能与烟 气快速混合均匀，烟气中氧浓度分布较均匀，有利于维持炉内燃烧的稳定，且烟道壁面附近 能保持较低氧浓度，安全性较好。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型适合于圆形管道的氧气注入器的结构示意图。
[0016] 图2是图1的A-A剖视图。
[0017] 图3是布置于中间的喷管上喷嘴设置的示意图。
[0018] 图4是靠管壁的喷管上喷嘴设置的示意图。
[0019] 图中标记为：圆弧形氧气集箱1、圆形管道2、喷管3、喷嘴4、管道内壁5。F向为管 道内的烟气流向，注氧入口管图中未示出。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0021] 如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的适合于圆形管道的氧气注入器，包括 注氧入口管，还包括一对与注氧入口管连通的圆弧形氧气集箱1，两个圆弧形氧气集箱1布 置于圆形管道2外侧并以穿透圆形管道2的间隔排布的喷管3相互连通，在喷管3位于圆 形管道2内的管段的背风面布置有喷嘴4。采用将圆弧形氧气集箱通过一定数量的喷管连 接，喷管在烟道内的管段上又布置多个喷嘴，可以保证氧气与烟气在很短的距离内混合均 匀，多个喷嘴分散成小股射流注氧，可满足向富氧燃烧锅炉循环烟气温度不高于500°C的循 环烟道内注氧需求，确保注氧安全，可实现单根喷管氧气与再循环烟气的比例调节，可以满 足不同负荷下的氧浓度需求，均匀、安全，可灵活调节注氧比例。
[0022] 优选与管道内壁5相邻的喷嘴4的喷射角小于其余喷嘴4的喷射角，使得烟道壁 面附近氧浓度不高，避免壁面附近出现氧气富集现象，防止混合烟气与烟道壁面摩擦产生 不安全因素。
[0023] 优选所述喷管3相互平行且等间距地布置在同一平面上，保证均匀注氧，有利于 迅速混合均匀。
[0024] 优选所述平面垂直于圆形管道2的中心线，即考虑到烟气流速较快，对同时经过 烟道横截面的气流同时注氧。也可考虑所述平面不垂直于圆形管道2的中心线，而是与圆 形管道2的中心线有夹角，在一段烟道内对烟气陆续注氧，若烟道横截面积较小但长度较 长时，可考虑这样的设置方式。
[0025] 全部喷管3上的喷嘴流通面积的总和与注氧入口管的横截面积相当，保证氧气流 速不发生太大的变化，因为流速在小范围内变化没有什么影响，但流速变化过大，压降会过 大，影响氧气输送安全性。
[0026] 所述喷嘴4在喷管3上是这样布置的，沿喷管3轴向等间距地布置有多组喷嘴组， 每组喷嘴组有两个或三个喷嘴4,同一组喷嘴组的喷嘴4的中心线相交于喷管3的中心线 上，使得喷嘴尽量分散，从而促使氧气与烟气迅速均匀混合。
[0027] 对于不邻近管道内壁5的喷管，其上的喷嘴可以这样设置：所述喷嘴组有三个喷 嘴4,相邻喷嘴之间的圆心角间隔相等，同组喷嘴的喷射角相同。对于邻近管道内壁5的喷 管，其上的喷嘴可以这样设置：所述喷嘴组有三个喷嘴4,中间喷嘴与两侧喷嘴之间的圆心 角间隔不等，其中圆心角间隔较大的一侧喷嘴及中间喷嘴的喷射角较大，圆心角间隔较小 的一侧喷嘴的喷射角较小，并根据此侧喷嘴邻近壁面来布置。
[0028] 实施例：
[0029] 如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型适合于圆形管道的氧气注入器，两个与 注氧入口管连通的圆弧形氧气集箱1布置于圆形管道2外侧并以穿透圆形管道2的若干根 均布的喷管3相互连通，喷管3起到均压作用，喷管3的中心线平行于圆形管道2的横截面 的其中一条边，在喷管3位于圆形管道2内的管段的背风面布置有喷嘴4,通过喷嘴将氧气 分散成小股射流注入，管道内壁5附近氧浓度不高，壁面不会出现氧气富集现象，可防止混 合烟气与壁面摩擦产生不安全因素，可满足向富氧燃烧锅炉循环烟气温度不高于500°C的 循环烟道内注氧需求，确保注氧安全，喷嘴4在喷管3上是这样布置的，沿喷管3轴向等间 距地布置有多组喷嘴组，每组喷嘴组有三个喷嘴4,同一组喷嘴组的喷嘴4的中心线相交于 喷管3的中心线上，对于不邻近管道内壁5的喷管，其上的喷嘴这样设置：相邻喷嘴之间的 圆心角间隔为60°，同组喷嘴的喷射角均为150°。对于邻近管道内壁5的喷管，中间喷嘴 与两侧喷嘴之间的圆心角间隔分别为60°和45°，其中圆心角间隔为60°的两个喷嘴的 喷射角为150°，圆心角间隔较小一侧的边部喷嘴的喷射角为100°，并根据此侧喷嘴邻近 壁面来布置，氧气的喷射扩散面几乎覆盖了整个烟道的横截面，可保证氧气与烟气在很短 的距离内混合均匀，同时防止氧气直接喷射到管道内壁5上。
[0030] 喷管3的长度以及数量可根据圆形管道的大小来确定，对于大尺寸管道可采用更 多根喷管，以满足任意容量富氧锅炉任意负荷下向矩形烟道内注氧比例调节需求。
【权利要求】
1. 适合于圆形管道的氧气注入器，包括注氧入口管，其特征是：还包括一对与注氧入 口管连通的圆弧形氧气集箱（1)，两个圆弧形氧气集箱（1)布置于圆形管道（2)外侧并以穿 透圆形管道（2)的间隔排布的喷管（3)相互连通，在喷管（3)位于圆形管道（2)内的管段的 背风面布置有喷嘴（4)。
2. 如权利要求1所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述喷嘴（4)分为 与管道内壁（5)相邻的喷嘴（4)和与管道内壁（5)不相邻的喷嘴（4)，其中，与管道内壁（5) 相邻的喷嘴（4)的喷射角小于其余喷嘴（4)的喷射角。
3. 如权利要求1所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述喷管（3)相互平 行且等间距地布置在同一平面上。
4. 如权利要求3所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述平面垂直于圆 形管道（2)的中心线。
5. 如权利要求1、2、3或4所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：全部喷管 (3) 上的喷嘴流通面积的总和与注氧入口管的横截面积相当。
6. 如权利要求1、2、3或4所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述喷嘴 (4) 在喷管（3)上是这样布置的，沿喷管（3)轴向等间距地布置有多组喷嘴组，每组喷嘴组 有两个或三个喷嘴（4)，同一组喷嘴组的喷嘴（4)的中心线相交于喷管（3)的中心线上。
7. 如权利要求6所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述喷嘴组有三个 喷嘴（4)，相邻喷嘴之间的圆心角间隔相等，同组喷嘴的喷射角相同。
8. 如权利要求6所述的适合于圆形管道的氧气注入器，其特征是：所述喷嘴组有三个 喷嘴（4)，中间喷嘴与两侧喷嘴之间的圆心角间隔不等，其中圆心角间隔较大的一侧喷嘴及 中间喷嘴的喷射角较大，圆心角间隔较小的一侧喷嘴的喷射角较小。
【文档编号】F23L7/00GK203893215SQ201420196423
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】毛宇, 吉彦鹏, 陈灿, 韦耿 申请人:东方电气集团东方锅炉股份有限公司