用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于高温烟气注氧的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，包括注入器和烟道，所述注入器包括环形集箱和连接在环形集箱内侧的至少三根喷管，环形集箱位于烟道外部，各喷管伸入烟道内部，喷管的喷口端面至该喷管中心线与烟道内壁的交点的距离不小于设定的安全距离值，在喷口所在位置的下游，所述烟道设置有缩口，缩口的最小尺寸处缩小率为1/4～1/3，缩口的上游端与各喷管的喷口端面与喷管中心线交点所在面之间保持有设定距离，各喷管的中心线垂直于烟道中心线，可在很短的距离内使得注入氧气与再循环烟气混合均匀，保证煤粉燃烧的稳定性和安全性，对烟气温度无要求，可以安装在空预器前或后，可满足任意负荷注氧量调节需求。
【专利说明】用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种氧气注入结构，尤其是一种用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构。
【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CO2烟气，通过进一步的冷凝压缩纯化后，实现CO2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CO2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CO2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CO2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，同时由于再循环烟气中还有焦炭等未完全燃烧物，必须满足安全性要求，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。从注入形式来说，可以选择外注入式和内注入式，两者的区别在于，外注入式的混合装置，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。而内注式的混合装置就可以避免这个问题。但是，内注入式却不适宜用在再循环烟气温度较高的场合。如果注氧点在空预器前，此时的再循环烟气温度较低，两种都可以选择，而如果在空预器后，此时再循环烟气温度较高，宜采用外注入式。
[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适用于高温烟气注氧的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，包括注入器和烟道，所述注入器包括环形集箱和连接在环形集箱内侧的至少三根喷管，环形集箱位于烟道外部，各喷管伸入烟道内部，喷管的喷口端面至该喷管中心线与烟道内壁的交点的距离不小于设定的安全距离值，在喷口所在位置的下游，所述烟道设置有缩□。[0008]缩口的最小尺寸处缩小率为1/4?1/3,缩口的上游端与各喷管的喷口端面与喷管中心线交点所在面之间保持有设定距离。
[0009]所述各喷管的中心线垂直于烟道中心线。
[0010]所述各喷管的中心线与烟道中心线不垂直，但喷管的喷射方向顺向于烟气流向。
[0011]所述烟道为圆形截面烟道，各喷管的中心线以烟道中心线为中心呈中心对称分布。
[0012]所述设定距离等于烟道的半径。
[0013]所述烟道为矩形截面烟道，所述设定距离等于烟道的对角线长度的一半。
[0014]本实用新型的有益效果是:可以在很短的距离内使得纯氧与再循环烟气混合均匀，保证煤粉燃烧的稳定性和安全性，对烟气温度无要求，可以安装在空预器前或空预器后，可以满足任意负荷注氧量调节需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构的示意图。
[0016]图2是本实用新型用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构的另一示意图。
[0017]图中标记为:1_烟道，2-环形集箱，3-喷管，4_喷口端口，5_缩口，6_阀，10-烟道中心线，30-喷管中心线，L1-距离，L2-设定距离，L3-距离。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0019]如图1、图2所示，本实用新型的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构包括注入器和烟道1，所述注入器包括环形集箱2和连接在环形集箱2内侧的至少三根喷管3，环形集箱2位于烟道I外部，各喷管3伸入烟道I内部，喷管3的喷口端面4至该喷管中心线与烟道内壁的交点的距离LI不小于设定的安全距离值，避免纯氧在再循环烟道壁面附近富集，防止混合烟气与烟道壁面摩擦产生不安全因素，在喷口所在位置的下游，所述烟道I设置有缩口 5，所述烟道I可利用本身具有的既有烟道，也可以是能够与既有烟道相互连接的其它烟道，设置的缩口 5利用了文丘里管的原理，可以起到扰流的作用，可以在很短的距离内使得被注入的氧气与再循环烟气混合均匀，从而为煤粉燃烧提供助燃剂，保证燃烧的稳定性。
[0020]如图1所示,缩口 5的最小尺寸处缩小率为1/4?1/3，如果缩小率太小，则会引起混合烟气流速过大，可能会产生振动，如果缩小率太大，则扰流作用不明显，不利于混合，缩口 5的上游端与各喷管3的喷口端面4与喷管中心线交点所在面之间保持有设定距离L2，以免扰流影响到喷管3的氧气顺利喷出，缩口 5的上游端至缩口的最小尺寸处的距离L3通常依据介质及流速来确定。
[0021]如图1所示，优选所述各喷管的中心线30垂直于烟道中心线10，避免氧气在烟道I的内壁附近富集的效果更好。
[0022]如果各喷管的中心线30与烟道中心线10不垂直，则喷管3的喷射方向要顺着烟气流向，以避免氧气在烟道I的内壁附近富集。
[0023]如图2所示，所述烟道I为圆形截面烟道，各喷管的中心线30以烟道中心线10为中心呈中心对称分布，有利于均匀混合。[0024]烟道I为圆形截面烟道时，一般选择所述设定距离L2等于烟道I的半径。类似的，当所述烟道I为矩形截面烟道时，一般选择所述设定距离L2等于烟道I的对角线长度的一半。
[0025]如图1所示，氧气藉以进入环形集箱2的管道上设置有阀6，可以通过调节阀6的开度来满足任意负荷注氧量调节需求。
【权利要求】
1.用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，包括注入器和烟道(1)，所述注入器包括环形集箱(2)和连接在环形集箱(2)内侧的至少三根喷管(3)，其特征是:环形集箱(2)位于烟道(I)外部，各喷管(3)伸入烟道(I)内部，喷管(3)的喷口端面(4)至该喷管中心线与烟道内壁的交点的距离(LI)不小于设定的安全距离值，在喷口所在位置的下游，所述烟道(I)设置有缩口(5)。
2.如权利要求1所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:缩口(5)的最小尺寸处缩小率为1/4?1/3，缩口(5)的上游端与各喷管(3)的喷口端面(4)与喷管中心线交点所在面之间保持有设定距离(L2)。
3.如权利要求1所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:所述各喷管的中心线(30)垂直于烟道中心线(10)。
4.如权利要求1所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:所述各喷管的中心线(30)与烟道中心线(10)不垂直，但喷管(3)的喷射方向顺向于烟气流向。
5.如权利要求1、2或3所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:所述烟道(I)为圆形截面烟道，各喷管的中心线(30)以烟道中心线(10)为中心呈中心对称分布。
6.如权利要求5所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:所述设定距离(L2)等于烟道(I)的半径。
7.如权利要求1、2或3所述的用于富氧锅炉烟道的氧气注入结构，其特征是:所述烟道(I)为矩形截面烟道，所述设定距离(L2)等于烟道(I)的对角线长度的一半。
【文档编号】F23L7/00GK203823794SQ201420196569
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】陈灿, 毛宇, 吉彦鹏, 韦耿, 胡修奎, 霍锁善 申请人:东方电气集团东方锅炉股份有限公司