富氧燃烧系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及富氧燃烧技术，具体地，涉及一种富氧燃烧系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着人类工业的发展，气候变化问题已经引起了全球的关注，目前虽然对气候变暖的原因还存在不同的争论，但大多理论认为其与人类活动产生的温室气体二氧化碳(C02)浓度升高有关。正因为如此，富氧燃烧技术(富氧燃烧技术是在现有燃煤发电技术基础上，用适当比例的氧气和二氧化碳混合物代替空气，同时采用烟气循环调节锅炉的燃烧和传热特性，以获得高浓度的二氧化碳烟气，通过冷凝压缩纯化，实现大规模的二氧化碳富集和存储的一种燃烧技术)作为一种重要的二氧化碳捕捉技术，得到了越来越多的关注。
[0003]通常情况下，在空气燃烧中，按照电力行业标准，褐煤和烟煤的磨煤机允许的工作温度较低；但在富氧燃烧中如果仍然采用这种温度标准，则可能出现严重的酸性气体结露(当磨煤机内的酸性气体的温度等于或低于结露温度时，酸性气体就会在磨煤机内结露)腐蚀的问题，这是因为富氧燃烧工况下磨煤机内的酸性气体的结露温度低于空气燃烧工况下磨煤机内的酸性气体的结露温度。如果上述酸性气体结露腐蚀的情况发生在烟气管道，则可以通过适当的防腐材料衬底基本能得到遏制，然而，如果上述酸性气体结露腐蚀的情况发生在磨煤机内，就需要提高磨煤机的运行温度。
[0004]然而，由于磨煤机通常在较高含氧量条件下运行，提高运行温度则安全性下降，例如，提高磨煤机运行温度会增加褐煤和烟煤在磨煤过程中释放可燃性气体的可能性，而且，在事故停炉时，磨煤机内发生煤的自燃和爆炸的可能性也增加，尤其在富氧燃烧密闭系统空间问题会变得更加严重。传统的，对于空气燃烧条件下，为了防止磨煤机中的煤粉在停炉过程中发生自燃，通常通过保持通风或通蒸汽惰化来消除磨煤机中残煤的自燃或爆炸问题；但在富氧燃烧条件下，如果也通过上述方法来防止磨煤机中的煤粉在停炉过程中发生自燃，这会极大地增加系统的复杂性和投资运行成本，而且有可能造成空气燃烧和富氧燃烧频繁切换，导致系统不稳定，且未燃热解气及颗粒物会造成严重的环境污染。另外，为了解决富氧燃烧中酸性气体在磨煤机内结露腐蚀的问题，有些工厂也通过改变磨煤机的材料特性来防止酸性气体腐蚀，然而这可能为工厂带来难以接受的成本问题，因此得不到广泛的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种更加完善的富氧燃烧系统，以解决现有技术中酸性气体在磨煤机内结露腐蚀的问题，同时能够克服现有技术中磨煤机中的煤粉在停炉过程中发生自燃的问题。另外，本发明还提供一种富氧燃烧方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种富氧燃烧系统，该富氧燃烧系统包括锅炉和磨煤机，所述锅炉的入口与所述磨煤机的出口连通，所述富氧燃烧系统设置为:使进入所述磨煤机内的混合气体的温度高于所述磨煤机内酸性气体的结露温度；使进入所述磨煤机内的混合气体中的氧气浓度低于引起所述磨煤机中煤粉和/或可燃气体爆燃时混合气体中氧气浓度的临界值。
[0007]优选地，所述富氧燃烧系统设置为:在所述磨煤机停运期间，能够调节进入所述磨煤机的混合气体的温度以实现对所述磨煤机内残余煤粉的冷却和惰化。
[0008]优选地，该富氧燃烧系统包括；气体预热器，该气体预热器包括气体预热器烟气侧通道以及位于所述气体预热器烟气侧通道内的加热管路，所述加热管路包括一次风预热管路，所述气体预热器烟气侧通道的入口与所述锅炉的出口连通；烟气处理装置，该烟气处理装置的入口与所述气体预热器烟气侧通道的出口连通；烟气循环管道，该烟气循环管道包括与所述烟气处理装置的出口连通的总管道以及从所述总管道分支出的气体预热器前一次风管，所述气体预热器前一次风管与所述一次风预热管路的入口连通，所述一次风预热管路的出口与所述磨煤机的入口连通；温度调节装置，该温度调节装置用于调节进入所述磨煤机内的混合气体的温度，从而使进入所述磨煤机内的混合气体的温度高于所述磨煤机内酸性气体的结露温度。
[0009]优选地，所述温度调节装置包括从所述总管道分支出的气体预热器后一次风管以及设置在所述气体预热器后一次风管上的第一控制阀，所述气体预热器后一次风管与所述磨煤机的入口连通，所述第一控制阀通过控制进入所述磨煤机中未经所述一次风预热管路加热的烟气的量从而调节进入所述磨煤机内的混合气体的温度。
[0010]优选地，该富氧燃烧系统包括与所述气体预热器烟气侧通道的出口连通的烟气换热器，以使从所述气体预热器烟气侧通道出来的烟气的温度降低并使该温度高于所述磨煤机内酸性气体的结露温度，所述烟气换热器与所述烟气处理装置的入口连通。
[0011]优选地，该富氧燃烧系统包括二氧化碳存储装置，经所述烟气处理装置净化后的烟气一部分进入所述二氧化碳存储装置中存储，另一部分通过所述烟气换热器加热后进入所述总管道。
[0012]优选地，该富氧燃烧系统包括与所述磨煤机的出口连通的一次风注氧器。
[0013]优选地，所述加热管路包括二次风预热管路，所述富氧燃烧系统包括二次风注氧器，该二次风注氧器的第一端与所述总管道连通，所述二次风注氧器的第二端与所述二次风预热管路的入口连通，所述二次风预热管路的出口与所述锅炉连通。
[0014]优选地，所述加热管路包括氧气预热管路，所述氧气预热管路的出口分别与所述一次风注氧器、锅炉连通，所述富氧燃烧系统包括氧气源，该氧气源包括与所述二次风注氧器连通的第一管道以及与所述氧气预热管路的入口连通的第二管道。
[0015]优选地，该富氧燃烧系统包括湿循环管道和设置在所述湿循环管道上的第二控制阀，所述湿循环管道的一端与所述气体预热器烟气侧通道的出口连通，所述湿循环管道的另一端与所述总管道连通。
[0016]优选地，该富氧燃烧系统包括密封风机，所述密封风机的入口与所述总管道连通，所述密封风机的出口与所述磨煤机连通。
[0017]本发明还提供一种富氧燃烧方法，该方法包括:
[0018]经锅炉排出的烟气循环至磨煤机；控制进入所述磨煤机内的混合气体的温度高于所述磨煤机内酸性气体的结露温度；控制进入所述磨煤机内的混合气体中的氧气浓度低于引起所述磨煤机中煤粉和/或可燃气体爆燃时混合气体中氧气浓度的临界值；从所述磨煤机出来的气体与煤粉一起进入所述锅炉燃烧。
[0019]优选地，该方法包括:从所述锅炉排出的烟气经冷却净化后，一部分进行加热并在加热后进入所述磨煤机，另一部分用于存储；该方法还包括:在所述磨煤机的出口与所述锅炉之间注入氧气，从而使进入所述磨煤机内的混合气体中的氧气浓度低于引起所述磨煤机中煤粉和/或可燃气体爆燃时混合气体中氧气浓度的临界值。
[0020]优选地，该方法包括:经冷却后的烟气先进行再次冷却，然后净化，净化后的烟气的一部分先进行一次加热，然后再进行二次加热，最后进入所述磨煤机，净化后的烟气的另一部分用于存储。
[0021]本发明提供的富氧燃烧系统，不仅能够防止磨煤机中酸性气体结露腐蚀的问题，同时能够有效地防止磨煤机在停炉过程中煤粉自燃的问题，提高了设备运行的安全性，延长了设备的使用寿命。
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