富氧燃烧锅炉的氧气注入装置及富氧燃烧锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及富氧燃烧领域，具体地，涉及一种富氧燃烧锅炉及其氧气注入装置。
【背景技术】
[0002]富氧燃烧技术是在传统的空气燃烧技术的基础上发展改进后的一种更为环境友好型技术。在传统的空气燃烧技术中，使用空气作为助燃剂，燃烧后的尾气中含有氮氧化物、二氧化硫等污染气体，并且二氧化碳的含量较低，不利于集中处理。在富氧燃烧技术中，使用纯氧或富氧作为助燃剂，因此，可以使燃料进行更为充分地燃烧，燃料燃烧后产生的废气中二氧化碳的含量很高，经除尘、冷凝处理后的尾气中二氧化碳的含量可以达到80-98%，将高纯度的二氧化碳通过管道导入存储设备压缩存储，从而可以集中到二氧化碳进行处理。
[0003]另外，为了平稳燃烧器送入炉膛内部的混合气体的氧分压，需要将燃烧产生的尾气与燃料和氧气进行混合后送入炉膛进行燃烧。在富氧燃烧中，由于高浓度的二氧化碳的影响了燃烧过程中氧气的扩散速率及二氧化碳高比热容等原因，造成煤粉着火延迟，因此需要特别地调节纯氧和烟气的比例，保证与负荷相匹配的氧量需求，且能在极短的时间内保证氧气和烟气混合均匀。因此，在富氧燃烧系统中，如何高效、安全地将纯氧氧气注入烟气中并快速地混合均匀是目前面临的主要问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够将氧气快速且均匀地混合到富氧燃烧锅炉的再循环尾气中的氧气注入装置。
[0005]另外，本发明的目的还包括提供一种富氧燃烧锅炉，该富氧燃烧锅炉的氧气注入装置能够将氧气快速且均匀地混合到富氧燃烧锅炉的再循环尾气中。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种富氧燃烧锅炉的氧气注入装置，包括尾气循环烟道，该尾气循环烟道的入口连接于所述富氧燃烧锅炉的炉膛尾气排放口，并且该尾气循环烟道的出口连接于所述富氧燃烧锅炉的燃烧器，其中，所述氧气注入装置包括均匀地插入所述尾气循环烟道内部的多根氧气注入管，并且该氧气注入管的管壁上设有均匀排列的多个氧气喷射孔。
[0007]优选地，所述尾气循环烟道水平延伸，所述氧气注入管包括水平伸入所述尾气循环烟道内部的水平氧气注入管以及竖直伸入所述尾气循环烟道内部的竖直氧气注入管。
[0008]优选地，所述水平氧气注入管和所述竖直氧气注入管彼此等间距交替地排列。
[0009]优选地，所述水平氧气注入管连接有等间距排列且竖直延伸的竖直氧气注入支管，所述竖直氧气注入管连接有等间距排列的水平延伸的水平氧气注入支管，所述竖直氧气注入支管和所述水平氧气注入支管平行于所述尾气循环烟道的横截面延伸。
[0010]优选地，所述竖直氧气注入支管和所述水平氧气注入支管的管壁设有均匀排列的氧气喷射孔，该氧气喷射孔的喷射方向平行于所述尾气循环烟道的横截面以形成沿该尾气循环烟道的长度方向间隔布置的多道风墙。
[0011 ]优选地，多根氧气注入管通过氧气供应主管供应氧气。
[0012]优选地，每个所述氧气注入管位于所述尾气循环烟道外部的部分分别设置有控制阀。
[0013]优选地，所述尾气循环烟道的侧壁上形成有检修门。
[0014]优选地，所述尾气循环烟道水平延伸，所述尾气循环烟道的出口端的底部设置有凝结水收集槽。
[0015]另外，本发明还提供了一种富氧燃烧锅炉，其中，该富氧燃烧锅炉包括根据以上方案中任意一项所述的富氧燃烧锅炉的氧气注入装置。
[0016]通过上述技术方案，通过在尾气循环烟道中均匀地布置多根氧气注入管，并且在每根氧气注入管的管壁上均匀地设置氧气喷射孔，因此可以在尾气循环烟道中形成均匀分布的氧气喷射气流，从而能够将氧气快速且均匀地分散到尾气中，获得整体及局部均匀性良好的混合气体，提高混合气体进入锅炉炉膛后的燃烧效率。
[0017]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0019]图1是根据本发明的一种【具体实施方式】的富氧燃烧锅炉的氧气注入装置的结构示意图。
[0020]图2是根据本发明的一种【具体实施方式】的富氧燃烧锅炉的氧气注入装置的横截面的结构示意图。
[0021]图3是在根据本发明的一种【具体实施方式】的氧气注入装置的尾气循环烟道的一个截面处，通过有限元分析软件得出的速度分布示意图。
[0022]图4是在与图3相同的尾气循环烟道的截面处，通过有限元分析软件得出的温度分布示意图。
[0023]图5是在与图3相同的尾气循环烟道的截面处，通过有限元分析软件得出的氧气浓度(摩尔分数)的分布示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]I 尾气循环烟道2 氧气注入管
[0026]21竖直氧气注入管22水平氧气注入管
[0027]23水平氧气注入支管 24竖直氧气注入支管
[0028]3 氧气供应总管4 控制阀
[0029]5 检修门6 凝结水收集槽
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0031]本发明提供了一种富氧燃烧锅炉的氧气注入装置，包括尾气循环烟道I，该尾气循环烟道I的入口连接于所述富氧燃烧锅炉的炉膛尾气排放口，并且该尾气循环烟道I的出口连接于所述富氧燃烧锅炉的燃烧器，其中，所述氧气注入装置包括均匀地插入所述尾气循环烟道I内部多根氧气注入管2，并且该氧气注入管2的管壁上设有均匀排列的多个氧气喷射孔(孔径可以保持一致)。
[0032]尾气循环烟道I中的尾气(主要为二氧化碳)与氧气均匀混合后，可以与燃料进行充分混合后携带燃料再通过燃烧器的送风口输送到炉膛中，即为一次风；也可以直接通过燃烧器的送风口输送到炉膛中，即为二次风、周界风、冷却风等。氧气注入管2均匀地分布在尾气循环烟道I中，并且其管壁上设有均匀排列的氧气喷射孔，因此可以将氧气更为均匀地排放到尾气循环烟道I中，使氧气与尾气更为均匀地混合。特别地，氧气注入管2的延伸方向可以平行于尾气循环烟道I的横截面(垂直于气流的整体流动方向)，并且氧气注入管2上的氧气喷射孔的朝向也平行所述横截面，从而通过氧气喷射孔喷射的气流平行于所述横截面，形成垂直于气流整体流动方向的风墙，这样的风墙可以形成沿气流整体流动方向的多个，从而可以更为充分地将氧气混合到尾气中。
[0033]具体地，所述尾气循环烟道I水平延伸，所述氧气注入管2包括水平伸入所述尾气循环烟道I内部的水平氧气注入管22以及竖直伸入所述尾气循环烟道I内部的竖直氧气注入管21。通过分别沿水平方向和竖直方向延伸的水平氧气注入管22和竖直氧气注入管21(二者的直径和长度可以相同)，在满足所述氧气喷射孔的朝向平行于尾气循环烟道I的横截面情况下，所述氧气喷射孔可以朝向不同方向延伸，包括水平方向和竖直方向。
[0034]进一步地，所述水平氧气注入管22和所述竖直氧气注入管21彼此等间距交替地排列，相应地，所述氧气喷射孔的朝向平行于尾气循环烟道I的横截面情况下，形成的风墙的气流朝向可以交替地循环，并且风墙的间距相同，这样有序的结构设计可以进一步地提高氧气与尾气混合的均匀程度。
[0035]另外，如图1所示，所述水平氧气注入管22连接有等间距排