富氧燃烧锅 炉热平衡计算方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第1期锅炉技术Vo1．45，NO．12014年1月BOILERTE(：HN0LOGYJan．。2014富氧燃烧锅炉热平衡计算方法研究汪丽芬，王恩禄，刘磊，王勐菇(上海交通大学热能工程研究所，上海200240)摘要：针对富氧燃烧锅炉增加了尾部再循环烟气和空气分离器抽出的氧气特点，对富氧燃烧锅炉进行了热平衡计算建模，并以常规燃烧锅炉热平衡计算方法为基础，提出了富氧燃烧锅炉热平衡计算方法方法，并比较了不同氧浓度对富氧燃烧锅炉热平衡计算结果影响规律。所得研究结果为开展富氧锅炉热力计算提供了理论基础。关键词：富氧燃烧；热平衡；锅炉；排烟热损失中图分类号：

2、TK224文献标识码：A文章编号：1672—4763(2014)01—0031—06100一q1+q2+q3+q4+q5+q6(1)0前言n式中：q一×100，分别为有效利用热量Q和富氧燃烧技术作为控制CO。排放最有应用前景的技术之一口]，其燃烧是基于循环烟气以各项热损失Q(一2，3，4，5，6)占输人热量Q，的百分比。及分离氧气燃烧来进行的。与常规空气燃烧相锅炉效率即为：比，富氧燃烧增加了尾部再循环烟气和空气分n离器抽出的氧气。此时，进入空气预热器的不7／gl—q1一×100=再是冷空气而是上述再循环烟气和空气分离器100一(q2+q。+q+q5+q6)(2)抽出的氧气[2]。因此，常

3、规空气燃烧锅炉热平1．2富氧燃烧锅炉烟、风循环系统衡计算方法无法直接用于富氧燃烧锅炉热平衡富氧燃煤锅炉是基于循环烟气及分离氧气计算，开展富氧燃烧锅炉热平衡计算方法研究燃烧，为方便起见，这里引人燃烧气这一概念。非常必要。燃烧气即富氧燃烧锅炉煤粉燃烧的助燃剂，主要为此，本文通过建立富氧燃烧锅炉热平衡模成分包括尾部烟道一部分循环烟气体积和空气型，给出了适合富氧燃烧锅炉热平衡计算的方分离器分离的一部分氧气体积。法，并结合具体实例进行了分析比较。所得研究富氧燃烧锅炉的再循环烟气分为两部结果为富氧锅炉热力计算提供了理论基础。分[7]：一次循环烟气用于干燥与输送煤粉，1富氧燃烧锅炉热平衡计算模型二次循

4、环烟气满足炉膛温度与换热需要。由于干燥与输送煤粉的需要，必须脱除大部分一1．1锅炉热平衡基本概念次循环烟气的水分。而二次循环烟气则可以锅炉热平衡是指其输入的热量和输出热量做脱水和不脱水的2种：二次循环烟气不脱水之间的平衡]。输入锅炉的热量是指伴随燃料是指烟气从除尘器出口抽取，直接送入锅炉系送入锅炉的热量，主要来源于燃料燃烧放出的热统，称为暖烟气循环或湿烟气循环；二次循环量；锅炉输出的热量可以分为两部分，一部分是烟气脱水是指烟气从引风机出口抽取，为干烟生产蒸汽或热水的有效利用热量，另外一部分为气循环_9]。图1为富氧燃烧锅炉干烟气再循各项热损失__6]。若以百分比的形式来表示，锅炉环系统示

5、意图。热平衡方程为：收稿日期：2013—08—10作者简介：汪丽芬(1989一)，女，硕士研究生，主要从事富氧燃烧锅炉热力计算和受热面优化布置的研究。学兔兔www.xuetutu.com32锅炉技术第45卷如图2所示，富氧燃烧锅炉输入热量分成三部分：炉膛进口每kg燃料输入锅炉的热量，用Q表示；气气预热器进口还未被烟气预热的总循环烟气(一、二次循环烟气)焓h气气预热器进口还未被烟气预热的空气分离器总分离氧气(一、二次分离氧气)焓hfI(富氧燃烧锅炉输出热量分成6个部分：炉内换热部件有效利用热量Q，包括省煤器、水冷图1富氧燃烧锅炉干烟气再循环系统壁、过热器、再热器内工质(水或蒸汽)吸热量；气

6、气预热器出口锅炉排烟热量hCO、H这类如图1所示，从锅炉省煤器出来的低温烟气可燃气体未完全燃烧造成的化学未完全燃烧热首先进入气一气热交换器放出一部分热量，然后损失Q3；固体燃料未完全燃烧造成的机械未完依次经过电除尘器、烟气脱水装置、引风机，从引全热损失Q；锅炉机组整体温度高于外界而造风机出口的低温烟气分成两路：一部分作为循环成的热量损失Q；锅炉的排渣带出炉外的一部烟气进入循环风机，另外一部分则进入CO压缩分热量Q。回收装置。再循环烟气又分为一次循环烟气和整个热平衡系统为1个三进六出的结构，其二次循环烟气两部分：一次循环烟气与空气分离中一、二次循环烟气来源于引风机后烟道排烟的器分离出来的一

7、部分O作为一次燃烧气进入一一部分，其循环温度决定于脱水装置类型。需要次烟气循环风机，被气一气换热器预热后的一次说明的是：虽然把循环烟气焓和分离氧气焓作为燃烧气进人煤粉制备系统进行干燥和输送煤粉；输入系统热量的一部分，但是这两部分的热量最二次循环烟气与分离器余下的O作为二次燃烧终还是通过排烟离开系统。因此，热平衡计算中气，预热后直接送入炉膛以满足炉膛温度与换热应以这两部分热量为基准，实际排烟热损失Q的需要。该系统中再循环烟气的温度主要