專利名稱：氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置，特別涉及在使用現(xiàn) 有的空氣燃燒鍋爐進(jìn)行氧燃燒時(shí)的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來，地球溫室化作為全球規(guī)模的環(huán)境問題廣泛被提出。已知地球溫室化的 一個(gè)主要原因是由于大氣中的二氧化碳co2濃度的增加，作為這些物質(zhì)的固定排放源，火力發(fā)電廠受到人們的注意?；鹆Πl(fā)電用燃 料使用石油、天然氣、煤，特別對于煤，可采掘的埋藏量多，可以預(yù)想 今后的需求會有所增加。煤與天然氣和石油相比，碳含有量多，其他還含有氬、氮、硫等的 成分，以及作為無機(jī)質(zhì)的灰分，因此當(dāng)將煤進(jìn)行空氣燃燒時(shí)，燃燒廢氣的組成大部分為氮(約70% )，其他也含有二氧化碳C02、疏氧化物SOx、 氮氧化物NOx,以及包含灰分或未燃燒的煤粒子的灰塵和氧(約4%)。 因此，對于燃燒廢氣，將其進(jìn)行脫硝、脫硫、脫塵等的廢氣處理，使 NOx、 SOx、微粒達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)值以下而從煙囪排放到大氣中。對于在上述燃燒廢氣中生成的NOx,有空氣中的氮被氧氧化而生成 的熱力型(thermal) NOx，和燃料中的氮凈皮氧化所生成的燃料型(fuel) NOx。目前，對于熱力型NOx的減少，采用降低火焰溫度的燃燒法，另 外對于燃料型NOx的減少，采用在燃燒器內(nèi)形成還原NOx的燃料過剩 的區(qū)域的燃燒法。另外，當(dāng)使用煤這樣的含有硫的燃料時(shí)，由于通過燃燒在燃燒廢氣 中生成SOx,所以需要具有濕式或者干式的脫硫裝置將其除去。另 一方面，也期望將在燃燒廢氣中大量產(chǎn)生的二氧化碳高效地分離 除去。作為將燃燒廢氣中的二氧化碳進(jìn)行回收的方法， 一直以來研究了 在胺等的吸收液中吸收的方法、或吸附在固體吸附劑上的吸附法、或者 膜分離法等，但它們都有轉(zhuǎn)換效率低、不能實(shí)用化的問題。因此，作為同時(shí)實(shí)現(xiàn)燃燒廢氣中二氧化碳的分離和熱力型NOx抑 制的問題的有效方法，提出了用氧代替空氣使燃料進(jìn)行燃燒的方法(例如參考專利文獻(xiàn)1)。當(dāng)將煤在氧中燃燒時(shí)，沒有熱力型NOx的產(chǎn)生，因此燃燒廢氣大 部分是二氧化碳，其他也含有燃料型NOx、 SOx,從而通過冷卻燃燒廢 氣，可以比較容易地將上述二氧化碳液化、分離。但是，在氧中燃燒時(shí)火焰溫度變高，有需要謀求構(gòu)成燃燒爐的材料 的耐熱性或壽命提高的技術(shù)課題。作為解決該問題的一個(gè)對策方法，已 知有如專利文獻(xiàn)1所示那樣的廢氣再循環(huán)方法，其是將從燃燒爐中取出 并進(jìn)行廢氣處理過的燃燒廢氣的一部分分支，并使該分支的燃燒廢氣與 供給燃燒爐的氧或者空氣等的燃燒用氣體混合的方法。為了進(jìn)行該廢氣再循環(huán)，在專利文獻(xiàn)1中具備了下述手段，即，將 用燃燒廢氣處理手段處理過的燃燒廢氣冷卻至-8(TC以下，通過將二氧化 碳液化.儲存而與氧分離，進(jìn)而氧利用壓縮用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓縮、并液 化'儲存，將該儲存的氧進(jìn)行氣化并使其再循環(huán)至上述燃燒用氣體供給 系統(tǒng)。專利文獻(xiàn)1:日本專利第3068888號7>才艮 發(fā)明內(nèi)容但是，在專利文獻(xiàn)1所示的方法中，由于用冷卻裝置冷卻燃燒廢氣， 將二氧化碳液化 儲存，進(jìn)而將氧壓縮進(jìn)行液化 儲存，使儲存的液化氧的一部分再循環(huán)至燃燒用氣體供給系統(tǒng)，所以有對于裝置、能量不利 的問題。即，在來自燃燒裝置的燃燒廢氣中含有的氧濃度一般是4%左右這 樣低的值，為了回收這樣少含量的氧，將用冷卻裝置冷卻而使二氧化碳 液化分離后的氧用壓縮用鼓風(fēng)機(jī)壓縮、并進(jìn)行液化回收，因此有需要裝 置和動力能量的問題。另外，如上述那樣，當(dāng)利用氧進(jìn)行燃燒時(shí)，火焰溫度變高，構(gòu)成鍋 爐的材料的耐熱性或壽命出現(xiàn)問題，因此在專利文獻(xiàn)l中以將燃燒廢氣 進(jìn)行再循環(huán)作為前提，但是對于為了能使氧燃燒鍋爐穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、如何進(jìn) 行控制完全沒有觸及，由此用上述專利文獻(xiàn)l中記述的方法不能使氧燃 燒鍋爐實(shí)際地進(jìn)行工作。即，例如根據(jù)專利文獻(xiàn)l，記述了作為燃燒用氣體，使從燃燒廢氣 分離得到的二氧化碳與從空氣分離得到的氧的混合氣體中的氧比例、與空氣中的氧比例相等這樣來使用，但是考慮到在燃燒裝置中負(fù)荷會有變 動，因此，當(dāng)負(fù)荷增加、燃料供給量增加時(shí)，當(dāng)然產(chǎn)生氧不足的狀態(tài)， 這樣，在專利文獻(xiàn)l中對于用于使氧燃燒鍋爐穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的方法完全沒有 考慮。本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的在于提供氧燃燒鍋爐的燃 燒控制方法和裝置，該燃燒控制方法和裝置基于鍋爐負(fù)荷指令來設(shè)定供 給鍋爐本體的氧的供給量，且基于鍋爐本體的吸熱量來控制燃燒廢氣的再循環(huán)流量，調(diào)節(jié)導(dǎo)入鍋爐本體的全部氣體中的氧濃度，由此能夠易于 應(yīng)用于現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐，并可以穩(wěn)定且容易地控制燃燒。本發(fā)明涉及氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其利用氧分離裝置將空氣 分離成氧和其他的以氮為主的氣體，通過將上述用氧分離裝置得到的氧 和燃料在鍋爐本體中進(jìn)行燃燒來加熱給水，產(chǎn)生蒸氣，將來自鍋爐本體的燃燒廢氣至少進(jìn)行脫塵處理后，使燃燒廢氣的一部分作為再循環(huán)氣體 再循環(huán)至上述鍋爐本體，該氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法的特征在于，將 對應(yīng)于鍋爐負(fù)荷指令的設(shè)定量的氧供給上述鍋爐本體，且使用供給上述 鍋爐本體的給水的入口溫度和蒸氣的出口溫度、和或鍋爐的燃燒廢氣溫度來測量鍋爐吸熱量，以使鍋爐本體的吸熱量為目標(biāo)吸熱量這樣來控制 上述再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量，調(diào)節(jié)在導(dǎo)入鍋爐本體的全部氣體中的氧濃度。在上述氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法中，優(yōu)選設(shè)置將上述氧混合在再 循環(huán)氣體中并供給鍋爐本體的系統(tǒng)和直接將上述氧供給鍋爐本體的系 統(tǒng)，通過變化供給兩系統(tǒng)的氧的流量比例來控制鍋爐本體的吸熱量。另外，在上述氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法中，優(yōu)選控制上述再循環(huán) 氣體的再循環(huán)流量，以使上述鍋爐本體的吸熱量與現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐 的吸熱量相等。本發(fā)明涉及氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置，其具有燃料供給手段；將 空氣分離成氧和以氮為主的氣體的氧分離裝置；導(dǎo)入來自上述燃料供給 手段的燃料和來自上述氧分離裝置的氧，并通過燃燒加熱給水而產(chǎn)生蒸道；、在該煙道中具有的至少進(jìn)行集塵的廢氣處理i段:使利;該i氣處理手段處理過的燃燒廢氣的一部分再循環(huán)至上述鍋爐本體的廢氣再循 環(huán)流路，該氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置的特征在于，具有根據(jù)鍋爐負(fù)荷指令來對供給上述鍋爐本體的氧的供給量進(jìn)行控制的氧供給量控制器； 在上述廢氣再循環(huán)流路中具有的再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手IS:;測量供給上述鍋 爐本體的給水溫度的入口溫度計(jì)；測量鍋爐本體出口的蒸氣溫度的出口溫度計(jì)；根據(jù)用上述入口溫度計(jì)測量的入口溫度和用上述出口溫度計(jì)測 量的出口溫度來測量鍋爐本體的吸熱量的吸熱量測量裝置；由上述再循 環(huán)流量調(diào)節(jié)手段控制再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量以使利用該吸熱量測量 裝置測量的吸熱量為目標(biāo)吸熱量的再循環(huán)流量控制器。在上述氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置中，優(yōu)選代替上述入口溫度計(jì)和 出口溫度計(jì)、或者與該入口溫度計(jì)和出口溫度計(jì)共同來設(shè)置測量鍋爐的 燃燒廢氣溫度的廢氣溫度計(jì)，將該廢氣溫度計(jì)的檢測廢氣溫度導(dǎo)向上述 吸熱量測量裝置來測量鍋爐本體的吸熱量。另外，在上述氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置中，優(yōu)選在上述廢氣再循 環(huán)流路上可切換地連接空氣供給系統(tǒng)，該空氣供給系統(tǒng)供給鍋爐啟動時(shí) 所用的空氣。根據(jù)本發(fā)明的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置，基于鍋爐負(fù)荷指 令來設(shè)定供給鍋爐本體的氧的供給量，且測量鍋爐本體的吸熱量、并以 使鍋爐本體的吸熱量為目標(biāo)吸熱量這樣來控制燃燒廢氣的再循環(huán)流量， 調(diào)節(jié)引入鍋爐本體的全部氣體中的氧濃度，從而可以調(diào)節(jié)包括在再循環(huán) 氣體中含有的氧、供給鍋爐本體的氧量，由此可以取得下述的優(yōu)異效果， 即，鍋爐本體的燃燒控制變得非常簡單化且穩(wěn)定，因此能夠容易地應(yīng)用 于現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐，可以穩(wěn)定地控制燃燒。


[圖1]表示本發(fā)明實(shí)施例的示意流程圖。[圖2]是圖1中的鍋爐本體部分的構(gòu)成說明圖。符號的說明2粉煤磨機(jī)(燃料供給手段) 3粉煤燃料(燃料) 4鍋爐本體 6氧分離裝置 8空氣9氧10以氮為主的氣體lla,llb氧流量調(diào)節(jié)手l殳12a,12b系統(tǒng)13廢氣再循環(huán)流路14燃燒廢氣14a再循環(huán)氣體15煙道19廢氣處理手段32再循環(huán)風(fēng)扇(再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手段)34氧供給量控制器35鍋爐負(fù)荷指令36給水37入口溫度計(jì)38蒸氣39出口溫度計(jì)40吸熱量測量裝置41測量的吸熱量42目標(biāo)吸熱量43再循環(huán)流量控制器44空氣供給系統(tǒng)45廢氣溫度計(jì)具體實(shí)施方式
以下，參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1表示應(yīng)用于煤焚燒爐時(shí)的 一例本發(fā)明的氧燃燒鍋爐的示意流程 圖。作為燃料的煤1用作為燃料供給手段的粉煤磨機(jī)2粉碎，形成粉煤 燃料3，并供給在圖2所示的鍋爐本體4 (火爐)的風(fēng)箱5中所具有的 燃燒器5a。利用鼓風(fēng)機(jī)7向氧分離裝置6供給空氣8，氧分離裝置6將 空氣8分離成氧9和其他的以氮為主的氣體10。對于用氧分離裝置6分 離的氧9，通過氧供給流路12， 一部分由系統(tǒng)12a供給下述的廢氣再循 環(huán)流路13,與再循環(huán)氣體14a混合并供給風(fēng)箱5，另外，剩余部分由系統(tǒng)12b直接供給燃燒器5a。在上述鍋爐本體4內(nèi)，上述粉煤燃料3與作為氧化劑的氧9 一起燃 燒，此時(shí)，由于在煤中含有碳、氫、氮、硫等的成分，所以它們通過氧 9被氧化而產(chǎn)生二氧化碳C02、氮氧化物NOx、硫氧化物SOx等的酸性 氣體。含有上述<302、 NOx、 SOx等的酸性氣體、粉塵的燃燒廢氣14,通 過煙道15,經(jīng)過氣體預(yù)熱器16、給水加熱器17、將上述氧9預(yù)熱的氧 預(yù)熱器18后，用作為廢氣處理手段19的集塵裝置21進(jìn)行脫塵，進(jìn)而 用作為廢氣處理手段19的脫硝裝置20除去NOx,并用作為廢氣處理手 段19的脫硫裝置22除去SOx。燃燒廢氣14的二氧化碳C02的濃度提 高，通過脫硫裝置22的以二氧化碳為主體的燃燒廢氣14在導(dǎo)向混和器 23并與用上述氧分離裝置6分離的以氮為主體的氣體10混和、稀釋后， 導(dǎo)向煙自24進(jìn)行廢氣。在上述脫硫裝置22與混合器23之間的煙道15上，連接用于取出 燃燒廢氣14的二氧化碳回收流路25，通過流量調(diào)節(jié)器26a, 26b(調(diào)節(jié) 閥)取出至二氧化碳回收流路25中的燃燒廢氣14,進(jìn)而利用過濾器27 進(jìn)行除塵后，通過由壓縮機(jī)28進(jìn)行的壓縮而將其作為液化二氧化碳29 回收，此時(shí)沒有液化的NOx、 SOx等的廢氣成分30引入上述混合器23 中，與上述以氮為主體的氣體10混合、稀釋，并導(dǎo)向煙囪24。在上述集塵裝置21出口的煙道15上，通過將燃燒廢氣14的一部 分取出的分支流路31連接廢氣再循環(huán)流路13,利用在該廢氣再循環(huán)流 路13中具有的再循環(huán)風(fēng)扇32(再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手段)將再循環(huán)氣體14a 通過上述氣體預(yù)熱器16供給鍋爐本體4的風(fēng)箱5。在廢氣再循環(huán)流路 13中的風(fēng)箱5的入口處，通過上述系統(tǒng)12a供給氧9。并且，圖1的廢氣再循環(huán)流路13如上述那樣，包括通過上述氣體 預(yù)熱器16而導(dǎo)向風(fēng)箱5的再循環(huán)系統(tǒng)管路32a、和從再循環(huán)系統(tǒng)管路 32a上分支并通過調(diào)節(jié)閥32c以及主送風(fēng)機(jī)32d而將一部分的再循環(huán)氣 體14a取出的燃料輸送系統(tǒng)管路32b，進(jìn)而，該燃料輸送系統(tǒng)管路32b 包括引導(dǎo)進(jìn)而一部分的再循環(huán)氣體14a通過上述氣體預(yù)熱器16的預(yù)熱 系統(tǒng)管路32b'、和引導(dǎo)剩余的再循環(huán)氣體14a繞過氣體預(yù)熱器16的迂 回系統(tǒng)管路32b'',通過上述預(yù)熱系統(tǒng)管^各32b/和迂回系統(tǒng)管路32b/ ' 的再循環(huán)氣體14a合流并導(dǎo)向粉煤磨機(jī)2。通過調(diào)節(jié)在預(yù)熱系統(tǒng)管路32b/和迂回系統(tǒng)管路32b/ '上具有的流量調(diào)節(jié)器33a, 33b(調(diào)節(jié)閥)， 可以調(diào)節(jié)導(dǎo)向上述粉煤磨機(jī)2的再循環(huán)氣體14a的溫度。另外，在上述廢氣再循環(huán)流路13中的再循環(huán)風(fēng)扇32的入口處，連 接供給鍋爐啟動時(shí)用的空氣8的空氣供給系統(tǒng)44 ，利用在上述分支流路 31和空氣供給系統(tǒng)44中具有的流量調(diào)節(jié)器44a, 44b,可以將空氣8代 替上述燃燒廢氣14供給再循環(huán)風(fēng)扇32。當(dāng)進(jìn)行氧燃燒時(shí)，由于如上述那樣，火焰溫度變高，構(gòu)成鍋爐本體 4的材料的耐熱性或壽命出現(xiàn)問題，所以實(shí)際上難以穩(wěn)定地運(yùn)行氧燃燒 鍋爐，特別地，氧的供給量即使稍有變化，燃燒狀態(tài)也發(fā)生4艮大的變動， 因此設(shè)置了圖1中的用于使氧燃燒鍋爐穩(wěn)定進(jìn)行氧燃燒的燃燒控制裝 置。在圖1的氧燃燒鍋爐中，設(shè)置了氧供給量控制器34,其通過根據(jù)鍋 爐負(fù)荷指令35 (燃燒供給指令)調(diào)節(jié)在上述系統(tǒng)12a, 12b上分別設(shè)置 的氧流量調(diào)節(jié)手段lla, lib的開度，來控制供給鍋爐本體4的氧9的 供給量。利用上述氧流量調(diào)節(jié)手段lla, lib供給鍋爐本體4的氧供給量的 設(shè)定如下述那樣來設(shè)定，即，使在向鍋爐本體4供給的合計(jì)了再循環(huán)氣 體14a與氧9的全部氣體中的氧濃度、即也包含上述再循環(huán)氣體14a中 的氧(約4%)的氧濃度，與由現(xiàn)有的可穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的廢氣循環(huán)方式的空 氣燃燒鍋爐而預(yù)先得到的供給鍋爐本體4的全部氣體中的氧濃度相等。 因此，上述氧供給量控制器34根據(jù)鍋爐負(fù)荷指令35 (燃料供給指令)， 以使向鍋爐本體4供給的全部氧的供給量為在現(xiàn)有空氣燃燒鍋爐中預(yù)先 求得的全部氧供給量這樣來控制氧流量調(diào)節(jié)手段lla, llb。另外，上述 氧供給量控制器34改變上述氧流量調(diào)節(jié)手段lla， lib的開度而使由系 統(tǒng)12a, 12b供給的氧9的流量比例變化，由此可以改變?nèi)紵骰鹧娴?點(diǎn)火位置來改善鍋爐本體4的吸熱量。另外，在上述鍋爐本體4中，如圖2所示，設(shè)置了測量供給鍋爐本 體4的來自給水加熱器17的給水36的溫度的入口溫度計(jì)37 (Tl )、和 測量鍋爐本體4出口的蒸氣38的溫度的出口溫度計(jì)39 (T2),設(shè)置了 吸熱量測量裝置40，該裝置基于用上述入口溫度計(jì)37測量的入口溫度 和用上述出口溫度計(jì)39測量的出口溫度來測量鍋爐本體4的吸熱量， 進(jìn)而設(shè)置再循環(huán)流量控制器43,該再循環(huán)流量控制器43以使利用該吸熱量測量裝置40測量的吸熱量41為目標(biāo)吸熱量42(在現(xiàn)有的空氣燃燒 鍋爐中預(yù)先得到的可穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的吸熱量)這樣來控制上述再循環(huán)風(fēng)扇32 (再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手段)。另外，設(shè)置測量上述鍋爐本體4出口的燃燒廢氣14的溫度的廢氣 溫度計(jì)45，將該廢氣溫度計(jì)45的檢測廢氣溫度傳至上述吸熱量測量裝 置40來測量鍋爐本體4的吸熱量。該廢氣溫度計(jì)45可以單獨(dú)設(shè)置來測 量鍋爐本體4的吸熱量，另外也可以與上述入口溫度計(jì)37和出口溫度 計(jì)39 —起設(shè)置來測量鍋爐本體4的吸熱量。并且，在上述實(shí)施例中列舉了下述的情況，即，將氧9的供給分成 2個(gè)系統(tǒng)12a, 12b, —部分利用系統(tǒng)12a與廢氣再循環(huán)流路13的再循環(huán) 氣體14a混合并供給風(fēng)箱5，另外剩余部分利用系統(tǒng)12b直接供給燃燒 器5a,但也可以將全部氧與廢氣再循環(huán)流路13的再循環(huán)氣體14a混合 來供給風(fēng)箱5。以下，對于上述實(shí)施例的作用進(jìn)行說明。在圖1的氧燃燒鍋爐啟動時(shí)，將流量調(diào)節(jié)器44a完全關(guān)閉，將流量 調(diào)節(jié)器44b打開，通過再循環(huán)風(fēng)扇32的驅(qū)動將空氣8供給鍋爐本體4 的燃燒器5a,利用空氣使由粉煤磨機(jī)2供給的粉煤燃料3進(jìn)行燃燒。當(dāng) 用空氣8燃燒粉煤燃料3時(shí)，在燃燒廢氣14的組成中，約70%為氮， 其余為二氧化碳C02、 SOx、水蒸氣等。該燃燒廢氣14通過用廢氣處理 手段19的集塵裝置21、脫硝裝置20、脫硫裝置22進(jìn)行廢氣處理，而 使各成分保持在環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)值以下，并從煙自24排放到大氣中。當(dāng)鍋爐本體4的收熱達(dá)到規(guī)定值時(shí)，將在氧分離裝置6中得到的氧 9供給鍋爐本體4的燃燒器5a并進(jìn)行氧燃燒，通過完全關(guān)閉流量調(diào)節(jié)器 44b并開啟流量調(diào)節(jié)器44a,將燃燒廢氣14的一部分作為再循環(huán)氣體14a 由廢氣再循環(huán)流路13供給鍋爐本體4的燃燒器5a。這樣，通過供給再 循環(huán)氣體14a，在空氣8中含有的氮的供給停止，因此燃燒廢氣14中的 氮的濃度緩慢減少。在燃燒廢氣14中殘留的氮變得可以忽略之后，調(diào) 節(jié)流量調(diào)節(jié)器26a, 26b,將導(dǎo)向煙囪24的燃燒廢氣14的一部分或者全 部供給壓縮才幾28,并回收液化二氧化碳29。并且，導(dǎo)向上述煙囪24的 燃燒廢氣14和不能用壓縮機(jī)28液化的NOx、 SOx等的廢氣成分30可 以引入混合器23中，與來自上述氧分離裝置6的大量以氮為主的氣體 10混合而被稀釋，因而可以從煙囪24排放。由此可以進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)中，基于控制鍋爐本體4的燃燒的鍋爐負(fù)荷指令35,上 述氧供給量控制器34控制氧流量調(diào)節(jié)手段1 la, 1 lb,并以通過系統(tǒng)12a， 12b由氧供給流路12向鍋爐本體4供給的氧9的流量為設(shè)定流量的方式 來進(jìn)行控制。此時(shí)，供給鍋爐本體4的氧的供給量如下述那樣來控制， 即，使在供給鍋爐本體4的合計(jì)了再循環(huán)氣體14a與氧9的全部氣體中 的氧濃度、即也包含上述再循環(huán)氣體14a中的氧(約4%)的氧濃度， 與對于現(xiàn)有的可穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣燃燒鍋爐、預(yù)先得到的供給鍋爐本體4 的全部氣體中的氧濃度相等。另一方面，將用上述入口溫度計(jì)37才企測的鍋爐本體4入口的給水 溫度和用出口溫度計(jì)39檢測的鍋爐本體4出口的蒸氣溫度傳至吸熱量 測量裝置40，另外，將來自廢氣溫度計(jì)45的燃燒廢氣溫度單獨(dú)、或者 與上述鍋爐入口溫度和鍋爐出口溫度一起傳至吸熱量測量裝置40,吸熱 量測量裝置40測量鍋爐本體4的吸熱量41，用該吸熱量測量裝置40測 量的吸熱量41輸入到再循環(huán)流量控制器43中，再循環(huán)流量控制器43 以使上述吸熱量41為目標(biāo)吸熱量42這樣來控制再循環(huán)風(fēng)扇32(再循環(huán) 流量調(diào)節(jié)手段)，調(diào)節(jié)再循環(huán)風(fēng)扇14a的再循環(huán)流量。此時(shí)，上述再循環(huán)流量控制器43以使上述吸熱量41與在現(xiàn)有的空 氣燃燒鍋爐中預(yù)先得到的可穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)吸熱量42相等這樣，來調(diào) 節(jié)再循環(huán)風(fēng)扇32,并控制再循環(huán)氣體14a的再循環(huán)流量。如上述那樣，以基于控制鍋爐本體4的燃燒的鍋爐負(fù)荷指令35的 設(shè)定值來控制供給鍋爐本體4的氧供給量，且以使鍋爐本體4的吸熱量 與現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐的情況相等這樣來控制上述再循環(huán)氣體14a的再 循環(huán)流量，因此可以使用具有可靠性的現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐的構(gòu)成.技 術(shù)來實(shí)施氧燃燒鍋爐，由此，特別是可有效地將現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐改 變?yōu)檠跞紵仩t來利用。另外，上述氧供給量控制器34可以改變上述氧流量調(diào)節(jié)手段lla, lib的開度來改變由系統(tǒng)12a， 12b供給的氧9的流量比例，因此可以改 變?nèi)紵骰鹧娴狞c(diǎn)火位置來改善鍋爐本體4的吸熱量。例如，當(dāng)增加直 接向燃燒器5a供給氧9的系統(tǒng)12b的流量時(shí)，吸熱量提高，因此優(yōu)選 將由再循環(huán)流量控制器43進(jìn)行的控制、與改變由系統(tǒng)12a, 12b供給的 氧9的流量比例的控制進(jìn)行組合來實(shí)施。另外，在上述實(shí)施例中，列舉應(yīng)用于煤焚燒爐的情況來進(jìn)行說明，由于煤含有碳、氫、氮、^琉等的揮發(fā)成分，所以產(chǎn)生C02、 NOx、 SOx 等的酸性氣體，本發(fā)明也可以應(yīng)用于以氮、硫等的含量少的天然氣和石 油作為燃料的火力發(fā)電鍋爐等，此時(shí)，可以省略上述廢氣處理手段或者 使其為小規(guī)模的裝置，或者可以進(jìn)而省略粉煤磨機(jī)2和其燃料輸送系統(tǒng) 管路32b。并且，本發(fā)明的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置不限定于上述實(shí) 施例，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)當(dāng)然能夠進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其利用氧分離裝置將空氣分離成氧和其他的以氮為主的氣體，通過將上述用氧分離裝置得到的氧和燃料在鍋爐本體中進(jìn)行燃燒來加熱給水，產(chǎn)生蒸氣，將來自鍋爐本體的燃燒廢氣至少進(jìn)行脫塵處理后，使燃燒廢氣的一部分作為再循環(huán)氣體再循環(huán)至上述鍋爐本體，該氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法將對應(yīng)于鍋爐負(fù)荷指令的設(shè)定量的氧供給上述鍋爐本體，且使用供給上述鍋爐本體的給水的入口溫度和蒸氣的出口溫度、和或鍋爐的燃燒廢氣溫度來測量鍋爐吸熱量，以使鍋爐本體的吸熱量為目標(biāo)吸熱量這樣來控制上述再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量，調(diào)節(jié)在導(dǎo)入鍋爐本體的全部氣體中的氧濃度。
2. 如權(quán)利要求1所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其中，設(shè)置將上述氧混合在再循環(huán)氣體中并供給鍋爐本體的系統(tǒng)和直接將上述氧 供給鍋爐本體的系統(tǒng)，通過變化供給兩系統(tǒng)的氧的流量比例來控制鍋爐 本體的吸熱量。
3. 如權(quán)利要求1所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其中，控制 上述再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量，以使上述鍋爐本體的吸熱量與現(xiàn)有的空 氣燃燒鍋爐的吸熱量相等。
4. 如權(quán)利要求2所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法，其中，控制 上述再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量，以使上述鍋爐本體的吸熱量與現(xiàn)有的空 氣燃燒鍋爐的吸熱量相等。
5. 氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置，具有燃料供給手段；將空氣分離 成氧和以氮為主的氣體的氧分離裝置；導(dǎo)入來自上述燃料供給手段的燃 料和來自上述氧分離裝置的氧，并通過燃燒加熱給水而產(chǎn)生蒸氣的鍋爐 本體；將在該鍋爐本體中燃燒得到的燃燒廢氣導(dǎo)向外部的煙道；在該煙 道中具有的至少進(jìn)行集塵的廢氣處理手段；使利用該廢氣處理手段處理 過的燃燒廢氣的一部分再循環(huán)至上述鍋爐本體的廢氣再循環(huán)流路，該氧 燃燒鍋爐的燃燒控制裝置具有根據(jù)鍋爐負(fù)荷指令來對供給上述鍋爐本 體的氧的供給量進(jìn)行控制的氧供給量控制器；在上述廢氣再循環(huán)流路中 具有的再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手段；測量供給上述鍋爐本體的給水溫度的入口 溫度計(jì)；測量鍋爐本體出口的蒸氣溫度的出口溫度計(jì)；根據(jù)用上述入口 溫度計(jì)測量的入口溫度和用上述出口溫度計(jì)測量的出口溫度來測量鍋 爐本體的吸熱量的吸熱量測量裝置；再循環(huán)流量控制器，所述再循環(huán)流量控制器由上述再循環(huán)流量調(diào)節(jié)手段控制再循環(huán)氣體的再循環(huán)流量，以 使利用該吸熱量測量裝置測量的吸熱量為目標(biāo)吸熱量。
6. 如權(quán)利要求5所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置，其中，代替上述入口溫度計(jì)和出口溫度計(jì)、或者與該入口溫度計(jì)和出口溫度計(jì)共同 來設(shè)置測量鍋爐的燃燒廢氣溫度的廢氣溫度計(jì)，將該廢氣溫度計(jì)的檢測 廢氣溫度導(dǎo)向上述吸熱量測量裝置來測量鍋爐本體的吸熱量。
7. 如權(quán)利要求5所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置，在上述廢氣 再循環(huán)流路上可切換地連接空氣供給系統(tǒng)，該空氣供給系統(tǒng)供給鍋爐啟 動時(shí)所用的空氣。
8. 如權(quán)利要求6所述的氧燃燒鍋爐的燃燒控制裝置，在上述廢氣 再循環(huán)流路上可切換地連接空氣供給系統(tǒng)，該空氣供給系統(tǒng)供給鍋爐啟 動時(shí)所用的空氣。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠易于應(yīng)用于現(xiàn)有的空氣燃燒鍋爐，并可以穩(wěn)定且容易地控制燃燒的氧燃燒鍋爐的燃燒控制方法和裝置。將對應(yīng)于鍋爐負(fù)荷指令(35)的設(shè)定量的氧供給鍋爐本體(4)，且由供給鍋爐本體(4)的給水的入口溫度和蒸氣的出口溫度來測量鍋爐吸熱量，以使鍋爐本體(4)的吸熱量(41)為目標(biāo)吸熱量(42)這樣來控制燃燒廢氣(14a)的再循環(huán)流量，調(diào)節(jié)在導(dǎo)入鍋爐本體(4)的全部氣體中的氧濃度。
文檔編號F23N5/00GK101336351SQ20068005171
公開日2008年12月31日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者山田敏彥, 藤森俊郎, 高野伸一 申請人:電源開發(fā)株式會社;株式會社Ihi