[发明专利]具有三个燃烧区域的燃氧型锅炉单元和其操作方法

权利要求书

1.一种燃氧型锅炉单元，包括：

燃炉，其用于燃烧燃料并用于排出由于燃烧而产生的烟道气，所述燃炉具有第一燃烧区域、第二燃烧区域和第三燃烧区域；

空气分离单元，其用于接收空气并用于从所述空气中分离出的氧气；

至少一个管道，其用于使所述分离出的氧气的第一部分与第一烟道气流混合以形成其中具有第一预定氧气含量的第一氧化剂流，用于使所述分离出的氧气的第二部分与第二烟道气流混合以形成其中具有第二预定氧气含量的第二氧化剂流，并且用于将所述分离出的氧气的第三部分引导至所述燃炉的第一、第二和第三燃烧区域，以用于燃料的燃烧，其中所述管道将所述第一氧化剂流引导至所述燃炉的所述第一燃烧区域，并且将所述第二氧化剂流引导至所述燃炉的所述第一、第二和第三燃烧区域；和

控制器，其通过促使第一量的所述分离出的氧气的第三部分发送给所述第一燃烧区域，第二量的所述分离出的氧气的第三部分发送给所述第二燃烧区域，并且第三量的所述分离出的氧气的第三部分发送给所述第三燃烧区域，而对所述燃炉进行燃烧区域化学计量学控制，所述第一量、所述第二量和所述第三量基于下者之间的差异进行确定：针对所述第一、第二和第三燃烧区域中的燃料燃烧所规定的氧气总量，以及所确定的在所述第一氧化剂流和所述第二氧化剂流中的氧气量。

2.根据权利要求1所述的锅炉单元，其特征在于，所述控制器配置成：

通过从对于燃烧相应燃烧区域中的燃料所规定的氧气含量中减去包含在流向相应燃烧区域的所述第一氧化剂流和/或所述第二氧化剂流中的氧气含量，从而产生所述第一、第二和第三燃烧区域中的各个燃烧区域的氧气需求；和

基于所述氧气需求将第一量、第二量和第三量的第三部分氧气供给所述第一、第二和第三燃烧区域。

3.根据权利要求2所述的锅炉单元，其特征在于，第一规定的氧气含量在体积方面介于所述第一氧化剂流中的物质的15％至23％之间，并且第二规定的氧气含量在体积方面介于所述第二氧化剂流中的物质的15％至23％之间。

4.根据权利要求3所述的锅炉单元，其特征在于，所述控制器配置成：

通过燃烧区域化学计量学控制而控制所述分离出的氧气的第三部分的分配；和

控制所述分离出的氧气的第一和第二部分，从而确保所述第一氧化剂流和所述第二氧化剂流分别具有所述第一规定的氧气含量和所述第二规定的氧气含量；

确定所述分离出的氧气的第三部分的第一量、第二量和第三量，使得所述燃炉排出的烟道气将具有第三规定的氧气含量。

5.根据权利要求4所述的锅炉单元，其特征在于，所述第三规定的氧气含量在体积方面介于所述烟道气中的物质的1％至10％之间。

6.根据权利要求1所述的锅炉单元，其特征在于，包括：

加热器，其用于在将所述第一氧化剂流和所述第二氧化剂流馈送给所述燃炉之前加热所述第一氧化剂流的一部分和所述第二氧化剂流的一部分。

7.根据权利要求6所述的锅炉单元，其特征在于，包括：

管道，其用于促使所述第一氧化剂流的第二部分绕过所述加热器，并在所述加热器的下游与所述第一氧化剂流的第一部分合并。

8.根据权利要求1所述的锅炉单元，其特征在于，所述燃炉包括：

多个轴向间隔开的燃烧器，其定位在所述燃炉的第一燃烧区域中，各个所述燃烧器接收发送给所述第一燃烧区域的所述第一氧化剂流的相应部分。

9.根据权利要求1所述的锅炉单元，其特征在于，所述控制器配置成：

控制所述空气分离单元所分离的空气量，使得所述空气分离单元所分离出的氧气量等于或大于通过从所述第一烟道气流和所述第二烟道气流中的氧气总量中减去用以燃烧燃料的氧气总量而确定的量。