[实用新型]一种循环流化床锅炉氢气燃烧零碳排放改造系统

说明书

本实用新型公开了一种循环流化床锅炉氢气燃烧零碳排放改造系统，氢气升压泵的出口及混合风箱的出口均与氢气与流化风室相连通，氢气与流化风室的上部与循环流化床锅炉的炉膛底部相连通，二次风管道经过第一个空气预热器的吸热侧与二次风喷嘴的入口相连通，二次风喷嘴穿过循环流化床锅炉的炉墙，一次风管道的出口经过第二个空气预热器的吸热侧与混合风箱的入口相连通；第一个空气预热器及第二个空气预热器沿烟气流动方向依次设置于锅炉尾部烟道内，锅炉尾部烟道上设置有抽烟气口，其中，所述抽烟气口与混合风箱的入口相连通，该系统能够实现改造后燃烧、传热及设备匹配的问题。

技术领域

本实用新型属于火力发电技术领域，涉及一种循环流化床锅炉氢气燃烧零碳排放改造系统。

背景技术

我国电力工业起步晚，走的是技术引进、消化吸收、改进再创新的发展道路。在我国煤电结构体系内，300MW等级亚临界机组的数量最多，其中服役年限在20年以内的占比达到82.8％，这批机组近年将达到设计寿命。相比于发达国家，其电力工业起步早、机组服役时间长，全球范围内煤电机组平均服役30年以上的超过24％。日本近50％的煤电机组服役年限为30～39年，25％的煤电机组服役年限超过40年。美国燃煤发电厂的平均使用年限为42年，有11％的发电厂运行年限超过60年。由此可知，机组在达到设计寿命后通过延寿改造，仍可以长期安全、稳定运行，为社会和企业带来大量的边际效益。因此，现役燃煤火电机组未来的延寿改造是我国电力行业需要面对的问题之一。循环流化床锅炉是我国燃用劣质燃料的主力炉型，在火力发电领域占有非常重要的地位，经过多年的发展，300MW、600MW等级机组陆续建成投产，未来必然面临升级延寿的问题。

近年来，世界范围内的能源结构都在发生巨大的调整，可再生能源的比例逐年提升，这一点在我国的电力结构中尤为明显，可再生能源的发展可以用高速来形容。可以预见，未来世界的能源必然是可再生能源。氢能作为时下热门的研究方向，已成为未来能源重要的备选方案之一。通过各种方法制氢、储氢，再将其重新转化为高品质的电能是一条可行的技术路线。

一方面是挖掘现役循环流化床机组的剩余价值，避免资源的浪费，另一方面是氢能的大规模转化。而将两个问题耦合起来解决，即将现役循环流化床机组的设备大部分利旧，实现氢燃料发电，则可同时满足上述两方面的需求。

将氢气作为燃料燃烧的锅炉设备在化工行业有应用的案例，但其规模小、系统简单，目前主要以回收废气、余能利用的形式存在。而在火电行业大规模应用还未见报道。从氢气的燃烧特性来讲，其火焰传播速度快、燃烧强度高，要想与火电机组耦合，需解决燃烧、传热、设备匹配的技术问题。对于循环流化床机组而言，其炉膛内存在大量的流化状态的床料，可以实现小尺度燃烧的效果，氢气燃烧产生的热量可以迅速传递到床料中，相比与将热量传递给烟气明显要快得多，因此，可避免氢气燃烧的震荡和高温。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种循环流化床锅炉氢气燃烧零碳排放改造系统，该系统能够实现改造后燃烧、传热及设备匹配的问题。

为达到上述目的，本实用新型所述的循环流化床锅炉氢气燃烧零碳排放改造系统包括氢气升压泵、混合风箱、氢气与流化风室、循环流化床锅炉、二次风管道、一次风管道、锅炉尾部烟道及两个空气预热器；

氢气升压泵的出口及混合风箱的出口均与氢气与流化风室相连通，氢气与流化风室的上部与循环流化床锅炉的炉膛底部相连通，二次风管道经过第一个空气预热器的吸热侧与二次风喷嘴的入口相连通，二次风喷嘴穿过循环流化床锅炉的炉墙，一次风管道的出口经过第二个空气预热器的吸热侧与混合风箱的入口相连通；

第一个空气预热器及第二个空气预热器沿烟气流动方向依次设置于锅炉尾部烟道内，锅炉尾部烟道上设置有抽烟气口，其中，所述抽烟气口与混合风箱的入口相连通。

二次风管道上设置有二次风机。

一次风管道上设置有一次风机。