1 前言
研究表明，人类活动造成的CO2排放是造成气候变暖的主要因素[1-3]，哥本哈根气候变化大会之后，全球应对气候变化形势更是对我国提出了严峻的挑战，在未来能源战略中必须考虑减缓CO2排放。我国碳排放量的70%来自于燃煤，并且我国以煤炭为主的能源消费结构长期以煤为主[4]，因此控制煤炭燃烧过程中产生的CO2是问题的关键，研究CO2减排技术势在必行。
富氧燃烧，是指一种在现有燃煤发电技术基础上，将空气中的O2和N2分离，用高纯度的氧气与循环烟气混合代替助燃空气，采用烟气循环调节炉膛内的介质流量和传热特性，并获得高浓度CO2的烟气，分离捕集烟气中的CO2实现永久封存或资源化利用，实现大规模化CO2富集和减排。该技术不仅便于回收烟气中CO2，还能大幅度地减少NOx、SO2和颗粒物排放，实现污染物的一体化协同脱除，是一种近“零”排放的清洁燃煤利用技术。
国内关于富氧燃烧的研究始于上世纪90年代末。为应对气候变化，近年来，国内关于富氧燃烧技术的研究开发呈现加速趋势。国内部分高校都已开展了不少相关的基础研究和技术开发。
富氧燃烧条件下的产物和传热特性与常规的空气燃烧条件有很大区别，因此开发适用于富氧燃烧的锅炉是非常有必要的。
2 富氧燃烧技术简介
富氧燃烧技术的简易流程如下图1所示，通过空气分离设备分离出高纯度的氧气，将燃料、氧气与经过除尘、脱水后的烟气一起送入炉膛组织燃烧，经多次循环平衡之后，可以获得高浓度二氧化碳的烟气，燃烧干烟气中CO2含量可达到80%以上，再经过简易的压缩纯化过程即可达到95%以上，以满足大规模管道输送和存储的需要。这种新型燃烧方式与现有电站燃烧方式在技术具有良好的承接性，可用于现有电厂改造和新建电厂。
与常规空气燃烧系统相比，富氧燃烧系统需要增加空气分离设备、烟气冷凝器以及二氧化碳压缩纯化设备等。空气分离设备的主要作用是将空气中的O2、N2等进行分离，从而获得高纯度的氧气。烟气冷凝器可以降低烟气中的水分。二氧化碳压缩纯化设备是CO2收集利用的必需设备，烟气经二氧化碳压缩纯化设备处理之后，可以得到液化的二氧化碳，便于后续利用和处理。
富氧燃烧技术的优点是能够提高烟气中CO2的浓度，从而使得CO2更容易利用和处理，可以有效的减少燃煤电站的CO2排放，利于保护环境。
35MW富氧燃烧煤粉锅炉的设计是属于国家科技支撑计划项目《35MW富氧燃烧碳捕获关键技术、装备研发及工程示范》项目中的子课题一：富氧燃烧关键技术与装备研发及示范。
锅炉采用富氧燃烧方式，同时要求兼顾常规空气燃烧方式。
3.1 设计煤质
