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1、最新版富氧稳燃节油技术介绍一、前言火力发电厂的燃煤发电机组，锅炉的调试、启、停及低负荷稳燃，采用燃烧重油或柴油的方法，在目前及未来燃油价格高昂的趋势下，大量的燃油消耗，严重影响企业的经济效益。为此，许多国家的高等院校、研究机构、企业，投入大量的精力、财力，进行相关技术研究，取得了相当的技术进步及科技成果。在各种技术推陈出新的过程中，详细考察、研究各种点火稳燃技术，针对各种煤种、各种制粉方式、各种燃烧方式、各种炉型，优先考虑不涉及锅炉燃烧器的任何主体结构改造、不影响燃烧器的任何主体技术参数、最大限度降低节油技术风险的基础上，创造、领先性地推出具有广泛适应性的新型富氧点火及稳燃节油技术。富氧点火及
2、稳燃节油技术，是一项通过富氧气体，使煤粉可靠燃烧替代燃油稳燃的新型技术。通过投入富氧气体进行安全可靠稳燃由油枪、或微油（气）机构短时间即瞬态投运点火，使原有的煤粉燃烧器，直接成为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，满足锅炉启、停或低负荷运行过程中的安全、可靠稳燃要求，进而实现大幅度节油目标。富氧点火及稳燃节油技术，对燃用贫煤、烟煤、褐煤、无烟煤等各煤种、各燃烧方式、各炉型，具有优良的适应性。采用富氧点火及稳燃节油技术，可实现在锅炉启停、调峰低负荷运行状态下，实现最佳的节油效果。具有投资少、煤种适应性广、运行稳定、系统简单、操作方便等优点；能大幅度节约燃油采购、运输、储存、运行、管理等成本开支。由于独
3、具特色的节油无需更换煤粉喷口技术方式，因而，富氧点火及稳燃节油技术，可低成本、低投资、低风险地，完成煤粉锅炉机组的节油技术改造。并可分阶段完成点火及稳燃点、氧气源配置，投资伸缩性极佳，非常适合各电厂的节油技改。在基建机组上应用，不仅降低油枪油耗，可以节约几千吨的调试用油，还可减少储油罐的容量，减少建设油系统的占地，节约上千万的基建初期投资。二、传统节油技术的应用综合评估目前，常用的节油或节气点火稳燃装置有等离子、高温空气、小油枪（气化小油枪、或雾化小油枪）等几种。1、等离子点火稳燃技术 较多电厂煤粉锅炉采用，应用成熟。单点及系统设备昂贵、投资较高。切圆四角燃烧锅炉，价格范围内，仅四角 4 点配
4、置（由于燃油价格高昂，近期逐步采用投资更为高昂的双层布置方式），对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，阴极阳极烧损严重，需频繁更换阴极、阳极，颇为麻烦，一旦故障即影响电站锅炉的安全可靠运行，并消耗较多的贵重钨等战略物资材料；使用大功率电源，价格昂贵、电耗及运行检修费用较高。燃用低热值煤种时，油耗依然较高。个别电厂效果不佳，被拆除恢复为原油枪点火稳燃。总的看来，用户不信任成分在增加。2、小油枪点火稳燃技术（气化小油枪、或雾化小油枪）较多电厂煤粉锅炉采用，应用逐步成熟。单点及系统设备价格相对较低、运行维护简单。切圆四角燃烧锅炉，价格
5、范围内，仅四角 4 点配置（新近个别采用双层布置），对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，需更换燃烧器一次风煤粉喷口，由于牵涉锅炉复杂空气动力场、温度场的运行特性，实际煤种煤质、炉型、炉况的千差万别及动态变化，应用推广过程中容易出现理论与具体实践不一致，投资及技术风险略高；需连续投油实现稳燃、动态调节范围较窄，个别用户使用情况不佳，年油耗仍然较高（由于供应煤质的波动，实际单只油耗已由 2045Kg/h，调整为 150 450Kg/h ）。在没有出现新型富氧点火及稳燃设备之前，相对技术经济性能较优。3、高温空气无油点火稳燃技术个别
6、电厂煤粉锅炉采用，应用逐步成熟。单点及系统设备价格相对较低、运行维护简单。切圆四角燃烧锅炉，价格范围内，仅四角 4 点配置，对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，鉴于空气加热的温度，本身受金属许可壁温的限制，且空气本身热容量较低，煤质越差、含水量越高，其热容量越大，高温空气随时可能无法将煤粉加热至燃点而将其点燃，点火失败几率较高。应用受煤质影响较大，煤种适应性较差。应用推广缓慢。三、传统节油技术的结构模式从技术机理角度进行剖析，传统节油技术，无论采用电、燃油作为点火功率，均通过逐级放大方式，实现煤粉的节油点火及运行稳燃。四、传统
7、节油技术的弊端分析传统节油技术，由于技术机理限制，因而决定了其具体应用方式上，存在无法回避的弊端：1、煤种应用范围有限，难以适应实际供应煤种的调整。技术机理本身的限制，无烟煤、贫煤，技术实现困难。并且，动态调整范围较窄。其特殊结构的逐级放大点火稳燃结构，均针对特定煤种设计，以期实现稳定的工作运行状态，一旦煤种偏差，则明显出现着火不稳定、熄火、着火困难，或者是结焦结渣、烧损等问题。为保证预期的节油效果，要求保证运行煤种稳定，无疑会对运行煤种的供应、采购，增添较大的经济、管理成本及负担。2、需更换燃烧器为特殊结构，否则无法实现其预期的节油技术效果，投资及技术风险较高。由于牵涉锅炉复杂空气动力场、温
8、度场的运行特性，实际煤种煤质、炉型、炉况的千差万别及动态变化，具体应用推广过程中，容易出现理论与具体实践不一致，存在投资及技术风险较高的问题；3、设备本体价格偏高。更换燃烧器本身工艺技术成本昂贵，由此必然导致其设备本体价格明显偏高。4、节油效果有限。设备本体较高偏高，只能有限层点布置使用，燃烧器其他煤粉喷口的点火稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。5、应用范围有限。特定炉型及燃烧类型，如 W 火焰锅炉，实际应用，将涉及水冷壁的重新开孔改造，以及锅炉流场、温度分布设计等核心技术问题，不适合采用。五、富氧点火及稳燃技术简介1、富氧稳燃系统设备的节油技术原理对于直流、旋
9、流燃烧器，富氧稳燃系统设备，先进、创造性地利用富氧气体，在锅炉调试、启动点火、调峰、停机等非正常状态，容易发生煤粉燃烧器灭火的低负荷时，通过向稳燃回流区内注入富氧气体（可由油枪瞬态投入进行点火），流经煤粉燃烧器稳燃回流区附近的局部顺流区域，进而区域内煤粉的燃烧速度、燃烧温度大大提高，确保稳燃回流区的高温状态，并由此形成狭长高温烟气带，使稳燃回流区的烟气温度，进入顺流区混合后，始终高于煤粉着火温度，避免了高水分、煤质波动、低负荷等状况下导致煤粉燃烧器的灭火，实现该煤粉燃烧器的节油可靠稳燃，并在稳燃回流区域以外，对顺流沿程周边的煤粉进行持续加热，使煤粉达到燃点而可靠着火，并进而强化燃烧，降低灰渣残
10、碳量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效率运行，有效防止由于高水分、煤质波动、低负荷导致锅炉灭火的重大安全事故。对于 W 火焰型锅炉，在锅炉调试、启动点火、调峰、停机等非正常状态，容易发生煤粉燃烧器灭火的低负荷时，沿炉心侧煤粉流场方向，通过向煤粉燃烧器附近的局部折焰区域注入富氧气体（可由油枪瞬态投入进行点火），进而局部区域内煤粉的燃烧速度、燃烧温度大大提高，确保局部折焰区域的适度高温状态，使局部折焰区域的烟气温度，在煤粉进入混合后，始终高于煤粉着火温度，避免高水分、煤质波动、低负荷等导致煤粉燃烧器的灭火，实现该煤粉燃烧器的节油可靠稳燃，并进而强化燃烧，降低灰渣残碳量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效
11、率运行，有效防止由于高水分、煤质波动、低负荷导致锅炉灭火的重大安全事故。这样，仅需需短时间即瞬态投入油枪进行点火，就可避免长期性的投油枪进行稳燃，使原有的煤粉燃烧器，直接成为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，满足锅炉启、停或低负荷过程中的安全、可靠稳燃要求，实现大幅度节油目标。2、富氧微油（气）点火稳燃系统设备的技术原理 对于直流燃烧器、旋流燃烧器，SL 富氧微油（气）点火稳燃系统，领先、创造性地利用燃油或燃气燃烧产生的高温烟气，流经一次风煤粉喷口稳燃回流区附近的局部顺流区域，或进一步完全燃烧，这样形成的狭长高温烟气带，对顺流相遇的富氧气、浓相煤粉进行持续加热，使煤粉达到燃点而着火，由于富氧气体浓
12、度高、反应快、燃烧温度高，使稳燃回流区迅速达到高温状态，迅速加热引燃整个喷口的一次风煤粉，实现该燃烧器一次风煤粉喷口的可靠点火。在锅炉启动点火、调峰容易发生一次风煤粉喷口灭火的低负荷时，通过向稳燃回流区内注入富氧气体、或者同时注入高热燃烧烟气，进而区域内煤粉的燃烧速度大大提高，使稳燃回流区的烟气温度，进入顺流区混合后，始终高于煤粉着火温度，确保稳燃回流区的高温状态，避免了高水分、煤质波动导致燃烧器一次风煤粉喷口的灭火，实现该燃烧器一次风煤粉喷口火焰的可靠稳燃，有效防止由于高水分、煤质波动导致锅炉灭火的重大安全事故。3、选型原则A、富氧稳燃系统设备B、富氧微油（气）点火稳燃系统设备C、富氧微油（
13、气）点火稳燃系统设备+富氧稳燃系统设备完全取决于锅炉燃烧器本身的结构（有相应足够安装空间）,以及相应投资预算。4、采用富氧点火及稳燃节油技术的可行性（1）对锅炉发电机组的影响A、对燃烧器空气动力学特性及参数的影响富氧点火及稳燃喷口，本身结构尺寸较小，可通过燃烧器原有结构，如直流燃烧器的稳燃钝体、水平浓淡燃烧器的出口隔板（或稳燃钝体）；如旋流燃烧器的中心油枪开孔间歇；如 W 火焰燃烧器的周边间歇，进行可靠安装运行。不影响燃烧器的空气动力学特性及参数。B、对油火焰检测器、主火焰检测器的影响富氧点火及稳燃喷口，均选择安装在远离油火焰检测器、主火焰检测器一侧，不影响油火焰检测器、主火焰检测器的工作特性
14、。（避免燃烧烟气特性变化造成影响）C、对燃烧器壁面温度的影响富氧点火及稳燃喷口，仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，且富氧气流本身具有一定的动量，使稳燃回流区及煤粉流保持适度的燃烧温度以稳定着火，不会导致煤粉的着火提前或延迟，使燃烧器超温、结焦结渣或烧损。且仅在锅炉启停或低负荷调峰时投用，锅炉满负荷运行、或高于预设稳定负荷之时，为停用状态，故而，对燃烧器各壁面材质，均无导致运行超温的可能。D、对 NOx 排放的影响 富氧点火及稳燃喷口，仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，且富氧气流本身具有一定的动量，使稳燃回流区及煤粉流，保持适度的燃烧温度以稳定着火，相对于一次风煤粉低于其理论空气
15、量，整体仍处于缺氧状态，不会导致锅炉的 NOx 增量排放。必要时，可作适度配风调整，通过分级燃烧方式，降低 NOx 排放。（2）、富氧点火及稳燃技术的先进性富氧稳燃、富氧微油（气）点火稳燃，节油技术机理先进，动态调节范围较宽，容易实现无烟煤、贫煤的可靠点火稳燃，对煤种、煤质的适应性优越。并且，富氧稳燃、富氧微油（气）点火稳燃，有利于强化燃烧，降低灰渣残碳量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效率运行。针对各种燃烧器及锅炉类型，安装应用简单，不影响燃烧器的性能技术参数，技术风险较低。对于多种燃烧器及锅炉类型的电厂，可避免节油系统设备种类过多，方便设备的运行、维护、检修及管理。且设备本身结构简单，价格范
16、围内，可低廉实现任意层（点）的节油安全稳燃，技术经济性优于其它技术方式。（3）、系统设备投资（与等离子、小油枪相比较）相同点层，如 2 层 8 点安装： 等离子 小油枪 富氧（配置液氧储槽）等离子 富氧（配置液氧储槽及空分制氧机） 小油枪 等离子、小油枪 2 层 8 点安装，富氧等效或全层安装：等离子 小油枪 富氧（配置液氧储槽） 等离子 富氧（配置液氧储槽及空分制氧机） 小油枪特别说明：等效或全层安装，有利于调峰状况下，确保上层燃烧器的安全投运，从而保证主汽的温度、压力，使锅炉发电机组的效率，在较高水平点运行。（4）富氧点火及稳燃设备与小油枪技术的节油效果比较A、小油枪技术a、锅炉热备用状态下的启动当锅炉在热备用状态下进行启动点火时，如果具备送粉条件，在现有热风温度下即可直接进行投粉点火，小油枪将一直伴烧至正常脱油工况为止。此时的节油量为：大油枪出力（如 1600kg/h）大油枪应投运时间 t 油枪数量m1小油枪出力（60kg/h）小油枪投运时间 t 油枪
