燃煤锅炉富氧燃烧技术发展综述及展望

2、氧浓度的不同，富氧燃烧可以分为（1）微富氧燃烧、（2）氧气喷枪、（3）纯氧燃烧、（4）空-氧燃烧4大类。5富氧燃烧(OEC)技术综述及展望1、富氧燃烧（OEC）技术概述1.2 分类（1）微富氧燃烧是直接将氧气和空气先混合，使之呈现微富氧状态，之后再送入炉膛燃烧。（2）氧气喷枪利用氧气喷枪在燃烧室内局部注入氧气。（3）纯氧燃烧是利用氧气直接取代空气。（4）空-氧燃烧是空气和氧气同时供应燃烧器燃烧。6富氧燃烧(OEC)技术综述及展望1、富氧燃烧（OEC）技术概述1.2 分类根据富氧燃烧的目的不同，富氧燃烧大体可以分作以下3类：（1）捕获CO2为目的的富氧燃烧；（2）降

3、低有害气体的排放为目的的富氧燃烧；（3）提高锅炉效率为目的的富氧燃烧。7富氧燃烧(OEC)技术综述及展望1.2 分类（1）捕获CO2为目的的富氧燃烧；8富氧燃烧(OEC)技术综述及展望1.2 分类（2）降低有害气体的排放为目的的富氧燃烧9富氧燃烧(OEC)技术综述及展望1.2 分类（3）提高锅炉效率为目的的富氧燃烧10富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.1 理论空气量11富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.2 过量空气系数在富氧条件下,由于氧气浓度的升高，在其他条件相同的情况下，同样的锅炉空气系数对于燃烧的作用

4、肯定不同。后者会激化燃烧过程,所以可以采用较低的锅炉空气系数。12富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.3 空气和燃烧产物焓值由于过量空气量的变化以及成分的变化, 以燃料单位重量所计算的空气焓值,肯定也不一样, 需要按照各个气体成分重新进行计算。其他诸如烟气容积、空气和烟气的焓值均相应变化。按照上述的原则计算的烟气焓值在相同温度下有所降低。13富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.4 理论燃烧温度空气中的氮属于惰性物质，不参与反应，但是耗费了热量。富氧条件下，由于含氮量的降低，理论燃烧温度会增加。表3是对于一台燃用

5、烟煤、过量空气系数不变,热风温度不变情况下，在不同富氧状况燃烧时，炉内各有关温度的计算结果。14富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.4 理论燃烧温度表3 富氧条件下的炉内各有关温度的变化15富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.5 炉膛出口温度有关专家以一台小型的煤粉锅炉为对象,进行了富氧条件下的计算。计算时假定燃料量不变、热风温度不变、炉膛的沾污情况不变、火焰中心高度不变。计算结果发现，随着富氧的加深，理论燃烧温度大幅度上升,而同时由于烟气的热容量降低，炉膛出口温度却有所下降。16富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2

6、、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.6 炉膛的吸传热量不考虑燃料量的变化，随着富氧程度的加深，炉内平均温度上升，炉内辐射传热量的增加，炉内传热量增加。表4是富氧条件下炉内传热量的变化17富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.7 锅炉的热效率（1）富氧和排烟损失在富氧条件下，由于氮的含量降低，排烟损失q2必然降低。通过计算分析，假定排烟温度、过量空气系数和飞灰未燃碳不变(实际上都会降低)，排烟损失的变化情况计算结果见表5。表5 富氧条件下排烟损失的变化 %18富氧燃烧(OEC)技术综述及展望2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响2.7 锅炉的热效率（1

7、）富氧和未燃碳的损失富氧燃烧由于增加了燃烧反应速度，强化了燃烧，将有利于降低未燃碳的损失。对于不同的燃烧方式,包括煤粉燃烧、层燃或流化床等方式,都是有正面的效果。19富氧燃烧(OEC)技术综述及展望3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况富氧燃烧技术从20世纪80年代提出时，主要是运用在冶金、玻璃制备等工业锅炉上，随着氧气制备技术日趋成熟，富氧燃烧技术也随之发展很快。 3.1 在日本的应用情况在日本, 先后有近20 家公司推出富氧装置。通过在以气、油、煤为燃料的不同场合进行富氧应用试验, 得到了如下结论: 用23% 的富氧助燃可节能10% 25% ; 用25% 的富氧助燃可

8、节能20% 40% ; 用27%的富氧助燃可节能30% 50% 等。20富氧燃烧(OEC)技术综述及展望3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况3.2 在德国的应用情况在德国一座马蹄型蓄炉上用27%的富氧试验，使熔化率增加了56.2%,能耗下降20%,熔化温度提高了100，环境污染明显改善。3.3 在美国的应用情况在美国一玻璃厂仅用23%富氧助燃，产量增加12.3%,节能约9%，且成品率提高3%10%，灰泡数量下降40%，炉龄延长了56个月，烟尘排放大大减少。21富氧燃烧(OEC)技术综述及展望3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况3.4 在中国的应用情况 1989年中科院大连物

9、理化学研究所和北京玻璃集团合作, 开发出”局部增氧”和”梯度燃烧”等高新技术应用于玻璃池炉, 所用富氧空气量仅有二次风量的1% 左右, 而进风量和引风量均下降了1/ 4 1/ 2 左右。玻璃质量以及利用率均有明显的提高, 延长了池炉的寿命, 改善了火焰结构, 减少了烟尘排放量，节能、增产和环保效益显著。22富氧燃烧(OEC)技术综述及展望3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况3.4 在中国的应用情况 1998年,我国中科院大连化物所在江苏阜宁化肥厂的WGC20/3.82- 1型燃煤蒸汽锅炉安装了一台富氧膜法装置进行助燃，通过检测部门的检测发现，富氧设备性能稳定，炉膛温度提高

10、 90，平均节能大于11%，最高达16.2%。23富氧燃烧(OEC)技术综述及展望3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况3.4 在中国的应用情况24富氧燃烧(OEC)技术综述及展望4、富氧燃烧技术在电站锅炉上的研究进展 4.1 加拿大建成了0.3MW煤粉富氧燃烧试验系统加拿大能源技术中心于1994 年建成了一个0.3MW的煤粉炉富氧燃烧试验系统，用于煤粉燃烧的火焰、传热与污染物的排放等特性研究。4.2 日本在100MW示范电站中使用了富氧燃烧技术日本石川岛播磨公司在100MW示范电站中使用了富氧燃烧技术，该系统还采用了排烟热交换器，试验结果显示脱硝和脱硫效率分别达到了 70%和9

11、0%以上，占地面积也只有原来的约50%。25富氧燃烧(OEC)技术综述及展望4、富氧燃烧技术在电站锅炉上的研究进展 4.3 德国建设了30MW富氧燃烧锅炉示范电厂 2008年，德国勃兰登堡州的斯普莱贝格试验电厂是全球首个演示富氧燃烧技术捕捉和储存二氧化碳的试验电厂。这个由阿尔斯通提供富氧燃烧锅炉技术的30MW粉煤示范电厂，配备了从氧气生产一直到二氧化碳提纯与压缩在内的完整富氧燃烧链所需的全部组件。 2008年9月9日，试验电厂正式投产，起动深入的测试程序（包括主要试验使用褐煤和烟煤两个测试阶段）。该试验电厂将为2015年建设的 200300MW演示电厂奠定良好的技术基础。26富氧

12、燃烧(OEC)技术综述及展望4、富氧燃烧技术在电站锅炉上的研究进展 4.4 我国在某150t/h煤粉锅炉上的应用情况中南大学2006年在一台150t/h煤粉锅炉上，设计膜法富氧局部助燃系统，并将局部富氧助燃技术应用于煤粉锅炉的工业试验。结果表明：局部富氧助燃技术的应用，能有效地解决炉膛结焦和高温腐蚀问题；提高低负荷不投油稳燃能力；燃用贫煤时，可以在50%额定负荷下断油稳燃；大渣及飞灰可燃物含量降低，排烟热损失减少1.2%，锅炉实测热效率比常规运行方式下的热效率提高 2.5%以上。27富氧燃烧(OEC)技术综述及展望4、富氧燃烧技术在电站锅炉上的研究进展综上所述，由于富氧制备装置

13、目前还没有实现大型化，而且由于装置运行成本高等原因，目前该装置还没有真正发展到工业应用阶段。这，也是目前制约富氧燃烧技术工业应用的重要原因之一！但是，富氧燃烧技术的分步实施项目- -综上所述，由于富氧制备装置目前还没有实现大型化，而且由于装置运行成本高等原因，目前该装置还没有真正发展到工业应用阶段。这，也是目前制约富氧燃烧技术工业应用的重要原因之一！但是，富氧燃烧技术的分步实施项目- -富氧微油点火技术富氧微油点火技术却得到快速发展。却得到快速发展。28富氧燃烧(OEC)技术综述及展望5.富氧微油点火技术的应用现状5.1 煤粉锅炉点火技术的发展回顾与现状（1）大油枪点火技术（

14、2）等离子点火技术（3）微油（小油枪）点火技术（4）富氧微油点火技术5.富氧微油点火技术的应用现状5.1 煤粉锅炉点火技术的发展回顾与现状（1）大油枪点火技术（2）等离子点火技术（3）微油（小油枪）点火技术（4）富氧微油点火技术29富氧燃烧(OEC)技术综述及展望5.富氧微油点火技术的应用现状5.2 富氧微油点火技术的优势5.富氧微油点火技术的应用现状5.2 富氧微油点火技术的优势富氧微油点火技术的优势:1）燃油燃烬度高（99.9%）；2）煤种适应性强（能点燃烟煤、贫煤、无烟煤）；3）炉型适应性强（可应用于四角切圆锅炉、对冲燃烧锅炉、W型锅炉）；4）点火初期即可同步投运电除尘等环保装

15、置；5）稳燃时不会产生油污污染环保装置。30富氧燃烧(OEC)技术综述及展望5.富氧微油点火技术的应用现状5.3 富氧微油点火技术的应用现状5.富氧微油点火技术的应用现状5.3 富氧微油点火技术的应用现状目前，目前，章丘发电厂、潍坊发电厂、青岛发电厂、莱城电厂、河北国电衡丰电厂（墙式）、华能聊城发电厂、重庆九龙发电厂、国电成都金堂发电厂、大唐阳城发电厂（W型炉）等电厂已经采用了富氧微油点火技术。31富氧燃烧(OEC)技术综述及展望6.富氧燃烧技术在电站锅炉的发展展望6.1 6.富氧燃烧技术在电站锅炉的发展展望6.1 在点火稳燃领域将与等离子点火、微油点火均分天下6.2 6.2 将在提高锅炉效率方面发挥重要作用6.3 6.3 富氧燃烧技术将开启清洁燃烧新时代32富氧燃烧(OEC)技术综述及展望7. 建议7.1 大力推广富氧微油点火技术提高锅炉低负荷稳燃能力进一步优化锅炉运行方式、降低发电油耗7.2 积极推进富氧燃烧技术在提高炉效方面的示范工程7.3 加大膜法制氧关键设备的研发力度迎接锅炉富氧燃烧新时代7. 建议7.1 大力推广富氧微油点火技术提高锅炉低负荷稳燃能力进一步优化锅炉运行方式、降低发电油耗7.2 积极推进富氧燃烧技术在提高炉效方面的示范工程7.3 加大膜法制氧关键设备的研发力度迎接锅炉富氧燃烧新时代谢谢！谢谢！Thanks! Thanks!

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