[原创] 局部增氧助燃技术用于窑炉节能减排（二）

超神王

局部增氧助燃技术介绍
      局部增氧助燃技术是富氧喷嘴和“对称燃烧”、“α型燃烧”、“S型燃烧”、“四角燃烧”等与炉窑、燃料及产品等匹配的高新技术。
      富氧喷嘴的设计原则是使富氧加在产品最需要的地方。

喷嘴的位置:上、下、左、右、前、后
形状:圆形、环形、扁形
材质:金属、非金属、特殊材料
面积：与炉况、产品等匹配
扩散角: ±500
      
     以上需综合考虑,才能获得最佳效益。
2013年为燕山石化120吨油气混烧炉设计的对称燃烧技术（见下图）


对称燃烧时富氧喷嘴的设计要求（如下图）



对称燃烧技术适用于一般炉膛对称的锅炉，如燃油燃气炉和某些煤粉炉。采用对称燃烧技术能使燃料在炉膛中心强化燃烧,提高火焰温度,使得辐射热显著增加，由于辐射热与火焰温度和水冷壁管温度的四次方之差成正比。
     α型燃烧、S型燃烧、分级燃烧、推迟燃烧和四角燃烧技术适用于某些煤粉炉、抛煤机炉、循环流化床锅炉、沸腾炉和链条炉等，目的是强化扰动、使燃料和烟气在炉膛中的停留时间更长，从而能充分燃烧，放出更多的有效热量。

“α”形燃烧火焰动量计算示意图（见下图）




抛煤机炉膛示意图（见下图）



富氧喷嘴和预热器布置示意图






典型的循环流化床锅炉原理图（见下图）

循环流化床锅炉的特点：1、低温的动力控制燃烧  2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程（包括燃料、残炭、脱硫剂和惰性床料等） 3、高强度的热量、质量和动量传递过程。

循环流化床锅炉的优点：1、燃料适应性广（燃料仅占床料的1%~3%，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。） 2、燃烧效率高（循环流化床锅炉的燃烧效率通常在97.5%~99.5%范围内）3、高效脱硫  4、氮氧化物排放低  5、燃烧强度高，炉膛截面积小

二次风管布置示意图
对于流化床,我们采用独特的射流技术
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二次风管布置示意图



分级燃烧原理示意图



可行性分析及怎样实施
      技术上可行:经过十多年的不断创新和完善和数十家工业用户的实际应用证明，其技术十分成熟、可行,正如用户使用了2年后的总结:仅预热系统和富氧喷嘴与锅炉接触, 对锅炉的性能和安全无任何影响。
      综合效益显著:根据数十家用户的实际应用证明，具有增产、提高产品品质、节能。一般不到一年就能收回全部投资,而且延长炉龄、稳定炉况、有利环保等。
      现场实施容易:现场实施改造和运行是比较简单的,仅需在锅炉附近增设一套膜法富氧助燃系统即可,关键是预热系统和富氧喷嘴的设计.对锅炉操作者来说，则有近乎换了一台新设备的感觉，既能减轻他们的劳动强度,又能改善他们的工作环境。
      胜利油田23吨样板注汽炉的应用结果,相当于220T左右锅炉的热效率,排烟温度下降了21.5度,CO下降90%,空气过剩系数下降0.09,排烟氧含量仅3.5%。

富氧助燃的典型工艺流程



典型应用实例
      利用局部增氧来强化原有锅炉的火焰特性，既使燃料在炉膛的停留时间更长，又使燃料更充分、更完全地燃烧。目前在燃油、燃气和燃煤锅炉上应用均取得重大进展。
      江苏阜宁化肥厂20吨燃煤发电锅炉采用局部增氧助燃技术，这是当时国内外首次采用.富氧量200 Nm3/h,上富氧后先进行了72小时的试验验收,平均节煤10.98%,又进行了168小时的测试，平均节煤11.04%,比验收时的效果还好，这说明司炉工越来越熟练的掌握了该项高新技术操作。
运行小结
1)   该装置工艺简单 ,设备运行平稳可靠 ,不必配备专职操作人员 ，从投运到现在 ,该系统尚未出现过设备问题 ,维修费用几乎为零;
2)  仅预热系统和富氧喷嘴与锅炉接触 ,对锅炉的性能和安全无任何影响;
3)   一般可使富氧燃烧区温度升高 150℃左右 ,整个炉膛温度升高 50℃左右;
4)  膜法富氧助燃节能装置属静态操作 ,富氧空气量仅在锅炉蒸发量大幅度波动时加以适当调节;
5)  在富氧技术上马后 ,由于大大改善了炉内燃烧状况 ,锅炉的负荷能力有较大提高 ,这对保证全厂对蒸汽的需求发挥了重要作用
效益分析
经过两年多的运行表明 ,膜法富氧助燃节能装置起到了提高吨煤产汽量 ,节煤、节电 ,提高锅炉出率的效果:
1、年节煤2142t,经济效益达 60多万元 ；
2、节电率大于 10%,全年节电 7 万多度 ；
3、锅炉出率提高1 0 %左右 ,这对稳定全厂生产工况作用显著 .统计表明 ,全厂因蒸汽波动影响生产台时 ,1998年下半年比上半年减少了 186个,多产氨 55.8t,效益11万多元；
4、还具有稳定锅炉工况 ,减少大气污染、延长锅炉寿命等效果 ,综合效益十分显著。

     2014年12月我们在瓦轴集团2台35吨抛煤机发电锅炉上成功实施局部增氧助燃技术等,这是目前国内外首次采用。结束了10多年该集团烟囱冒黑烟被罚款的历史，林格曼黑度从2级多平均降到1级以下，而且节能率高达14%以上，即每天可节约三十多吨煤，综合效益十分显著.





一般说来, 局部增氧助燃技术,用于发电锅炉，如煤粉炉、抛煤机炉、循环流化床炉、链条炉等，对燃油燃气炉效果更好!具有：节能、增产、稳定炉况、延长炉龄、减少环境污染等综合效果！是一项日趋成熟的高新技术, 一般应用都具有显著的经济效益和社会效益，相信不久的将来膜法富氧的应用会越来越广！

JamesChinaLAPAR

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