發(fā)展趨勢
近年來,燃燒機生產(chǎn)廠家為了進步產(chǎn)品的競爭力,在節(jié)能、燃料多樣化、自控、點火能量等幾個方面做了很多工作.其發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面:
1、進一步進步節(jié)能效果。特別是大型燃燒機要求實現(xiàn)低空燃比燃燒和可變火焰特性(包括火焰外形、大小、溫度)的燃燒。
2、燃燒機不僅能燒各種熱值的燃?xì)猓磕苋驾p油和重油使其能燃料多樣化。
3、在空燃比的補償自動調(diào)控技術(shù)應(yīng)用方面有較大的進展;更安全并實現(xiàn)全面自診斷和具有聯(lián)網(wǎng)與通訊功能的程控器.進一步得到推廣應(yīng)用。
4、抗積炭、抗結(jié)焦的高能點火裝置進步得到推廣應(yīng)用?,F(xiàn)有點火裝置電流小、電壓高(20mA, 8000~17000V 1,屬小能量點火裝置。兩電極間間隔一般為3~5mm,同時電極在高溫下變形,會改變放電間隔,且易結(jié)焦積炭.需經(jīng)常調(diào)節(jié)和清洗。高能點火裝置的特點是電流大、電壓低(變壓器副線圈電流為35~500mA、電壓220 V)、能量高,點火電極發(fā)熱端為耐高溫的特殊材料制成的點火裝置得以應(yīng)用,此種裝置點火電極間間隔達12mm以上、點火電極不易結(jié)焦,點火故障少、特別適于重油燃燒機。(end)
一、國內(nèi)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
目前,燃燒系統(tǒng)有三種:全手操、全自動位式、全自動比例調(diào)節(jié)。
全手操:這種燃燒方式就是燃油或燃?xì)庖怨潭ǖ牧髁亢涂諝庖怨潭ǖ牧髁炕旌线M行燃燒,主要分布在大慶、勝利、遼河、西部等各大油田,燃料主要以原油為主,部分為重油;這是一種只重燃燒效果不重運行費用和安全的燃燒方式,造成大量的能源浪費和安全事故;在市場經(jīng)濟效益為主導(dǎo)的新形勢下,這樣的燃燒系統(tǒng)逐漸被精明的用戶所放棄,例如:石油大學(xué)(東營)勝華煉油廠40T蒸汽鍋爐,經(jīng)過嚴(yán)密的論證,決定采用先進的燃燒系統(tǒng)-進口油氣混合燃燒器。
全自動位式:這種燃燒系統(tǒng)具備所有全自動、安全保護功能,只是燃料和空氣的調(diào)節(jié)是一段、兩段或三段式調(diào)節(jié),適合于小型鍋爐或工業(yè)爐。
全自動比例調(diào)節(jié):采用比例調(diào)節(jié)儀、PLC、DCS、BLM等實現(xiàn)燃料、空氣混合燃燒邏輯運算配比,真正到*燃燒,zui大限度地節(jié)約了能源,保護了環(huán)境。國內(nèi)典型范例:北京雙榆樹熱力廠114MW鍋爐6臺、上海金山石化35T鍋爐、天津焦化三廠35T鍋爐、勝華煉油廠油氣混燒40T蒸汽鍋爐等。
善用能源、保護環(huán)境是二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展國策的重要議題,隨著科學(xué)發(fā)展意識與理念的進步,先進的燃燒系統(tǒng)正在被大力推廣應(yīng)用。
3、工業(yè)鍋爐協(xié)會受國家有關(guān)部門委托正在起草《燃油燃?xì)忮仩t自動控制標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)就大量的參考了歐盟對燃燒器和鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)要求,將在2004年下半年試行。屆時將會在全國形成大規(guī)模的燃油燃?xì)忮仩t安全稽查活動。
二、比例調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)經(jīng)濟效益:
1、鍋爐節(jié)能運行方式:在滿足技術(shù)要求的情況下,盡量低負(fù)荷連續(xù)運行。即節(jié)約了運行費用,又延長了鍋爐壽命。這種運行方式和優(yōu)點,早已被北京眾多用戶和專家證實并推廣,*一項可節(jié)能8-15%,而只有比例調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)才能實現(xiàn)這種運行模式。
2、燃燒效率:99.9%,即:*燃燒。 (全手操燃燒系統(tǒng)不能隨負(fù)荷的復(fù)雜變化和煙氣氧含量的變化而變化調(diào)節(jié),根據(jù)經(jīng)驗其燃燒效率一般在85%左右)
3、影響*燃燒的幾個參數(shù):
3.1 助燃空氣的溫度和流速
3.2助燃空氣的下消耗量和過量系數(shù),例如天然氣每立方理論上耗用8.4-9.9立方空氣,過量系數(shù)為1.05-1.2,重油每公斤理論上耗用10.6立方空氣
3.3 煙氣流速和流量
3.4 燃料的種類、噴射速度、噴射角、熱值、成份等
3.5 鍋爐的構(gòu)造型式
4、以重油為例計算每噸蒸汽單耗油量:
4.1 重油的熱值一般在9700Kcal/kg
4.2過熱蒸汽350℃、15kgf/cm2時,其熱值為3139KJ/kg;因此1T蒸汽的熱值為:
Q=3139×1000/4.2=74.7×104kcal
4.3 鍋爐熱效率為90%,每噸蒸汽的耗油量為:
w=74.7×104kcal÷9700÷0.9÷99.9%=86.1kg
5、手操式燃燒系統(tǒng)經(jīng)濟效益對比:
5.1 手操式燃燒系統(tǒng)以重÷油為例每噸蒸汽的耗油量:
w=74.7×104÷9700÷85%÷90%=100.7kg
5.2 節(jié)約燃料:一噸蒸汽節(jié)約14.6kg
(100.7-86.1) ÷100.7×100%=14.5%
5.3 20T蒸汽鍋爐年節(jié)約燃料,以重油為例:每天需200T蒸汽,運行300天
200×14.6×300=876000kg=876T
5.4 每年節(jié)約重油876噸,每噸以1500元計,1500×876=1314000=131.4萬元
6、 燃燒不*造成的損害和費用增加:
6.1 重油不*燃燒,在煙氣中形成炭黑因為高分子烴的燃盡相對要難一些,如果空氣供應(yīng)不足或油粒與空氣混合不均勻,那就會有一部分高分子烴在高溫缺氧的條件下發(fā)生裂解,分解出炭黑,炭黑是粒徑小于1μm的固體粒子,它的化學(xué)性質(zhì)不活潑,燃燒緩慢,所以一旦產(chǎn)生炭黑往往就不易燃盡,嚴(yán)重時未燃的炭黑就會進入煙氣中,而使煙囪冒黑煙。
重油中的瀝青成分也會由于缺氧分解成固體油焦。油焦破裂后即成焦粒,后者也是不易燃燒的,由此可見,重油燃燒中的一個重要問題是必須及時供應(yīng)燃燒所需的空氣。
6.2 重油燃燒不*,產(chǎn)生的飛灰、炭黑、焦粒還有類似焦油物質(zhì)就會混合附著在水冷壁或?qū)α鞴苁希枚弥纬梢粚痈魺釋?,大大地降低了鍋爐的熱效率,每年要對鍋爐進行清洗,增加了運行費用并且造成鍋爐不均勻受熱,縮短了鍋爐壽命。
6.3 手操式燃燒系統(tǒng)配風(fēng)是一次風(fēng)且不能自動調(diào)節(jié),如此會造成火焰根部高溫區(qū),并強烈的熱輻射,使油噴嘴溫度升高,重油高溫受熱會有碳析出,從而堵塞噴嘴,加大噴嘴磨損,加速噴槍損壞,造成維修費用的增加,對連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)能力的提高是很大的障礙。
總結(jié):分別對不同區(qū)域及時供應(yīng)適量的空氣,以避免高溫缺氧而產(chǎn)生炭黑并能在zui少的過量空氣下保證油的*燃燒。燃油的燃燒的上述要求是通過燃燒器來達到的。燃油燃燒器主要由油霧化器和調(diào)風(fēng)器所組成。燃油通過霧化器霧化成細(xì)油粒,以一定的霧化角噴入爐內(nèi),并與經(jīng)過調(diào)風(fēng)器送入的具有一定形狀的速度分布的空氣流相混合。油霧化器與調(diào)風(fēng)器的配合應(yīng)能使燃燒所需的大部分空氣及時地從火炬根部供入,并使火炬各處的配風(fēng)量與油霧的流量密度分布相適應(yīng)。同時也要向火炬尾部供應(yīng)一定量的空氣,以保證炭黑和焦粒的燃盡。