以热平衡角度浅析注汽锅炉富氧燃烧节能效率

简要介绍了富氧燃烧技术在油田注气锅炉上的应用及其制取方法;根据已知锅炉参数和燃料特性计算出正常空气和富氧空气燃烧两种情况下的助燃剂量与烟气量;从热平衡角度对富氧燃烧节能效率和燃料节约率进行了理论计算。由计算可知应用富氧燃烧后助燃剂量、烟气量、燃料消耗量、排烟热损失均有不同程度的降低;排烟热损失是影响富氧燃烧节能效率的主要因素,由此提出降低排烟热损失进而提高节能效率的措施,从而为富氧燃烧技术的应用提供参考意见。     

浮法玻璃熔窑富氧燃烧与富氧气化煤气燃烧对比分析

根据计算和实测数据,从助燃空气量、烟气量、煤气理论燃烧温度、单位产品燃料消耗及节能效果等几各方面,就浮法玻璃生产线利用系统副产氧气,采用熔窑富氧燃烧和富氧气化煤气燃烧两种方式,进行了简要的分析和比较,指出在熔窑上直接使用富氧燃烧可节煤1.26%,而使用同样的富氧来生产煤气,由于煤气热值的提高,可节煤5.7%。     

管式加热炉烟气回流掺氧富氧燃烧技术研究

为实现加热炉节能增效,研究了烟气回流掺氧助燃技术对2#管式加热炉燃烧特性的影响。采用烟气回流掺氧助燃技术,可提高加热炉燃气理论燃烧温度、降低NO排放浓度、减少排烟热损失、提高加热炉热效率。在富氧空气预热温度为155℃、排烟温度为120℃的条件下,烟气回流掺氧助燃技术可使2#管式加热炉热效率提高2.09%～4.09%。当掺氧浓度为24%、排烟体积回流比为32.57%时,燃气理论燃烧温度下NO生成速率为1.26 mg·(m~3·s)~(-1),排烟热损失减少1 583.70 kJ/(1 Nm~3燃气),2#管式加热炉热效率提高3.48%。     

富氧富水蒸气条件下燃烧高氮燃料的NO_x排放特性

在富氧富水蒸气条件下,研究了富含氮的燃料白酒糟在流化床中燃烧时NO_x的排放特性。结果表明,在过量空气系数1.2条件下,水蒸气和O_2对NO_x的生成相互影响。当O_2浓度低于约35%时,向燃烧气中加入水蒸气能抑制NO_x生成,使烟气中NO_x的排放浓度和燃料N转化为NO_x的转化率降低;而当氧气浓度高于约35%时,加入水蒸气促进了NO_x生成,表明提高氧气浓度使得氧化作用起到主导地位。NO_x生成量随温度的升高先增加后减少,在较高氧气浓度下,NO_x生成量随温度升高而降低的转折点发生在较低的温度;燃烧气氛中添加水蒸气延迟了转折点的发生,使转折点发生在较高温度。     

两段式滴管内烟煤富氧空气分级燃烧NOx排放特性研究

随着我国对大气污染物排放监管力度的日益严格,NOx控制技术已广泛应用于工业生产的各个领域。作为一种直接、简便的NOx排放控制技术,富氧空气燃烧技术已经出现在燃气锅炉和内燃发动机等行业,然而在燃煤锅炉行业中却鲜有应用。为了验证富氧空气燃烧技术在煤粉工业锅炉中的NOx减排效果,笔者以神府烟煤作为燃料,利用两段式滴管炉试验系统模拟煤粉在锅炉内燃烧的实际情况,采用热态试验方法,研究了烟煤富氧空气分级燃烧的NOx排放特性,并与单级供风、空气分级燃烧2种燃烧方式下的NOx排放情况进行对比。考察了主燃区温度、二次风配比(以主燃区过量氧气系数表示)、二次风氧浓度等关键因素对NOx排放的影响。结果表明:富氧空气分级燃烧的NOx排放显著低于单级供风燃烧,同时也低于空气分级燃烧的NOx排放。主燃区温度为1 300~1 500℃时,富氧空气分级燃烧的NOx排放减少比例比分级配风燃烧提高了6~12个百分点;富氧空气分级燃烧条件下,随主燃区温度升高,煤粉燃烧更加充分,燃料中N元素分解成NHi、HCN等大量中间产物,使主燃区气氛的还原性增强,被还原的NOx比例增加。因此,NOx排放降低且NOx排放减少比例呈现上升趋势;富氧空气分级燃烧的二次风配比对NOx排放具有显著影响,随着主燃区过量氧气系数的升高,NOx排放均呈现先降低后升高的趋势。因此存在最佳二次风配比,使NOx排放浓度最低。主燃区温度为1 300℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.58;主燃区温度为1 500℃时,最佳主燃区过量氧气系数约为0.55;在主燃区过量空气系数给定的条件下,提高二次风氧浓度可以延长煤粉颗粒在主燃区的停留时间,并在煤粉颗粒表面形成局部富氧环境,促进煤粉充分燃烧,从而增强主燃区气氛的还原性,降低NOx的生成。因此,当二次风氧浓度为21%~31%时,NOx排放随二次风氧含量的升高而降低。随着二次风氧浓度的逐渐升高,NOx排放的降低趋势逐渐放缓。     

富氧燃烧的技改

富氧燃烧过程中因氧气含量增加,燃烧速度加快,燃烧过程得到强化,热辐射迅速增强,燃尽率得到提高,有助于提高热效率。同时空气量及烟气量均显著减少,火焰温度、火焰黑度和辐射热均随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高,从而达到节能降耗减排、延长窑运行周期等目的。我公司通过对一线熟料生产线进行富氧燃烧改造,提高了回转窑煅烧的稳定性及熟料台时产量,减少了烧成煤耗,降低了熟料生产成本,取得了良好的环境、经济与社会效益。     

富氧燃烧技术在锅炉节能方面的应用探讨

介绍了富氧燃烧方式的技术特点,对其节能机理进行了较为详细的阐述,并以某电站300MW电站锅炉为例,采用ASMEPTC4-1998得出了空气和富氧（30%O2/70%CO2）2种气氛下锅炉的热效率,详细计算分析了煤粉在空气气氛和富氧气氛下锅炉各受热面的传热特性。计算结果表明：采用O2/CO2的富氧燃烧技术可大大提高锅炉热效率,且锅炉的辐射吸热量增加、对流吸热量降低,在炉内的辐射受热面积变化不大的情况下,锅炉的对流受热面积降低很多,同时烟气中高浓度的CO2将会降低分离回收CO2的成本。     

富氧燃烧技术在钢炉节能方面的应用探讨

介绍了富氧燃烧方式的技术特点,对其节能机理进行了较为详细的阐述,并以某电站300MW电站锅炉为例,采用ASME PTC 4-1998得出了空气和富氧(30%O2/70%CO2)2种气氛下锅炉的热效率,详细计算分析了煤粉在空气气氛和富氧气氛下锅炉各受热面的传热特性.计算结果表明:采用O2/CO2的富氧燃烧技术可大大提高锅炉热效率,且锅炉的辐射吸热量增加、对流吸热量降低,在炉内的辐射受热面积变化不大的情况下,锅炉的对流受热面积降低很多,同时烟气中高浓度的CO2将会降低分离回收CO2的成本.     

工业锅炉燃烧醇基燃料与燃煤的烟气特性比较

为研究醇基燃料锅炉炉膛设计方法,比较了醇基燃料与燃煤燃烧产生的烟气特性。结果显示,两种燃料的理论空气量和理论氮气量几乎相同,但理论水蒸气量相差很大,大幅影响炉膛传热过程;由于烟气成分变化很大,烟气黑度变化也很大。对于同一个10 t/h链条锅炉炉膛结构,燃烧醇基燃料的炉膛出口烟气温度明显低于燃煤锅炉,表明烟气特性对炉内传热过程以及下游受热面的对流传热过程影响很大。在许多参数目前还没有工业测试数据支持的情况下,醇基燃料锅炉热力计算采用燃煤锅炉热力计算方法进行,结果尚可。     

富氧富水蒸气条件下燃烧高氮燃料的NOx排放特性

在富氧富水蒸气条件下，研究了富含氮的燃料白酒糟在流化床中燃烧时NO_x的排放特性。结果表明，在过量空气系数1.2条件下，水蒸气和O₂对NO_x的生成相互影响。当O₂浓度低于约35%时，向燃烧气中加入水蒸气能抑制NO_x生成，使烟气中NO_x的排放浓度和燃料N转化为NO_x的转化率降低；而当氧气浓度高于约35%时，加入水蒸气促进了NO_x生成，表明提高氧气浓度使得氧化作用起到主导地位。NO_x生成量随温度的升高先增加后减少，在较高氧气浓度下，NO_x生成量随温度升高而降低的转折点发生在较低的温度；燃烧气氛中添加水蒸气延迟了转折点的发生，使转折点发生在较高温度。