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－全自動比例調(diào)節(jié)燃料與空氣比：節(jié)約資金、利于環(huán)保

一、燃燒系統(tǒng)與控制的國際與國內(nèi)趨勢：

1、代表世界先進(jìn)燃燒技術(shù)的歐美國家－安全、高效、環(huán)保、自動。

燃燒器均采用帶微分、積分計(jì)算或更為復(fù)雜運(yùn)算調(diào)節(jié)儀器（例如：比例調(diào)節(jié)儀、PLC、大型計(jì)算機(jī)控制等），通過對鍋爐的出水溫度、蒸汽壓力、蒸汽流量、煙氣中的氧含量、鍋爐給水系統(tǒng)等因素的檢測，同步連續(xù)動態(tài)調(diào)節(jié)燃料量和配風(fēng)風(fēng)量。一句話，燃燒工況只有隨著鍋爐工況、煙氣排放的變化而進(jìn)行同步連續(xù)調(diào)節(jié)，才能達(dá)到高效、環(huán)保的效果。

歐盟燃燒器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定燃燒器必須具備：風(fēng)壓檢測、火焰檢測、熄火保護(hù)、燃?xì)飧邏毫ΡＷo(hù)、燃?xì)獾蛪毫ΡＷo(hù)、漏氣保護(hù)、排煙溫度保護(hù)等，還要求燃燒器與鍋爐超壓、超溫、水位、連續(xù)給水、排煙溫度等進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)，鍋爐的任何故障，燃燒器都必須同時停止運(yùn)行。

2、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(jìn)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(yùn)行費(fèi)用和安全的燃燒方式，造成大量的能源浪費(fèi)和安全事故；在市場經(jīng)濟(jì)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(jìn)的燃燒系統(tǒng)－進(jìn)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(hù)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(shí)現(xiàn)燃料、空氣混合燃燒邏輯運(yùn)算配比，真正到完全燃燒，最大限度地節(jié)約了能源，保護(hù)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(hù)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(jìn)步，先進(jìn)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(jì)效益：

1、鍋爐高效節(jié)能運(yùn)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(yùn)行。即節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用，又延長了鍋爐壽命。這種運(yùn)行方式和優(yōu)點(diǎn)，早已被北京眾多用戶和專家證實(shí)并推廣，僅此一項(xiàng)可節(jié)能8－15％，而只有比例調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)行模式。

2、燃燒效率：99.9%，即：完全燃燒。 （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(yàn)其燃燒效率一般在85％左右）

3、影響完全燃燒的幾個參數(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(jì)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(jì)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(yùn)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(jì)，1500×876＝1314000＝131.4萬元

6、 燃燒不完全造成的損害和費(fèi)用增加：

6.1 重油不完全燃燒，在煙氣中形成炭黑因?yàn)楦叻肿訜N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(jìn)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 重油燃燒不完全，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?，久而久之形成一層隔熱層，大大地降低了鍋爐的熱效率，每年要對鍋爐進(jìn)行清洗，增加了運(yùn)行費(fèi)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(qiáng)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QIANG損壞，造成維修費(fèi)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)生炭黑并能在最少的過量空氣下保證油的完全燃燒。燃油的燃燒的上述要求是通過燃燒器來達(dá)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。

三、幾種重油燃燒方式對比：

隨世界環(huán)保形勢及國內(nèi)環(huán)保意識的提高,使用清潔燃料越來越多,使用重油作為燃料可以比輕油節(jié)約較多的費(fèi)用,對很多有作為伴生廢油料的單位更是如此;在國內(nèi)使用的重油/渣油作為燃料一般有如下的方式:

·國內(nèi)60 號以下,使用一般的機(jī)械壓力霧化方式,大部分燃燒器都可以作到;

·國內(nèi)100號, 進(jìn)口燃燒器因使用電子式溫度控制裝置控制燃油加熱,可以作到,并成功在世界各地應(yīng)用;

·國內(nèi)100 號以上重油/渣油/原油,必須采用的介質(zhì)霧化或機(jī)械轉(zhuǎn)杯霧化;

·介質(zhì)霧化燃燒器，采用壓縮空氣或蒸汽作為霧化介質(zhì),如進(jìn)口Oilon;

·機(jī)械轉(zhuǎn)杯霧化燃燒器，采用高速轉(zhuǎn)杯進(jìn)行機(jī)械霧化。

·機(jī)械壓力霧化燃燒器，采用高壓油泵進(jìn)行壓力霧化。

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