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简论微油点火煤粉燃烧技术改造及应用

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2014-03-24

4.气膜冷却技术

由于煤粉在燃烧器筒体内燃烧,燃烧器筒体内烟气温度高达1000℃左右,燃烧器金属壁面的工作环境比较恶劣,极易造成燃烧器结焦、烧损。为防止燃烧器结焦、烧损,在微油点火及稳燃燃烧器系统中引进了航空航天领域的气膜冷却技术,即用稀相一次风冷却一次燃烧室壁面,用送风机压力冷风作为周界二次风冷却二次燃烧室壁面。气膜冷却技术是在燃烧器壁面形成一层冷风气膜,它具有两个重要保护作用:一是将高温燃气与壁面隔开,以避免高温燃气直接对壁面进行对流换热,这是隔热作用;二是将高温燃气与火焰的辐射热量从壁面带走一部分,这是冷却作用。通过这两种保护方式可以有效防止燃烧器结焦和过热烧损。

5.微油量气化小油枪工作原理

微油量气化小油枪利用压缩空气的高速射流将燃油直接击碎,雾化成超细油滴进行点火燃烧,在极短时间内完成油滴的气化蒸发,使微油量气化小油枪直接燃烧气体燃料,从而大大提高了燃烧效率及火焰温度。气化后的燃油火焰刚性强、传播速度快,火焰呈完全透明状,根部为蓝色火焰,中间及尾部为白色透明火焰,火焰中心温度可达1500℃~2000℃。气化后的燃油火焰作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉。这种点火方式点火迅速,稳燃性能好,从而实现了以粉代油,节省点火及低负荷稳燃用油的目的。

6.微油点火煤粉燃烧器工作原理

微油量气化小油枪通过燃油气化燃烧产生高温火焰,在煤粉燃烧器一次燃烧室内形成温度梯度较大的高温火核,进入一次燃烧室的浓相煤粉遇到高温火核时,煤粉颗粒温度急剧升高而破裂粉碎,挥发份迅速析出并着火燃烧。着火燃烧的浓相煤粉进入二次燃烧室时,再与稀相煤粉混合并将稀相煤粉点燃,促使煤粉分级燃烧,燃烧能量逐级放大,达到了煤粉迅速点火并强化燃烧的效果。这种点火方式可以大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量,以满足锅炉冷态启动、滑参数停止以及低负荷稳燃需要。

五、微油燃烧技术节油原理

1.油枪布置方式节油

传统的锅炉点火大油枪一般都布置在二次风喷口内,锅炉冷态启动时,首先点燃大油枪以提高炉膛烟气温度,高温烟气通过对流将热量传给一次风射流,这种高温烟气与一次风的对流换热,约为油枪燃烧产生热量的20%。而微油点火煤粉燃烧器是将油枪布置在一次风喷口内,这种油枪布置方式最多只用大油枪的20%油量来点燃煤粉,所以可节约近80%的燃油。

2.分级燃烧方式节油

节油燃烧器针对不同煤质设计2~3级煤粉燃烧室,第一级煤粉燃烧室进口风量一般为一次风管风量的20%~30%,煤粉浓度约为风管内煤粉浓度的2~3倍。根据煤粉着火热计算公式,一次风量与风粉气流所需着火热基本成比例关系,利用分级燃烧原理,在上述基础上又可节油80%~90%。

微油点火节油燃烧器与常规煤粉燃烧器相比,其主要优点是:小油量气化燃烧着火迅速,燃烧充分,火力强大,着火后的高温火焰在燃烧器筒体内以极短的时间直接点燃煤粉并迅速燃烧,然后向炉内喷出高温火焰。相邻煤粉燃烧器煤粉喷出后被高温火焰和烟气回流加热点火燃烧,而不必使用大油枪点火。所以用油量较少。

综合上述两种节油方式,使用微油点火节油燃烧器,可直接节油95%以上。扣除因节油而多消耗煤粉的费用,综合节油率可达90%以上。

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