1、最新版富氧稳燃节油技术介绍一、前言火力发电厂的燃煤发电机组，锅炉的调试、启、停及低负荷稳燃，采用燃烧重油或柴油的方法，在目前及未来燃油价格高昂的趋势下，大量的燃油消耗，严重影响企业的经济效益。为此，许多国家的高等院校、研究机构、企业，投入大量的精力、财力，进行相关技术研究，取得了相当的技术进步及科技成果。在各种技术推陈出新的过程中，详细考察、研究各种点火稳燃技术，针对各种煤种、各种制粉方式、各种燃烧方式、各种炉型，优先考虑不涉及锅炉燃烧器的任何主体结构改造、不影响燃烧器的任何主体技术参数、最大限度降低节油技术风险的基础上，创造、领先性地推出具有广泛适应性的新型富氧点火及稳燃节油技术。富氧点火及
2、稳燃节油技术，是一项通过富氧气体，使煤粉可靠燃烧替代燃油稳燃的新型技术。通过投入富氧气体进行安全可靠稳燃由油枪、或微油（气）机构短时间即瞬态投运点火，使原有的煤粉燃烧器，直接成为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，满足锅炉启、停或低负荷运行过程中的安全、可靠稳燃要求，进而实现大幅度节油目标。富氧点火及稳燃节油技术，对燃用贫煤、烟煤、褐煤、无烟煤等各煤种、各燃烧方式、各炉型，具有优良的适应性。采用富氧点火及稳燃节油技术，可实现在锅炉启停、调峰低负荷运行状态下，实现最佳的节油效果。具有投资少、煤种适应性广、运行稳定、系统简单、操作方便等优点；能大幅度节约燃油采购、运输、储存、运行、管理等成本开支。由于独
3、具特色的节油无需更换煤粉喷口技术方式，因而，富氧点火及稳燃节油技术，可低成本、低投资、低风险地，完成煤粉锅炉机组的节油技术改造。并可分阶段完成点火及稳燃点、氧气源配置，投资伸缩性极佳，非常适合各电厂的节油技改。在基建机组上应用，不仅降低油枪油耗，可以节约几千吨的调试用油，还可减少储油罐的容量，减少建设油系统的占地，节约上千万的基建初期投资。二、传统节油技术的应用综合评估目前，常用的节油或节气点火稳燃装置有等离子、高温空气、小油枪（气化小油枪、或雾化小油枪）等几种。1、等离子点火稳燃技术较多电厂煤粉锅炉采用，应用成熟。单点及系统设备昂贵、投资较高。切圆四角燃烧锅炉，价格范围内，仅四角 4 点配置
4、（由于燃油价格高昂，近期逐步采用投资更为高昂的双层布置方式），对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，阴极阳极烧损严重，需频繁更换阴极、阳极，颇为麻烦，一旦故障即影响电站锅炉的安全可靠运行，并消耗较多的贵重钨等战略物资材料；使用大功率电源，价格昂贵、电耗及运行检修费用较高。燃用低热值煤种时，油耗依然较高。个别电厂效果不佳，被拆除恢复为原油枪点火稳燃。总的看来，用户不信任成分在增加。2、小油枪点火稳燃技术（气化小油枪、或雾化小油枪）较多电厂煤粉锅炉采用，应用逐步成熟。单点及系统设备价格相对较低、运行维护简单。切圆四角燃烧锅炉，价格范
5、围内，仅四角 4 点配置（新近个别采用双层布置），对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，需更换燃烧器一次风煤粉喷口，由于牵涉锅炉复杂空气动力场、温度场的运行特性，实际煤种煤质、炉型、炉况的千差万别及动态变化，应用推广过程中容易出现理论与具体实践不一致，投资及技术风险略高；需连续投油实现稳燃、动态调节范围较窄，个别用户使用情况不佳，年油耗仍然较高（由于供应煤质的波动，实际单只油耗已由 2045Kg/h，调整为 150 450Kg/h ）。在没有出现新型富氧点火及稳燃设备之前，相对技术经济性能较优。3、高温空气无油点火稳燃技术个别电
6、厂煤粉锅炉采用，应用逐步成熟。单点及系统设备价格相对较低、运行维护简单。切圆四角燃烧锅炉，价格范围内，仅四角 4 点配置，对燃烧器各一次风煤粉喷口的稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。实际应用中，鉴于空气加热的温度，本身受金属许可壁温的限制，且空气本身热容量较低，煤质越差、含水量越高，其热容量越大，高温空气随时可能无法将煤粉加热至燃点而将其点燃，点火失败几率较高。应用受煤质影响较大，煤种适应性较差。应用推广缓慢。三、传统节油技术的结构模式从技术机理角度进行剖析，传统节油技术，无论采用电、燃油作为点火功率，均通过逐级放大方式，实现煤粉的节油点火及运行稳燃。四、传统节
7、油技术的弊端分析传统节油技术，由于技术机理限制，因而决定了其具体应用方式上，存在无法回避的弊端：1、煤种应用范围有限，难以适应实际供应煤种的调整。技术机理本身的限制，无烟煤、贫煤，技术实现困难。并且，动态调整范围较窄。其特殊结构的逐级放大点火稳燃结构，均针对特定煤种设计，以期实现稳定的工作运行状态，一旦煤种偏差，则明显出现着火不稳定、熄火、着火困难，或者是结焦结渣、烧损等问题。为保证预期的节油效果，要求保证运行煤种稳定，无疑会对运行煤种的供应、采购，增添较大的经济、管理成本及负担。2、需更换燃烧器为特殊结构，否则无法实现其预期的节油技术效果，投资及技术风险较高。由于牵涉锅炉复杂空气动力场、温度
8、场的运行特性，实际煤种煤质、炉型、炉况的千差万别及动态变化，具体应用推广过程中，容易出现理论与具体实践不一致，存在投资及技术风险较高的问题；3、设备本体价格偏高。更换燃烧器本身工艺技术成本昂贵，由此必然导致其设备本体价格明显偏高。4、节油效果有限。设备本体较高偏高，只能有限层点布置使用，燃烧器其他煤粉喷口的点火稳燃，缺乏直接有效的调控手段，高水分、煤质波动时仍需投大油枪稳燃。5、应用范围有限。特定炉型及燃烧类型，如 W 火焰锅炉，实际应用，将涉及水冷壁的重新开孔改造，以及锅炉流场、温度分布设计等核心技术问题，不适合采用。五、富氧点火及稳燃技术简介1、富氧稳燃系统设备的节油技术原理对于直流、旋流
9、燃烧器，富氧稳燃系统设备，先进、创造性地利用富氧气体，在锅炉调试、启动点火、调峰、停机等非正常状态，容易发生煤粉燃烧器灭火的低负荷时，通过向稳燃回流区内注入富氧气体（可由油枪瞬态投入进行点火），流经煤粉燃烧器稳燃回流区附近的局部顺流区域，进而区域内煤粉的燃烧速度、燃烧温度大大提高，确保稳燃回流区的高温状态，并由此形成狭长高温烟气带，使稳燃回流区的烟气温度，进入顺流区混合后，始终高于煤粉着火温度，避免了高水分、煤质波动、低负荷等状况下导致煤粉燃烧器的灭火，实现该煤粉燃烧器的节油可靠稳燃，并在稳燃回流区域以外，对顺流沿程周边的煤粉进行持续加热，使煤粉达到燃点而可靠着火，并进而强化燃烧，降低灰渣残碳
10、量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效率运行，有效防止由于高水分、煤质波动、低负荷导致锅炉灭火的重大安全事故。对于 W 火焰型锅炉，在锅炉调试、启动点火、调峰、停机等非正常状态，容易发生煤粉燃烧器灭火的低负荷时，沿炉心侧煤粉流场方向，通过向煤粉燃烧器附近的局部折焰区域注入富氧气体（可由油枪瞬态投入进行点火），进而局部区域内煤粉的燃烧速度、燃烧温度大大提高，确保局部折焰区域的适度高温状态，使局部折焰区域的烟气温度，在煤粉进入混合后，始终高于煤粉着火温度，避免高水分、煤质波动、低负荷等导致煤粉燃烧器的灭火，实现该煤粉燃烧器的节油可靠稳燃，并进而强化燃烧，降低灰渣残碳量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效率
11、运行，有效防止由于高水分、煤质波动、低负荷导致锅炉灭火的重大安全事故。这样，仅需需短时间即瞬态投入油枪进行点火，就可避免长期性的投油枪进行稳燃，使原有的煤粉燃烧器，直接成为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，满足锅炉启、停或低负荷过程中的安全、可靠稳燃要求，实现大幅度节油目标。2、富氧微油（气）点火稳燃系统设备的技术原理 对于直流燃烧器、旋流燃烧器，SL 富氧微油（气）点火稳燃系统，领先、创造性地利用燃油或燃气燃烧产生的高温烟气，流经一次风煤粉喷口稳燃回流区附近的局部顺流区域，或进一步完全燃烧，这样形成的狭长高温烟气带，对顺流相遇的富氧气、浓相煤粉进行持续加热，使煤粉达到燃点而着火，由于富氧气体浓度
12、高、反应快、燃烧温度高，使稳燃回流区迅速达到高温状态，迅速加热引燃整个喷口的一次风煤粉，实现该燃烧器一次风煤粉喷口的可靠点火。在锅炉启动点火、调峰容易发生一次风煤粉喷口灭火的低负荷时，通过向稳燃回流区内注入富氧气体、或者同时注入高热燃烧烟气，进而区域内煤粉的燃烧速度大大提高，使稳燃回流区的烟气温度，进入顺流区混合后，始终高于煤粉着火温度，确保稳燃回流区的高温状态，避免了高水分、煤质波动导致燃烧器一次风煤粉喷口的灭火，实现该燃烧器一次风煤粉喷口火焰的可靠稳燃，有效防止由于高水分、煤质波动导致锅炉灭火的重大安全事故。3、选型原则A、富氧稳燃系统设备B、富氧微油（气）点火稳燃系统设备C、富氧微油（气
13、）点火稳燃系统设备+富氧稳燃系统设备完全取决于锅炉燃烧器本身的结构（有相应足够安装空间）,以及相应投资预算。4、采用富氧点火及稳燃节油技术的可行性（1）对锅炉发电机组的影响A、对燃烧器空气动力学特性及参数的影响富氧点火及稳燃喷口，本身结构尺寸较小，可通过燃烧器原有结构，如直流燃烧器的稳燃钝体、水平浓淡燃烧器的出口隔板（或稳燃钝体）；如旋流燃烧器的中心油枪开孔间歇；如 W 火焰燃烧器的周边间歇，进行可靠安装运行。不影响燃烧器的空气动力学特性及参数。B、对油火焰检测器、主火焰检测器的影响富氧点火及稳燃喷口，均选择安装在远离油火焰检测器、主火焰检测器一侧，不影响油火焰检测器、主火焰检测器的工作特性。
14、（避免燃烧烟气特性变化造成影响）C、对燃烧器壁面温度的影响富氧点火及稳燃喷口，仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，且富氧气流本身具有一定的动量，使稳燃回流区及煤粉流保持适度的燃烧温度以稳定着火，不会导致煤粉的着火提前或延迟，使燃烧器超温、结焦结渣或烧损。且仅在锅炉启停或低负荷调峰时投用，锅炉满负荷运行、或高于预设稳定负荷之时，为停用状态，故而，对燃烧器各壁面材质，均无导致运行超温的可能。D、对 NOx 排放的影响 富氧点火及稳燃喷口，仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，且富氧气流本身具有一定的动量，使稳燃回流区及煤粉流，保持适度的燃烧温度以稳定着火，相对于一次风煤粉低于其理论空气量
15、，整体仍处于缺氧状态，不会导致锅炉的 NOx 增量排放。必要时，可作适度配风调整，通过分级燃烧方式，降低 NOx 排放。（2）、富氧点火及稳燃技术的先进性富氧稳燃、富氧微油（气）点火稳燃，节油技术机理先进，动态调节范围较宽，容易实现无烟煤、贫煤的可靠点火稳燃，对煤种、煤质的适应性优越。并且，富氧稳燃、富氧微油（气）点火稳燃，有利于强化燃烧，降低灰渣残碳量，提高锅炉燃烧效率，保证锅炉高效率运行。针对各种燃烧器及锅炉类型，安装应用简单，不影响燃烧器的性能技术参数，技术风险较低。对于多种燃烧器及锅炉类型的电厂，可避免节油系统设备种类过多，方便设备的运行、维护、检修及管理。且设备本身结构简单，价格范围
16、内，可低廉实现任意层（点）的节油安全稳燃，技术经济性优于其它技术方式。（3）、系统设备投资（与等离子、小油枪相比较）相同点层，如 2 层 8 点安装： 等离子 小油枪 富氧（配置液氧储槽）等离子 富氧（配置液氧储槽及空分制氧机） 小油枪等离子、小油枪 2 层 8 点安装，富氧等效或全层安装：等离子 小油枪 富氧（配置液氧储槽） 等离子 富氧（配置液氧储槽及空分制氧机） 小油枪特别说明：等效或全层安装，有利于调峰状况下，确保上层燃烧器的安全投运，从而保证主汽的温度、压力，使锅炉发电机组的效率，在较高水平点运行。（4）富氧点火及稳燃设备与小油枪技术的节油效果比较A、小油枪技术a、锅炉热备用状态下的
17、启动当锅炉在热备用状态下进行启动点火时，如果具备送粉条件，在现有热风温度下即可直接进行投粉点火，小油枪将一直伴烧至正常脱油工况为止。此时的节油量为：大油枪出力（如 1600kg/h）大油枪应投运时间 t 油枪数量m1小油枪出力（60kg/h）小油枪投运时间 t 油枪数量 m2。b、锅炉冷备用状态下的启动当锅炉在冷备用状态下进行启动点火时，锅炉将先采用原大油枪进行点火启动。随后即可投入气化小油枪，与此同时对称减少大油枪投运数量。直至全部关停大油枪，以小油枪助燃至完全脱油工况。此时的节油量为：大油枪出力（如 1600kg/h）小油枪投运时间(t2+ t3)油枪数量 m11/2 大油枪出力（1600
18、kg/h）减油过程时间 t2油枪数量 m1小油枪出力（60kg/h）小油枪投运时间(t2+ t3)油枪数量 m2。c、调峰超低负荷工况下的投油稳燃采用小油枪技术可以保证锅炉在超低负荷工况下不用投运大油枪以节约助燃油，此时的节油量为：大油枪出力（如 1600kg/h）大油枪应投运时间 t 油枪数量 m1小油枪出力（60kg/h）小油枪投运时间 t 油枪数量 m2。B、富氧点火及稳燃设备采用富氧稳燃技术，可以保证锅炉在任意工况下，仅需瞬态投运大油枪点火、投运富氧气体进行稳燃即可，不用长期投运大油枪以节约燃油，节油量为：大油枪出力（如 1600kg/h）大油枪应投运时间 t 油枪数量 m1大油枪出力
19、（1600kg/h）大油枪瞬态投运时间 t 油枪数量 m2。（5）未来技术趋势撇开传统节油技术的机理弊端，从实际运行油耗考虑（1025t/h、30 万等级的锅炉）：A、等离子：年运行油耗 100300 吨左右B、小油枪：年运行油耗 400 吨左右如未来燃油供应依然紧缺，或价格继续攀升，或燃煤供应更加劣化，则已完成等离子、小油枪节油改造的锅炉发电机组，同样需要进一步技改，采用更为先进、等效全层或全层安装的富氧节油技术方式。六、富氧点火及稳燃设备的特点（1）、在锅炉启停、调峰低负荷运行状态下，能节约大量燃油（气），节油（气）率 99%左右。能大幅度节约燃油（气）采购、运输、储存、运行、管理等成本开
20、支。（2）、无需更换燃烧器一次风煤粉喷口，投资少，回收周期短。价格范围内，可任意多层配置，投资伸缩性极佳，可低成本、低投资、低风险地完成节油（气）技术改造。（3）、对于老电厂， SL 富氧稳燃系统设备， SL 富氧微油（气）点火稳燃系统设备，改造工作量小，不动燃烧器一次风煤粉喷口，改造后不影响锅炉出力，不破坏原有的燃油（气）点火系统，可大大提高锅炉运行的安全性、可靠性。（4）、可实现烟煤、褐煤、无烟煤及其贫煤的稳定可靠点火和稳燃，燃烧器无烧损和结焦现象，有效防止由于高水分、煤质波动导致锅炉灭火的重大安全事故。（5）、主体部件免维护。运行维护量小，初期可投入电除尘，有利于环保。（6）、易安装和扩
21、展，模块化部件设计，核心部件留有扩展接口，整个装置安装简便，扩展容易。（7）、柔性智能控制系统设计，系统简单、操作方便，对于风速、煤粉浓度、水分、煤质、炉况等参数变化适应能力极强。（8）、全自动运行自检，自动故障检测以及类型、位置报告、报警，自动故障解锁，自动化程度高，也适用于 DCS 改造的电厂。（9）、多级验证、多重安全互锁保护，系统自动限定安全运行参数，防止误操作造成危害。并与 FSSS 及 BMS 通讯进行协调保护，安全性可靠性较高。（10） 富氧燃烧方式，有利于减少排放烟气量，从而降低热能损失，减少送、引风机动力损耗。（11）、在配套的空气分离制氧机基础上，可提供惰性保护气体，方便制
22、粉设备系统、回转空气预热器、电除尘器、电缆槽沟、油库等的消防灭火及安全维护检修，有效避免采用蒸汽、低温烟气灭火导致水分冷凝结块及腐蚀、电气故障等，缩短检修维护量，进而增加锅炉机组的发电时间以提高经济效益。并可提供氩气、氧气、氮气，方便焊接保护、切割用气需要，且可出售商品氩气、氮气、氧气满足社会需要。（12）、对于氢冷发电机组，可直接利用配套空分设备的氮气，进行相应的安全置换（取消原有的瓶装 CO2 置换方式，方便生产运行管理）。（13）、对于氢冷发电机组，还有利于制氢站的综合节能利用对于氢气，可利用配套空分设备的氮气，进行适度稀释，用作燃气脉冲吹灰器的可燃气源，进行综合利用（氢气管路连接至燃气
23、脉冲吹灰系统，并进行必要运行参数调整）。经济性明显，设备投资低廉，处理安全性较高。对于氧气，则可以经储罐减压后，管路连接富氧稳燃系统、或富氧微油（气）点火稳燃系统，进行综合利用。七、设计原理与设计流程八、系统设备配置九、知识产权1、富氧无油点火稳燃装置 专利申请号：200610065437.9专利公开号：CN1818476A，实质审查生效：2006.10.112、基于局部稳燃回流区的点火稳燃装置专利申请号：200610087388.9专利公开号：CN1851318A实质审查生效：2006.12.20附件一、若干技术答疑1、技改安装富氧稳燃系统设备、或者富氧微油或微气点火稳燃系统设备，技术风险如
24、何？答：（1）、炉型适应性：一般保留原燃油点火系统，油枪不拆除。对直流燃烧器，设备的稳燃喷口、或点火稳燃喷口，沿一次风煤粉喷口轴心向对扩锥进行开孔安装，对一次风煤粉喷口的动力学参数影响极小；对旋流燃烧器，设备的稳燃喷口、或点火稳燃喷口，一般沿原油枪位置附近进行安装（可以保留原油枪，个别需要调整油枪位置），对燃烧器其本身的动力学参数影响极小；对 W 火焰的各类型燃烧器，设备的稳燃喷口、一般沿原燃烧器出口附近位置安装，对燃烧器其本身的动力学参数影响极小；（2）、煤种适应性：设备的稳燃喷口、或点火稳燃喷口，本身结构简单，参数调整的动态调节范围较大，能根据实际情况具体设定，运行的可靠性稳定性能得到可靠
25、保障。（3）、调试适应性：封闭可拆卸结构设计，硬件系统可手动进行安全隔离，控制系统依权限联锁自动检测置锁，以确保调试、检修安全。因而，可在燃烧器运行状态下，进行安全调试拆换调整。（4）、运行适应性：不影响原有燃油系统，可手动或自动进行切换。从以上几个方面因素考虑，不涉及燃烧器一次风煤粉喷口的更换，技改技术风险较低。2、已技改安装等离子、或高温空气、或气化小油枪等其它点火稳燃设备，有没有必要技改安装富氧稳燃系统设备、或者富氧微油或微气点火稳燃系统设备？答：这取决于安装等离子、或高温空气、或气化小油枪等其它点火稳燃设备的实际运行效果。如实际运行效果不佳，或频繁一次风煤粉喷口失（灭）火，或油耗依然较
26、高，那就非常有必要技改安装富氧稳燃系统设备、或富氧微油或微气点火稳燃系统设备，以确保锅炉发电机组的安全性及经济性。3、锅炉发电机组即将光荣退役，故而没有技改安装等离子、或高温空气、或气化小油枪等其它点火稳燃节油设备，如何实现节油增效的目标？答：鉴于锅炉发电机组油耗较高，在目前燃油、燃气价格昂贵的情况下，严重影响锅炉发电机组的运行经济性，更有必要技改安装富氧稳燃系统设备、或富氧微油或微气点火稳燃系统设备。在锅炉发电机组退役之时，由于系统设备本身结构简单，易安装和扩展；较宽的动态调节范围，具有优良的炉型、煤质、炉况适应性；故而，完全可以把系统设备，从退役机组拆装到在役机组上继续使用，从而确保系统设
27、备的投资效益。4、容量为 130T/H、220T/H 的企业自备锅炉机组，技改的投资规模、运行费用如何？答：一般企业自备机组负荷比较稳定，不会像电力锅炉发电机组那样，频繁每天进行调峰。因而，进行稳燃防止灭火的几率要小得多，富氧气只是在锅炉机组计划启停时，消耗量略大些，故而通常配备液氧储槽即可（或者直接由商品气体公司现场提供汽化器、液氧，满足锅炉机组的启停需要，进而节省液氧储槽及气化器的设备投资）。这样，技改的设备投资规模就可大大缩减，并且，液氧的市场价格一般 9001300 元/吨左右，运行费用就非常低廉了。如企业本身就有制氧设备，有充足富裕的富氧气源，那么技改的设备投资规模就比较小了。如多台
28、锅炉机组，且周围地区氮气、氧气、氩气等气体市场消费旺盛，考虑综合经济效益，那就非常有必要配套安装制氧设备了，并且可使用氮气取代蒸汽，同时进行生产设备的安全灭火、防爆技术改造，方便进行如制粉设备系统的灭火及安全维护检修，避免采用蒸汽、低温烟气灭火导致水分冷凝结块及腐蚀。5、富氧稳燃系统设备，与富氧微油或微气点火稳燃系统设备价格差异如何？答：富氧稳燃系统设备，由制氧机、液氧储槽、富氧气源控制柜、富氧气分配柜、终端控制柜、中央控制柜、控制系统、管路、稳燃喷口等构成；富氧微油或微气点火稳燃系统设备，由制氧机、液氧储槽、燃油（气）源控制柜、燃油（气）分配柜、富氧气源控制柜、富氧气分配柜、终端控制柜、中央
29、控制柜、控制系统、管道、点火稳燃喷口等构成；其中，制氧机、液氧储槽设备价格，占系统设备价格的相当比例，故而，两者的设备价格，仅相差 2030%左右。6、制氧机、液氧储槽1m3 液氧=800Nm3 气氧，1t 液氧=750Nm3 气氧；制氧电耗 0.641.1kW/m3（制氧成本 0.4 元/m3 左右）。单台锅炉配置3090m3h 的制氧机，推荐使用技术经济性明显、带液氧、液氮储槽的全液体空分制氧设备。多台锅炉，可单独制氧机提供氧气源。对于多台套锅炉发电机组，建议以自身及所处经济地区的气体消费情况，综合考虑，以总体经济效率最优进行配置。配套制氧机及储存设备，涉及泵、阀、吸附、换热、精馏、分离、
30、储存多项技术创新；附件二、若干富氧稳燃系统设备运行方面的技术答疑1、富氧稳燃系统设备，是如何实现节油的？答：（1）、根据试验数据，富氧对于煤粉的强化燃烧体现在三个方面：A、降低煤粉着火温度B、燃烧温度大大提高C、燃烧速度大大加快（2）、影响煤粉燃烧着火的因素对于煤粉燃烧，浓度和温度是燃烧反应过程中的关键因素。对于特定锅炉及燃烧器类型，则直接体现在如下方面：A、一次风煤粉的的浓度及着火温度B、二次风的温度及氧浓度水平C、周边环境的温度水平及氧浓度水平（3）、锅炉冷态常规油枪点火过程分析对于切圆四角、前后墙对冲旋流燃烧、W 火焰锅炉锅炉，为保证燃烧器本身的安全可靠稳燃，通常采用大量卷吸燃烧器周边空
31、间的烟气进行强化换热及燃烧，在锅炉冷态情况下，这对于及早投粉、油枪伴燃、及早退停油枪极为不利。如此，锅炉启停过程中的燃油消耗较高。同时，油枪点火燃油燃烧消耗空气中的氧气，使得一次风煤粉、二次风、周边空间的中的氧浓度水平下降。尽管一次风煤粉被燃油燃烧烟气及时加热到着火温度，却因氧浓度水平的下降，而延时燃烧燃尽，一旦进入强烈对流换热区域，虽氧浓度水平有所提高，温度水平却急剧下降而更难以燃烧燃尽。故，除非炉膛温度、二次风温达到额定程度，否则及早投粉退停油枪不安全。难以实现锅炉启停过程中大幅度降低燃油消耗的目标。（4）、锅炉冷态富氧稳燃点火过程分析如上所述，在油枪点火燃油燃烧、富氧气体投入的情况下，由
32、于采用的是工业级高浓度的氧气，使氧气流周边的一次风煤粉着火温度下降，燃烧迅速、对于邻近区域的煤粉急剧加热而使之着火燃烧，并且，氧气流自身的扩散，保证一次风煤粉的适当流场区域内，氧浓度水平不会因煤粉及燃油燃烧烟气的产生而处于较低水平、相反却能保持适度的浓度水平，确保煤粉的及时着火，即便进入强烈对流换热区域，虽温度水平下降但仍高于着火温度而燃烧燃尽。故，可以不受炉膛温度、二次风温的限制，可立即投粉而适时退停油枪，从而实现节约燃油、大幅度降低燃油消耗的根本目标。2、富氧稳燃系统设备，稳燃技术参数是如何考虑设计的？答：富氧稳燃系统设备，首先基于单个燃烧器，考虑炉膛冷态、冷二次风状态下，通过稳燃回流区的
33、稳燃作用，使回流的高热烟气，保证一次风煤粉的加热并及时着火燃烧，工业级高浓度氧气的采用，保证煤粉、燃油燃烧的烟气不造成一次风煤粉氧浓度的明显降低，确保一次风煤粉的及时着火及燃烧燃尽。单个燃烧器的最大供氧量，为单个燃烧器最大出力时、保证适量煤粉燃烧、使整个一次风煤粉达到预设升温幅度（不低于最大着火温度）所需要的耗氧量。尽管理论计算耗氧量，与一次风煤粉的出力（锅炉耗煤量）、预设升温幅度直接成正比，但是随着锅炉负荷、二次风温的增加，达到锅炉稳燃负荷时，预设升温幅度逐步降低至零。实际运行过程中，由于周边空间空气（烟气）及煤粉燃烧火焰区域的吸热储热，随着燃烧器出力的增加、临近燃烧器火焰的支持、炉膛温度、
34、二次风温及锅炉负荷的提升，所需升温幅度及耗氧量，根据燃烧器煤粉火焰的相对强度、燃烧器及邻近燃烧器出力、炉膛火样监测情况，逐步按预设的多种趋势曲线降低至最小稳燃耗氧量或停止供气，锅炉达到稳定燃烧负荷时，富氧稳燃系统设备退出稳燃运行。在富氧稳燃系统运行期间，炉膛温度及锅炉负荷，均处于较低水平，且氧气流在燃烧器出口外嵌入煤粉流之中，氧气流自身的流速（冲量），保证一次风煤粉在一定距离范围外着火，因而不会导致燃烧器壁温超温或结焦结渣。富氧稳燃管路的支干路、主干路，均考虑对应最大耗氧量设计。3、富氧稳燃系统设备，供氧量是如何控制设计的？答：各燃烧器均设置有富氧稳燃喷口，与管路相连的每个稳燃支路均设置有止回
35、阀、比例控制阀、压力表、截止阀、手动截止阀，对应分配柜支干路上同时还设有止回阀、压力表、截止阀、手动截止阀，对应锅炉气源调控柜主干路上还设有止回阀、压力表、流量计、压力传感器等、截止阀、手动截止阀，若干关键位置，还装有温度传感器。单个燃烧器的供氧量，采用对应稳燃支路的比例控制阀进行流量控制，比例控制阀的开度，根据对应煤粉火焰监测器检测到的火焰强度、锅炉负荷、燃烧器的出力、临近燃烧器的投运数量、二次风温等技术参数，综合进行调节。在锅炉启停过程中，各稳燃喷口随预设连锁逻辑进行故障自检及启停，一旦各稳燃点温度、压力、流量异常，系统自动按照预先设定的处理流程进行关停处理。同时，还可以根据炉膛火焰监测器
36、、煤粉火焰监测器、燃烧器处理等等，手动进行设定或关停处理。4、富氧稳燃系统设备，热控过程是如何控制实现的？答：富氧稳燃系统，设置有独立监控系统，一方面通过自身的 I/O 端口，与锅炉相关 I/O 端口冗余直接硬件连接，另一方面又通过自身的网络模块，与锅炉本体的 DCS 及主控系统进行冗余软连接，因而能够通过硬连接方式、获取或提供控制的相关信号及进行验证、安全连锁，同时能够通过软连接方式对获取或提供的相关控制信号、进行验证、安全连锁，从而确保系统的安全、可靠性。5、富氧稳燃系统设备，如何实现锅炉冷态过程中的升温升压曲线保证？答：通常，锅炉点火过程中，燃料管理系统（BMS）即自动投入运行，满足锅炉
37、冷态启动过程中的升温升压曲线要求。为避免燃料管理系统（BMS）出现难以保证实现的情况，有必要设置“富氧稳燃”模式下锅炉燃料管理的控制逻辑，调整修改相应的控制策略以及磨煤机的负荷(风量)控制，锅炉稳定负荷以上时，“富氧稳燃”模式自动退出，恢复原有燃料管理控制。由于锅炉汽包（锅筒）温度、主蒸汽压力，与入炉燃料热值量，存在相当的延迟响应，且锅炉烟气、锅炉换热面及贮存水量、为一储热积分式的响应方式，对于直吹式制粉系统，因而，完全可以参照炉膛出口烟温探针（投入时段）、主蒸汽温度、主蒸汽压力等参数的周期变化幅度，可采取磨煤机的负荷(风量)周期微动增减的方式，微细逐步逼近调控实现。这样，根据实际运行情况，如
38、原有燃料管理系统（BMS）能够满足启动要求，则在锅炉停机时，删除“富氧稳燃”模式下锅炉燃料管理的控制逻辑；如不能满足，则采取“富氧稳燃”模式下预设的控制策略及逻辑，并予以保留。6、富氧稳燃系统设备，在锅炉冷态过程中耗氧量情况如何？答：锅炉冷态启动过程中, 理论计算的耗氧量如下图。考虑实际运行操作，实际耗氧量会有所增加。通常低于锅炉冷态启动的耗油量（参见 1 的分析），电厂 600MW 等级的 w 火焰锅炉，预计耗氧量为数十吨液氧水平；7、富氧稳燃系统设备，对锅炉机组 NOx 的排放有何影响？答：查看锅炉烟气检测系统的历史数据记录，可以得知，锅炉启停过程中低负荷时，通常排放的 NOx 都处于较低
39、的水平。高 NOx 排放的时段，通常产生在锅炉高负荷、满负荷时段。富氧点火及稳燃喷口，尽管采用了工业级的高浓氧气，但仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，使稳燃回流区（或火焰折焰区）及煤粉流，保持适度的燃烧温度以稳定着火，相对于一次风煤粉低于其理论空气量，整体仍处于缺氧状态，且远低于该时段锅炉机组自身的风量，并且，锅炉机组在稳定燃烧负荷以上时，富氧稳燃系统基本处于停用状态，因而不会导致锅炉的 NOx增量排放。附件二、若干富氧稳燃系统设备运行方面的技术答疑 1、富氧稳燃系统设备，是如何实现节油的？ 答：（1） 、根据试验数据，富氧对于煤粉的强化燃烧体现在三个方面： A、降低煤粉着火温度 B、
40、燃烧温度大大提高 C、燃烧速度 大大加快 （2） 、影响煤粉燃烧着火的因素 对于煤粉燃烧，浓度和温度是燃烧反应过程中的关键因素。 对于特定锅炉及燃烧器类型，则直接体现在如下方面：A、一次风煤粉的的浓度及着火温度 B、二次风的温度及氧浓度水平 C、周边环境的温度水平及氧浓度水平 （3） 、锅炉冷态常规油枪点火过程分析 对于切圆四角、前后墙对冲旋流燃烧、W 火焰锅炉锅炉，为 保证 燃烧器本身的安全可靠稳燃，通常采用大量卷吸燃烧器周边空间的烟气进行强化换热及燃烧，在锅炉冷态情况下，这对于及早投粉、油枪伴燃、及早退停油枪极为不利。如此，锅炉启停过程中的燃油消耗较高。 同时，油枪点火燃油燃烧消耗空气中的
41、氧气，使得一次风煤粉、二次风、周边空间的中的氧浓度水平下降。 尽管一次风煤粉被燃油燃烧烟气及时加热到着火温度，却因氧浓度水平的下降，而延时燃烧燃尽，一旦进入强烈对流换热区域，虽氧浓度水平有所提高，温度水平却急剧下降而更难以燃烧燃尽。 故，除非炉膛温度、二次风温达到额定程度，否则及早投粉退停油枪不安全。难以实现锅炉启停过程中大幅度降低燃油消耗的目标。 （4） 、锅炉冷态富氧稳燃点火过程分析 如上所述，在油枪点火燃油燃烧、富氧气体投入的情况下，由于采用的是工业级高浓度的氧气，使氧气流周边的一次风煤粉着火温度下降，燃烧迅速、对于邻近区域的煤粉急剧加热而使之着火燃烧，并且，氧气流自身的扩散，保证一次风
42、煤粉的适当流场区域内，氧浓度水平不会因煤粉及燃油燃烧烟气的产生而处于较低水平、相反却能保持适度的浓度水平，确保煤粉的及时着火，即便进入强烈对流换热区域，虽温度水平下降但仍高于着火温度而燃烧燃尽。故，可以不受炉膛温度、二次风温的限制，可立即投粉而适时退停油枪，从而实现节约燃油、大幅度降低燃油消耗的根本目标。 2、富氧稳燃系统设备，稳燃技术参数是如何考虑设计的？ 答：富氧稳燃系统设备，首先基于单个燃烧器，考虑炉膛冷态、冷二次风状态下，通过稳燃回流区的稳燃作用，使回流的高热烟气，保证一次风煤粉的加热并及时着火燃烧，工业级高浓度氧气的采用，保证煤粉、燃油燃烧的烟气不造成一次风煤粉氧浓度的明显降低，确保
43、一次风煤粉的及时着火及燃烧燃尽。 单个燃烧器的最大供氧量，为单个燃烧器最大出力时、保证适量煤粉燃烧、使整个一次风煤粉达到预设升温幅度（不低于最大着火温度）所需要的耗氧量。 尽管理论计算耗氧量，与一次风煤粉的出力（锅炉耗煤量） 、预设升温幅度直接成正比，但是随着锅炉负荷、二次风温的增加，达到锅炉稳燃负荷时，预设升温幅度逐步降低至零。实际运行过程中，由于周边空间空气（烟气）及煤粉燃烧火焰区域的吸热储热，随着燃烧器出力的增加、邻近燃烧器火焰的支持、炉膛温度、二次风温及锅炉负荷的提升，所需升温幅度及耗氧量，根据燃烧器煤粉火焰的相对强度、燃烧器及邻近燃烧器出力、炉膛火焰监测情况，逐步按预设的多种趋势曲线
44、降低至最小稳燃耗氧量或停止供气，锅炉达到稳定燃烧负荷时，富氧稳燃系统设备退出稳燃运行。 在富氧稳燃系统运行期间，炉膛温度及锅炉负荷，均处于较低水平，且氧气流在燃烧器出口外嵌入煤粉流之中，氧气流自身的流速（冲量） ，保证一次风煤粉在一定距离范围外着火，因而不会导致燃烧器壁温超温或结焦结渣。 富氧稳燃管路的支干路、主干路，均考虑对应最大耗氧量设计。 3、富氧稳燃系统设备，供氧量是如何控制设计的？ 答：各燃烧器均设置有富氧稳燃喷口，与管路相连的每个稳燃支路均设置有止回阀、比例控制阀、压力表、截止阀、手动截止阀，对应分配柜支干路上同时还设有止回阀、压力表、截止阀、手动截止阀，对应锅炉气源调控柜主干路上
45、还设有止回阀、压力表、流量计、压力传感器等、截止阀、手动截止阀，若干关键位置，还装有温度传感器。 单个燃烧器的供氧量，采用对应稳燃支路的比例控制阀进行流量控制，比例控制阀的开度，根据对应煤粉火焰监测器检测到的火焰强度、锅炉负荷、燃烧器的出力、邻近燃烧器的投运数量、二次风温等技术参数，综合进行调节。 在锅炉启停过程中，各稳燃喷口随预设连锁逻辑进行故障自检及启停，一旦各稳燃点温度、压力、流量异常，系统自动按照预先设定的处理流程进行关停处理。同时，还可以根据炉膛火焰监测器、煤粉火焰监测器、燃烧器出力等等，手动进行设定或关停处理。 4、富氧稳燃系统设备，热控过程是如何控制实现的？ 答：富氧稳燃系统，设
46、置有独立监控系统，一方面通过自身的 I/O 端口，与锅炉相关 I/O 端口冗余直接硬件连接，另一方面又通过自身的网络模块，与锅炉本体的 DCS 及主控系统进行冗余软连接，因而能够通过硬连接方式、获取或提供控制的相关信号及进行验证、安全连锁，同时能够通过软连接方式对获取或提供的相关控制信号、进行验证、安全连锁，从而确保系统的安全、可靠性。 5、富氧稳燃系统设备，如何实现锅炉冷态过程中的升温升压曲线保证？ 答：通常，锅炉点火过程中，燃料管理系统（BMS）即自动投入运行，满足锅炉冷态启动过程中的升温升压曲线要求。 为避免燃料管理系统（BMS ）出现难以保证实现的情况，有必要设置 “富氧稳燃”模式下锅
47、炉燃料管理的控制逻辑，调整修改相应的控制策略以及磨煤机的负荷(风量)控制，锅炉稳定负荷以上时， “富氧稳燃”模式自动退出，恢复原有燃料管理控制。 由于锅炉汽包（锅筒）温度、主蒸汽压力，与入炉燃料热值量，存在相当的延迟响应，且锅炉烟气、锅炉换热面及贮存水量、为一储热积分式的响应方式，对于直吹式制粉系统，因而，完全可以参照炉膛出口烟温探针（投入时段） 、主蒸汽温度、主蒸汽压力等参数的周期变化幅度，可采取磨煤机的负荷(风量)周期微动增减的方式，微细逐步逼近调控实现。 这样，根据实际运行情况，如原有燃料管理系统（BMS ）能够满足启动要求，则在锅炉停机时，删除“ 富氧稳燃” 模式下锅炉燃料管理的控制逻
48、辑；如不能满足，则采取“富氧稳燃”模式下预设的控制策略及逻辑，并予以保留。 6、富氧稳燃系统设备，在锅炉冷态过程中耗氧量情况如何？ 答：锅炉冷态启动过程中, 理论计算的耗氧量如下图。 考虑实际运行操作，实际耗氧量会有所增加。 通常低于锅炉冷态启动的耗油量（参见 1 的分析） ，电厂 600MW 等级的火焰锅炉，预计耗氧量为数十吨液氧水平； 7、富氧稳燃系统设备，对锅炉机组NOx 的排放有何影响？ 答：查看锅炉烟气检测系统的历史数据记录，可以得知，锅炉启停过程中低负荷时，通常排放的 NOx 都处于较低的水平。 高 NOx 排放的时段，通常产生在锅炉高负荷、满负荷时段。 富氧点火及稳燃喷口，尽管采用了工业级的高浓氧气，但仅在一次风煤粉喷口的出口处，与煤粉流汇合，使稳燃回流区（或火焰折焰区）及煤粉流，保持适度的燃烧温度以稳定着火，相对于一次风煤粉低于其理论空气量，整体仍处于缺氧状态，且远低于该时段锅炉机组自身的风量，并且，锅炉机组在稳定燃烧负荷以上时，富氧稳燃系统基本处于停用状态，因而不会导致锅炉的 NOx 增量排放。 QQ:562740705 S
