－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、積分計算或更為復雜運算調(diào)節(jié)儀器（例如：比例調(diào)節(jié)儀、PLC、大型計算機控制等），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)燃料量和配風風量。一句話，燃燒工況只有隨著鍋爐工況、煙氣排放的變化而進行同步連續(xù)調(diào)節(jié)，才能達到高效、環(huán)保的效果。

歐盟燃燒器標準規(guī)定燃燒器必須具備：風壓檢測、火焰檢測、熄火保護、燃氣高壓力保護、燃氣低壓力保護、漏氣保護、排煙溫度保護等，還要求燃燒器與鍋爐超壓、超溫、水位、連續(xù)給水、排煙溫度等進行聯(lián)鎖保護，鍋爐的任何故障，燃燒器都必須同時停止運行。

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氣以固定的流量和空氣以固定的流量混合進行燃燒，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（東營）勝華煉油廠40T蒸汽鍋爐，經(jīng)過嚴密的論證，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，真正到完全燃燒，最大限度地節(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)境是二十一世紀可持續(xù)發(fā)展國策的重要議題，隨著科學發(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《燃油燃氣鍋爐自動控制標準》，該標準就大量的參考了歐盟對燃燒器和鍋爐的標準要求，將在2004年下半年試行。屆時將會在全國形成大規(guī)模的燃油燃氣鍋爐安全稽查活動。

二、比例調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)經(jīng)濟效益：

1、鍋爐高效節(jié)能運行方式：在滿足技術(shù)要求的情況下，盡量低負荷連續(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，僅此一項可節(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：完全燃燒。 （全手操燃燒系統(tǒng)不能隨負荷的復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、 燃燒不完全造成的損害和費用增加：

6.1 重油不完全燃燒，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希枚弥纬梢粚痈魺釋樱蟠蟮亟档土隋仩t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)配風是一次風且不能自動調(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QIANG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到的。燃油燃燒器主要由油霧化器和調(diào)風器所組成。燃油通過霧化器霧化成細油粒，以一定的霧化角噴入爐內(nèi)，并與經(jīng)過調(diào)風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)風器的配合應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量與油霧的流量密度分布相適應。同時也要向火炬尾部供應一定量的空氣，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,使用一般的機械壓力霧化方式,大部分燃燒器都可以作到;

·國內(nèi)100號, 進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),如進口Oilon;

·機械轉(zhuǎn)杯霧化燃燒器，采用高速轉(zhuǎn)杯進行機械霧化。

·機械壓力霧化燃燒器，采用高壓油泵進行壓力霧化。

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