600MW超临界机组锅炉富氧燃烧节能技术改造研究

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【摘 要】对于600mw超临界机组锅炉进行富氧燃烧节能技术改造具有重要的社会意义。本文的出发点就是对600MW超临界机组锅炉富氧燃烧节能技术改造研究，首先对富氧燃烧节能技术及其优点分析，在此技术上对600MW超临界机组锅炉富氧燃烧节能技术改造具体措施、关键技术等进行了探讨。文章内容对于富氧燃烧节能技术改造研究具有重要的参考价值。

【关键词】600MW超临界机组锅炉；富氧技术改造；工业锅炉；经济效益

一、引言

超临界锅炉是指其内工质的压力在临界点以上的锅炉，因此，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化不再存在汽水两相区，所以其能源利用效率较高。尽管600MW超临界机组锅炉已经在能源利用率方面有了很大的提高，但是，研究表明，整个机组锅炉系统整体能源利用率仅为52%左右，从理论上，600MW超临界机组锅炉在理论上的系统能源利用率可以达到70%以上，但是实际情况下由于很多原因导致了能源利用率的下降。研究表明，利用富氧燃烧节能技术对600MW超临界机组锅炉进行改造，能够有效的提高其发热性能，对于火力发电厂能源效率的利用具有非常实际的意义。

二、富氧燃烧节能技术及其优点

富氧燃烧节能技术是将空气中的氧气分离出来，并且将锅炉废气与氧气进行结合形成新型的燃烧氧化剂，使得废气中的二氧化碳浓度达到了85%以上，有效的提高了燃料燃烧的效率，并且充分控制了有害气体和悬浮物的排放，是一种高效节能的锅炉燃烧技术。其技术优点主要体现在三个方面。

（一）技术应用广泛

在富氧技术开发和使用的过程中表明，富氧技术对于所有的工业锅炉都适用，不同点仅仅是作用的方式和部位不同，总结起来，富氧技术适用于各种燃料的不同类型锅炉、水泥窑炉、玻璃窑炉的助燃节能。这种技术主要以空气为原料，经富氧机组分离出富氧空气，采用局部增氧燃烧技术，结合不同锅炉（窑炉）自身的结构特点，将富氧空气加到最需要氧气的地方，整体优化炉内燃烧工况，强化燃料化学动力燃烧及扩散燃烧的反应速率。

（二）提高燃烧效率

富氧技术的一大优点就是提高了燃料的燃烧效率，达到了节能的效果。这一优点体现在几个方面，首先，提高了火焰温度，研究表明当增氧助燃装置产生的气体中氧气的体积分数在28%左右时，可以有效的将炉温整体提高50℃左右。其次，加快燃烧速度与促进燃烧完全。使用富氧燃烧技术增氧助燃不仅能提高燃烧速度，获得较好的热传导。第三，减少燃烧后的烟气排量。使用富氧燃烧技术增氧助燃对热量的利用率有所提高，如用普通空气助燃，当加热温度为1300℃时，其可利用的热量为42%，而用26%的浓氧空气助燃时，可利用量达到56%。

（三）技术的环保优势

富氧技术的另一大优点是其环保优势，这一优点主要体现在两个方面。首先，对于黑烟污染的治理。富氧技术能够充分挥发分在锅炉燃烧室内缺氧条件下的析出产生游离碳――黑烟，采用增氧耦合挠动接触再燃烧原理，使挥发分在形成黑烟前或过程中彻底燃烧。由此减少了黑烟的排出，保护了环境；其次，固硫作用明显。通过富氧技术进行增氧助燃后，可以减少烟气中SO2 （二氧化硫）、CO（一氧化碳）、NOx（氮氧化物）含量。

三、600MW超临界机组锅炉富氧燃烧节能技术改造

在现行适用的600MW超临界机组锅炉，与传统锅炉相比无论是在效率还是环保方面都有了很大的提高，但是，远远没有达到设计要求，因此，希望通过富氧燃烧节能技术能够提高锅炉燃烧效率，并且达到更大程度上的环保效果。

（一） 技术改造的实施方案

在对600MW超临界机组锅炉进行富氧燃烧节能技术改造，主要利用的是膜富氧分离技术进行富氧技术改造。其主要的工艺流程如图1所示。

当空气经空气净化器除去>10μm的灰尘后由鼓风机送至富氧发生器，形成含氧量28-31%的富氧空气，由真空泵抽取后经汽水分离器、增压分离器，脱除气体中的水分，由增压风机将富氧空气增压至3000-4500Pa后进入富氧预热器（安装于锅炉空预器和省煤器之间的烟道内），加热至需要余热温度后分为两路：一路通入炉排下面的二、三风室由导风器、富氧均化喷头再横向均匀地高速喷入炉内煤层进入炉膛，使该燃烧区内的火焰温度升高，并增强火焰刚性；另一路富氧空气由后拱前端，通过具有扩散角的“富氧高温喷嘴”，喷入火焰上部，使火焰中的未完全燃烧物完全燃烧，可获得消烟除尘，提高火焰温度的效果。上述两路富氧空气均由阀门根据锅炉的运行状态及要求加以适当控制。

（二）改造过程中的关键技术

在整个锅炉改造过程中，有几个关键技术必须注意。由于各个机器其特点比较明显，例如，空气净化器是为节能高效，减小阻力，并且无噪音，更换滤芯方便；富氧喷嘴设计、布置、富氧风分配合理。所以，在一起的选择上必须进行定制。同时在富氧用量、压力参数、分配方案、富氧喷嘴结构、数量等方面都要根据不同炉型、结构进行专门的设计，使富氧空气达到最合理、最佳的应用，以保证以最少的投资达到最好的锅炉节能和环保的效果。

四、结语

富氧技术的改造，对于提高600MW超临界机组锅炉各项性能都具有重要的意义，文章通过大幅篇幅对于其他问题的分析，最重要得到的是技术改造的必要性，以及技术改造产生的重大效益。文中最后给出的具体技术改造，对于企业锅炉技术改造具有重要的参考价值。

参考文献：

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