富氧燃燒對(duì)電站鍋爐運(yùn)行的影響

李英杰

摘 要：介紹了富氧燃燒方式的技術(shù)特點(diǎn)，以某電廠200MW機(jī)組為例，對(duì)不同富氧濃度氣氛下的鍋爐進(jìn)行熱力計(jì)算，并與空氣氣氛進(jìn)行比對(duì)，得出了富氧燃燒下的理論空氣量，燃燒產(chǎn)物焓值，理論燃燒溫度等參數(shù)的變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：富氧燃燒；鍋爐特性；熱力計(jì)算

1 前言

富氧燃燒作為一種新型的燃燒技術(shù)用于工業(yè)鍋爐已經(jīng)比較成熟，而有關(guān)富氧燃燒用于電站鍋爐的報(bào)告并不多見(jiàn)，以某電廠200MW機(jī)組為例，對(duì)其富氧燃燒方式下的鍋爐性能影響進(jìn)行分析。首先對(duì)富氧下的理論空氣量，空氣和燃燒產(chǎn)物焓值進(jìn)行比較，其次計(jì)算富氧燃燒方式下的理論燃燒溫度，爐膛出口溫度和爐膛的傳熱量，并與空氣氣氛進(jìn)行比對(duì)，得出了富氧方式下煙氣氣氛對(duì)爐內(nèi)傳熱的影響規(guī)律。

2 富氧燃燒對(duì)鍋爐性能影響的分析

鍋爐是以空氣為燃燒介質(zhì)，如果空氣的成分發(fā)生變化，那么對(duì)于鍋爐內(nèi)部的燃燒、傳熱和其他過(guò)程的影響是根本性的，從而也影響了鍋爐的各項(xiàng)性能。

2.1 理論空氣量

大氣中的氧氣穩(wěn)定在21%（高海拔區(qū)除外），其余79%都是氮?dú)?，氧氣的增多和氮?dú)獾臏p少使得燃燒消耗的空氣量和煙氣量均減少。在富氧條件下，一般氧含量會(huì)上升到27-30%。

設(shè)富氧空氣重氧的容積百分比為x%，則1kg燃料燃燒時(shí)所需的理論富氧空氣量時(shí) ，相對(duì)于理論自然空氣量 的減少量可以表示為

當(dāng)富氧空氣中的氧的含量為27%時(shí)，理論空氣量減少到原來(lái)的78%.

2.2 理論燃燒溫度和爐膛出口溫度

空氣中的氮屬于惰性物質(zhì)，不參與反應(yīng)，但是耗費(fèi)了熱量，對(duì)于傳熱沒(méi)有任何貢獻(xiàn)。富氧條件下，由于含氮量的降低，理論燃燒溫度會(huì)增加。按照上述的原則計(jì)算的煙氣焓值在相同溫度下有所降低。

計(jì)算條件：運(yùn)行工況，煤種，過(guò)量空氣系數(shù)，熱風(fēng)溫度，爐膛的沾污情況和火焰中心高度不變。

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，隨著氧氣的增加，理論燃燒溫度大幅度上升，而同時(shí)爐膛出口溫度卻有所下降。這主要是由于煙氣的熱容量降低所致。

理論燃燒溫度并不是爐膛中真是存在的溫度，但是他和爐膛中溫度水平、溫度分布以及最高溫度都是有密切關(guān)系的。

爐內(nèi)傳熱是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，影響因素很多。如果只是考慮理論燃燒溫度和煙氣熱容量的影響，而不考慮燃料量的變化，爐膛傳熱變化的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.

由表2中的計(jì)算結(jié)果可以看出，隨著富氧程度的增加，爐內(nèi)傳熱量增加。主要原因是爐內(nèi)平均溫度上升。

3 結(jié)論

富氧燃燒技術(shù)對(duì)于電站鍋爐的影響分析需要通過(guò)大量試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)得出?？諝庵醒鯘舛鹊淖兓绊懥藢?duì)流換熱和輻射換熱情況，隨著氧濃度的增加，輻射傳熱量增加，對(duì)流吸熱量減少，改變了鍋爐內(nèi)對(duì)流和輻射換熱量的比例，需要對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些改變。

富氧燃燒對(duì)各參數(shù)的影響規(guī)律如下：隨著空氣中氧濃度的提高，理論空氣量減小，理論燃燒溫度和爐膛吸熱量增加，爐膛出口溫度降低；爐膛排煙損失減小。

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