電站鍋爐燃用奧里油試驗研究

1刖目作為一種新型“第四代”化石燃料，產于委內瑞拉的奧里油由于其巨大的儲量已日漸引起世界各國的重視，有關燃用奧里油的技術正在加緊研究開發(fā)中。為和委內瑞拉聯(lián)合開發(fā)年產500萬噸奧里油油田作準備，97年我國從委內瑞拉進口了一批奧里油用于電站鍋爐試燒。試驗安排在山東勝利發(fā)電廠和上海石化熱電總廠油電廠進行，山東勝利發(fā)電廠全套采用英國的燃燒技術和燃燒設備，上海石化和我們合作在原來一臺燃用漁油的220T/H鍋爐上開發(fā)燃用奧里油的技術。本文是這次試驗的部分試驗研究結果。

　　2奧里油油品特性2.1里油的成分分析奧里油屬“水包油型”，油滴被表面活性劑包圍形成親水界面薄膜，水為連續(xù)相，油為分散相，其主要性質如表1.表1奧里油性質項目典型值項目典型值項目典型值乳化液含量（重量）碳平均粒徑Mm氫氮閃點°c硫總熱值M/kg傾點°c灰分凈熱值M/kg 2.2里油的粘度奧里油是一種非牛頓、剪切變薄（假塑性）流體，其粘度以表觀粘度表示，同時受溫度和剪切速率影響。奧里油的表觀粘度受溫度和剪切速率的影響關系如。

　　2.3里油的乳化特性奧里油在泵送、儲存、運輸等諸方面與普通燃料沒有大的差異，但為了保證其乳化特性不發(fā)生變化，在使用時應注意以下工作條件。

　　面的研究。

　　奧里油的溫度應控制在570°C，溫度高于80°C時，奧里油的穩(wěn)定性降低；在溫度接近100°C時，奧里油開始變質，溫度高于120°C時，將會出現(xiàn)全面的不穩(wěn)定。因此奧里油最高預熱溫度應控制在70°C.同樣，奧里油溫度也不能低于5°C，否則，冷凝的溫度會影響產品質量。當考慮到熱膨脹的因素時就必須將溫度控制在指定的水平上。

　　高剪切、過量的液體紊流或攪拌，將導致奧里油穩(wěn)定性降低或乳化破壞。剪切速率應小于500s-1. 3奧里油噴嘴試驗奧里油具有粘度較高及粘度同時受溫度和剪切力影響的特點，現(xiàn)場運行時油溫和剪切力是不斷變化的，特別是剪切力，隨著油循環(huán)的增加，奧里油受剪切的程度也隨著增加，粘度降低。根據以上條件，開發(fā)的奧里油噴嘴必須具有良好的霧化性能、較大的流量調節(jié)比。為此，我們開發(fā)了一種適合奧里油的Y型噴嘴，噴嘴的各項指標如表2.表2噴咀霧化試驗結果工況氣壓油壓霧化細度dSMD~汽耗率工況氣壓油壓霧化細度~~汽耗率~注：油的粘度為200 mPa.s，汽耗為該壓力下的飽和蒸汽量。

　　3.1噴嘴容量和汽耗率試驗得到的噴嘴流量曲線如，當油壓為812MPa，霧化氣壓為8llMPa時，單孔油流量95.1kg/h106.9kg/h，噴嘴調節(jié)比較大。按此流量特性，可根據鍋爐負荷要求，選擇不同的噴嘴孔數，對于220T/H鍋爐，我們采用了12孔和15孔兩種不同孔數的噴嘴。

　　這里要著重指出的是，由于隨剪切速率的不同奧里油的粘度是變化的，因此，流量特性只是一個值，具體的流量應根據負荷調整。

　　3.2霧化細度為66.80/im.其霧化細度達到了較高的水平。

　　3.3霧化角根據要求，我們設計的噴嘴幾何霧化角為75°，實際霧化角在7582°。

　　4熱態(tài)試驗結果4.1鍋爐概況上海石化熱電總廠油電廠2號爐是上海鍋爐廠生產的SG-220-100型微正壓燃油鍋爐，設計用油為大慶重油，后改燒渣油，設計燃燒器為切向葉片式旋流燃燒器。為進行奧里油試驗，對油系統(tǒng)進行了改造，安裝了專用于奧里油的油泵、加熱器、管道等。

　　4.2運行參數在尾部受熱面清潔情況下燃用奧里油和渣油參數見表3.從表3可以看出，燃用奧里油和渣油對鍋爐運行參數影響不大，在受熱面沒有任何改動的條件下，鍋爐可以在不同負荷正常運行，且能實現(xiàn)低氧燃燒。其燃燒效率達到99.8%左右，鍋爐效率也非常接近，滿負荷時達94.6%，比設計值92.22%高2.38%.由此可以k明，只要噴嘴和燃燒器合適，在燃燒方面是完全可以達到高效燃燒的目的的。

　　表3燃用里油和渣油運行參數對照表項目單位奧里油渣油負荷碳氫硫灰分全水分低位發(fā)熱量主蒸汽溫度主蒸汽壓力給水溫度減溫水量燃料溫度氧量冷風溫度排煙溫度排煙氧量排煙過量空氣系數排煙二氧化碳排煙一氧化碳排煙碳黑濃度排煙損失化學未完全燃燒損失機械未完全燃燒損失散熱損失反平衡效率4.3煙氣溫度變化列出了在相同負荷下燃用奧里油從帶負荷后4小時開始，燃用奧里油后鍋爐的各段煙溫。由此可以看出，隨著時間的沿長，各段煙氣溫度同步升高，當運行時間達到44小時時，由于排煙溫度太高必須降低負荷運行。根據現(xiàn)場觀察，各對流受熱面積灰情況廄钷盈為：過熱器積的灰為白色灰，每天結灰達1 2卜4咀mm厚左右；預熱器積灰速度每天0.5mm左。1右；積灰較疏松，用吹灰器可以吹掉。

　　測量的含硫量結果如表5.從表5我們可以看出，燃燒奧里油時煙氣中S02的含量遠高于渣油。而在同樣的條件下，測點離燃燒中心越遠，so2含量越小。導致煙氣中不同測點S02值不一樣的根本原因是在煙氣排放過程中，隨著煙氣溫度的降低，S02和煙氣中水蒸氣及灰分發(fā)生反應生成了硫酸鹽或亞硫酸鹽，這從鍋爐燃用奧里油后受熱面上結有大量的硫酸鹽灰分可以充分證明。

　　時間/h煙氣溫度隨時間變化曲線雖然在尾部受熱面清潔的情況下燃用奧里油和渣油鍋爐運行參數基本不變，但隨著運行時間的沿長，由于奧里油中含硫量較高，以及乳化時加入了一些其它成分，因此容易在受熱面結灰，導致各段煙氣溫度持續(xù)升高。相同條件下燃用奧里油和渣油煙氣溫度對照見表4.表4渣油和里油煙氣溫度對照表主蒸汽煙氣高過后低過后排煙溫度燃油減溫水量項目流量壓力溫度氧量煙溫甲/乙甲/乙溫度渣油奧里油表5不同測點時煙氣中S02含量測量項目奧里油渣油測點位置省煤器后空預器后空預器后煙氣氧量'1.61.52.0S2含量ppm202394330表6不同油種NOz含量測量項目奧里油渣油從表6可以看出，燃用奧里油和燒奧里油和渣油煙氣中NC含量比較結果如表6渣油，NOz排放基本相同。

　　5結論奧里油是一種新型燃料，具有和常規(guī)重（渣）油不同的油品特性。根據要求開發(fā)的具有大調節(jié)比的新型高粘度Y型空間霧化噴嘴，平均霧化細度達到66.80.由于奧里油含有30%左右的水分，其著火條件比一般的重（渣）油要差，但只要燃燒器和噴嘴設計合理，完全可以達到與燃用重（渣）油同樣的燃燒水平。

　　為有效的燃用奧里油，必須在鍋爐對流受熱面安裝吹灰器，否則，受熱面的積灰將導致鍋爐無法運行。實測煙氣中S02的含量達1000PPm左右，因此，如何控制煙氣中so2的排放，是今后大量利用奧里油的關鍵所在。