重油鍋爐的開停爐與消煙降塵

　成果與經(jīng)驗(yàn)重油鍋爐的開停爐與消煙降塵李迎建（深圳大學(xué)理學(xué)院，深圳518060）出了采用輕油開停爐的方法，解決開爐冒黑煙的現(xiàn)象，介紹了該方法的良好效果。

　　供熱燃油鍋爐大都采用重油作燃料，主要是緣于價(jià)格的原因。目前深圳市場(chǎng)，每升0號(hào)柴油的價(jià)格約為重油市場(chǎng)價(jià)的1. 33倍，約為重油免稅價(jià)的1.87倍。而輕油鍋爐的熱效率比重油鍋爐約高1. 5%~2%，扣除重油因蒸汽和電加熱所增加的消耗，重油產(chǎn)蒸汽的成本也要比輕油低10%以上。燃重油快裝鍋爐，能依生產(chǎn)負(fù)荷快速開停爐，但每次開停爐帶來的黑煙對(duì)環(huán)境影響不小。配置輕油旁路管道，調(diào)整開停爐步驟，能使重油鍋爐開爐的排煙狀況同正常運(yùn)行時(shí)一樣，且啟動(dòng)快，保持同樣的熱效率。

　　1重油、柴油應(yīng)用特性的比較1.1理化性能重油在常溫下粘度較大，不僅不利于管道輸送到噴嘴，對(duì)重油在爐膛中的霧化質(zhì)量也有直接的影響。重油加熱到150 *C時(shí)粘度才接近柴油在20 *C時(shí)的恩氏粘度1.6E所以一般重油先經(jīng)蒸汽加熱到80°C，再經(jīng)電加熱到120*C（低于開口閃點(diǎn)4*C左右），也有僅經(jīng)過電加熱器直接加熱到120*C再進(jìn)入燃油噴嘴。輕油所含碳（C）、氫（H）高于重油，因此熱值高于重油，重油應(yīng)用基成分含有水分，水分蒸發(fā)消耗燃燒熱量，重油中，灰分、硫、氮、均高于輕油，不產(chǎn)生燃燒熱量但隨煙氣排放時(shí)帶出熱量，增加物理熱損失。重、輕油平均成分分析數(shù)據(jù)如表1. 1.2理論空氣量和煙氣發(fā)生量表1典型重油。輕油的應(yīng)用基組分油品輕油重油單位質(zhì)量液體燃料的理論空氣需要量Lo：輕油的Cy、Hy均高于重油，故輕油的燃燒理論空氣量約高出重油4.5%，不過中、小型燃油鍋爐實(shí)際空氣量是理論空氣量的1.2 ~1.7倍，用重油鍋爐燃燒輕油，配風(fēng)系統(tǒng)不需做任何調(diào)節(jié)。

　　單位質(zhì)量液體燃料的理論燃燒產(chǎn)物量Vo：Vo=0.79（Lo）+0.01m3/kg輕油理論煙氣量與理論空氣量一樣約高出重油4.5%，在正常工況下，煙氣中污染物CO，NOx CmHn基本相同，而煙塵排放量，重油是輕油的1. 53倍；SOx排放量是輕油的11. 16倍，一般燃油鍋爐依靠煙囪的自身抽力排煙不配引風(fēng)機(jī)。

　　2重油鍋爐開停爐冒黑煙的原因預(yù)熱后的重油，經(jīng)噴油嘴噴入爐膛內(nèi)，形成極細(xì)的霧狀油滴，油滴受爐內(nèi)紊流擴(kuò)散的高溫燃燒氣體對(duì)流傳熱和爐膛內(nèi)輻射傳熱而逐漸蒸發(fā)成油蒸汽，與噴入爐內(nèi)的空氣混合向前推進(jìn)，在達(dá)到著火條件（一定溫度和濃度）后燃燒。重油的火炬燃燒可分為霧化區(qū)（射流噴嘴噴出后，霧化油滴吸熱區(qū)域）混合區(qū)（霧化油滴蒸發(fā)，擴(kuò)散和空氣形成可燃混合物）和燃燒區(qū)（可燃混合物著火和燃燒）。如果重油滴霧化得比較細(xì)，單位重量的表面積就大，吸收足夠的熱量后，油蒸汽的蒸發(fā)量就愈大，則油蒸汽和氧之間的擴(kuò)散速度也愈大，燃燒速度就愈大。重油霧化矩加熱到著火，所需要的熱量約為600 ~900kkg，接近重油發(fā)熱量的10%因此重油霧化矩開始著火的載面之前有一個(gè)吸熱的預(yù)備區(qū)域。重油中有較多不易蒸發(fā)的重分子碳?xì)浠�合物往往在重油滴沒完全蒸發(fā)完之前，因缺氧和受熱溫度不夠（大約600*C）而分裂成碳黑塵粒，碳黑微粒很難燃燒，常常來不及燃燒掉京尤會(huì)離開爐膛被煙氣一起帶走。

　　重油開爐時(shí)，一條黑色的煙帶從煙囪冒出蜿蜒數(shù)10m，延續(xù)10多min后顏色才開始變淺。在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)瞬間有黑色飄塵落下，其原因主要如下：（）冷態(tài)下的鍋爐無蒸汽熱源，電加熱需數(shù)分鐘時(shí)間，加上爐膛內(nèi)處于較低的溫度，往往司爐工為了搶時(shí)間，造成重油在高粘度下進(jìn)入噴嘴，噴出的油滴顆粒大，霧化質(zhì)量差，爐內(nèi)溫度不高，油滴僅表面汽化成油蒸汽就開始燃燒，燃燒未完全效率低。

　　（2）停爐時(shí)，噴嘴前具相當(dāng)高溫度的一段管道已充滿重油，這部分重油容易分解積焦，也是下次開爐時(shí)的冷態(tài)油，因停油和停風(fēng)是同時(shí)進(jìn)行的，尚有剩余霧化油氣因缺氧停止燃燒生成碳黑落于爐膛內(nèi)。

　　3采用輕油開停爐，消除開爐冒黑煙現(xiàn)象利用輕油的易燃性和污染相對(duì)較少，在開停爐時(shí)采用輕油，可以解決開爐冒黑煙現(xiàn)象。輕油開停爐是在原重油供油系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增輕油輔助管路（見）。輕油開停爐操作步驟如下（此步驟僅限于WNS4-1. 0Y型鍋爐，其它類型鍋爐有差異）然后開c閥，關(guān)d閥，停電加熱器，最后停風(fēng)機(jī)和油泵。在停爐前打開輕油閥，關(guān)閉重油閥是為了待管內(nèi)重油燃盡后，讓輕油充滿噴嘴前油管以備開爐用。

　�。�2）開爐a、b、c、d閥均處于停爐時(shí)的開閉狀態(tài)，開風(fēng)機(jī)、油泵、電加熱器。電磁點(diǎn)火鍋爐啟動(dòng)，10min后已有蒸汽產(chǎn)生，鍋爐進(jìn)入正常供熱狀態(tài)，電加熱器（尚有停爐時(shí)遺留重油）已達(dá)到加熱溫度和蒸汽加熱器投入運(yùn)行，打開a閥、d閥；關(guān)c閥、b閥，處于重油燃燒狀況。

　　采用輕油開停爐，極大地改善了煙氣排放狀況，從輕油開爐到接上重油煙氣林曼黑度變化不大，煙塵排放濃度控制在400mg/Nm3左右，開爐時(shí)NOx濃度會(huì)大大降低。如果后接脫硫除塵裝置，在設(shè)定工藝和設(shè)備條件下，按照正常的運(yùn)行工況設(shè)定的脫除效率也基本固定處于平衡狀態(tài)。而采用重油開爐，非正常運(yùn)行工況下這種平衡關(guān)系尚未建立，脫除效率會(huì)降得很低。因此采用輕油開停爐來保證脫除效率也仍然有效。從經(jīng)濟(jì)的角度來講1臺(tái)4t/h飽和蒸汽鍋爐開爐及升溫階段，10min約耗輕油32kg如果重油開爐，耗油量相當(dāng)，但產(chǎn)蒸汽量低30%~50%.單位蒸汽量成本相差不大，但輕油開停爐的環(huán)保效益是顯而易見的，另外輕油開爐啟動(dòng)快的特點(diǎn)也不要忽略。