富氧燃烧对电站锅炉运行的影响

李英杰

摘 要：介绍了富氧燃烧方式的技术特点，以某电厂200MW机组为例，对不同富氧浓度气氛下的锅炉进行热力计算，并与空气气氛进行比对，得出了富氧燃烧下的理论空气量，燃烧产物焓值，理论燃烧温度等参数的变化规律。

关键词：富氧燃烧；锅炉特性；热力计算

1 前言

富氧燃烧作为一种新型的燃烧技术用于工业锅炉已经比较成熟，而有关富氧燃烧用于电站锅炉的报告并不多见，以某电厂200MW机组为例，对其富氧燃烧方式下的锅炉性能影响进行分析。首先对富氧下的理论空气量，空气和燃烧产物焓值进行比较，其次计算富氧燃烧方式下的理论燃烧温度，炉膛出口温度和炉膛的传热量，并与空气气氛进行比对，得出了富氧方式下烟气气氛对炉内传热的影响规律。

2 富氧燃烧对锅炉性能影响的分析

锅炉是以空气为燃烧介质，如果空气的成分发生变化，那么对于锅炉内部的燃烧、传热和其他过程的影响是根本性的，从而也影响了锅炉的各项性能。

2.1 理论空气量

大气中的氧气稳定在21%（高海拔区除外），其余79%都是氮气，氧气的增多和氮气的减少使得燃烧消耗的空气量和烟气量均减少。在富氧条件下，一般氧含量会上升到27-30%。

设富氧空气重氧的容积百分比为x%，则1kg燃料燃烧时所需的理论富氧空气量时 ，相对于理论自然空气量 的减少量可以表示为

当富氧空气中的氧的含量为27%时，理论空气量减少到原来的78%.

2.2 理论燃烧温度和炉膛出口温度

空气中的氮属于惰性物质，不参与反应，但是耗费了热量，对于传热没有任何贡献。富氧条件下，由于含氮量的降低，理论燃烧温度会增加。按照上述的原则计算的烟气焓值在相同温度下有所降低。

计算条件：运行工况，煤种，过量空气系数，热风温度，炉膛的沾污情况和火焰中心高度不变。

由表1中数据可以看出，随着氧气的增加，理论燃烧温度大幅度上升，而同时炉膛出口温度却有所下降。这主要是由于烟气的热容量降低所致。

理论燃烧温度并不是炉膛中真是存在的温度，但是他和炉膛中温度水平、温度分布以及最高温度都是有密切关系的。

炉内传热是个很复杂的过程，影响因素很多。如果只是考虑理论燃烧温度和烟气热容量的影响，而不考虑燃料量的变化，炉膛传热变化的计算结果见表3.

由表2中的计算结果可以看出，随着富氧程度的增加，炉内传热量增加。主要原因是炉内平均温度上升。

3 结论

富氧燃烧技术对于电站锅炉的影响分析需要通过大量试验和现场运行经验来得出。空氣中氧浓度的变化影响了对流换热和辐射换热情况，随着氧浓度的增加，辐射传热量增加，对流吸热量减少，改变了锅炉内对流和辐射换热量的比例，需要对锅炉结构进行一些改变。

富氧燃烧对各参数的影响规律如下：随着空气中氧浓度的提高，理论空气量减小，理论燃烧温度和炉膛吸热量增加，炉膛出口温度降低；炉膛排烟损失减小。

[参考文献]

[1]樊泉桂.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社.

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