少气点火装置燃烧技术

2016-04-21邵天成张玉锋王秋粉宋继坤王毅岩姜志军烟台龙源电力技术股份有限公司山东烟台264006

山东工业技术 2016年3期

关键词：燃烧室

邵天成,张玉锋,王秋粉,宋继坤,王毅岩,姜志军（烟台龙源电力技术股份有限公司,山东　烟台　264006）

少气点火装置燃烧技术

邵天成,张玉锋,王秋粉,宋继坤,王毅岩,姜志军
（烟台龙源电力技术股份有限公司,山东烟台264006）

摘要：本文介绍少气点火装置燃烧技术，该技术具有结构简单，投资少、可靠性高、基本无维护工作量等突出优点。

关键词：少气点火装置；燃烧室；配风盘；稳燃环

0　前言

随着我国国民经济的快速发展，电力工业更是迅猛发展，燃油消耗的激增将对我国能源安全造成日益严重的影响[1]。

到2014年底，我国常规油气资源总量丰富，石油地质资源量达到1085亿吨，可采资源量268亿吨。天然气地质资源量68万亿立方米，可采资源量40万亿立方米。石油和天然气地质资源量均比2007年评价结果同比大幅增长[2]。

20世纪80年代后期，我国对于燃料的结构有所调整，燃料结构出现多元化，燃料中燃气所占比例逐渐增加[3]。

少油点火燃烧器是近几年发展起来的燃烧技术，通过工程应用实例说明少油点火燃烧器不仅技术成熟，且能取得可观经济效益[4]。

天然气与轻柴油具有很多相似的方面，进一步研究少气点火技术迫在眉睫。

1　少气点火装置的结构设计

少气点火装置的结构由气枪、配风盘、稳燃环、燃烧室等组成，如图1。

图1

本少气点火装置配置了自动点火功能，采用高压离子点火棒，通过高电压在间隙电极之间电离空气而产生电火花，从而引燃天然气。

本少气点火装置配置了自动检测天然气火焰的紫外火检设备。

2　少气点火装置数据分析

2.1冷态实验

结合少气点火装置的结构进行了冷态实验，天然气采用压缩空气代替，天然气燃烧时需氧量采用空气代替，压头由风机提供；通过系列数据的拟合成不同工况下的曲线。

不通空气，只通压缩空气，测得气枪的冷态流量关系：压力10—100KPa，对应气枪出力60—200Nm3/h，压力与流量基本成线性关系。不通压缩空气，只通空气，测得配风的冷态流量关系：压力1000—5000Pa，对应配风出力1000—1600Nm3/h，压力与流量基本成线性关系。根据天然气完全燃烧时需要空气量为体积比1:9.5，通过对比可以得出本实验范围内空气的补量是完全满足天然气的理论燃烧需要的空气量。

天然气采用10-100KPa压力输送，空气压力采用1000-5000Pa的压力输送，天然气的输送压力是空气的10-20倍，防止气体燃烧时出现回火现象。

2.2少气点火装置的热态实验

本实验过程中，采用丙烷气体代替天然气，丙烷的物理特性：相对蒸气密度（空气=1）=1.56；燃烧热=92.13MJ/m3。

通过与天然气的对比，丙烷的热值是天然气热值的2.52倍左右。由公式C3H8+5O2=3CO2+4H2O可知，丙烷1体积燃烧需要5体积的氧气，而空气中的氧气占21%，这样1体积丙烷完全燃烧需要25体积的空气。在小出力的情况下丙烷是能够满足实验条件的。

少气点火装置初次点火时，丙烷的气量为30Nm3/h，空气压力为1500Pa，点火顺利，气体火焰明亮，火检能够检测到信号。

通过不同工况调整，燃烧比较稳定，没有出现脱火及点不着的现象。由于气枪是利用多孔高压射流将天然气快速通过小孔喷出流速很高，防止了天然气产生回火现象；稳燃环，加强了烟气的扰流，提高了燃烧的稳定性；燃烧室提供了气体燃烧空间，由于烟气快速膨胀，烟气流速很高，提高了出口烟气动量，增强了火焰的刚性。

这种少气点火装置结构实现了气体完全燃烧，同时提高了火焰的刚性。