富氧燃烧在生物质锅炉的应用
富氧燃烧技术
富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用一、概述通常空气中氧的含量为20.93％、氮为78.1％及少量惰性气体等，在昆明地区空气中氧的含量约为20.8％,在燃烧过程中只占有空气总量的1／5左右的氧参与燃烧，而占空气总量约4／5的氮和其他惰性气体非但不助燃，反而将随烟气带走大量的热能。
人们把含氧量大于20.93％的空气叫做富氧空气。
富氧空气参与燃烧给燃烧提供了足够的氧气，使可燃物充分燃烧，减少了固体不完全燃烧的排放，减少了氮和其他惰性气体随烟气带走的热能。
将具有明显的节能和环保效应。
目前富氧可以通过深冷分离法、变压吸附法及膜分离法获得。
膜法富氧技术是近年发展的非常适合各种锅炉、窖炉做助燃用途的高新技术，它具有流程简单、体积小、自身能耗低、使用寿命长、投资较少等特点，被工业发达国家称之为“资源的创造性技术”。
二、膜法富氧原理膜法富氧是利用空气中各组分透过富氧膜时的渗透速率不同，在压力差驱使下，使空气中的氧气优先通过而得到富氧空气。
膜法富氧助燃系统包括空气过滤器、鼓风机、富氧膜组件、水环真空泵、真空表、调节阀、气水分离器、除湿增压电控系统、富氧预热器和喷嘴。
三、富氧燃烧分析助燃空气中氧浓度越高，燃料燃烧越完全，但富氧浓度太高，会导致火焰温度太高而降低炉膛受热面的寿命，同时制氧投资等费用增高，综合效益反而下降，因此国内外研究均表明，助燃空气富氧浓度一般在26～30％时为最佳。
1、据测试氧含量增加4－5%，火焰温度可升高200－300℃。
火焰温度的升高，促进整个炉膛温度的上升，炉堂受热物质更容易获得热量，热效率大幅提高。
2、燃料在空气中燃烧与在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在空气中的燃烧速度最大为280cm/s，在纯氧中为1175cm/s，是在空气中的4.2倍，天然气则高达10.7倍。
富氧助燃，可以使燃烧强度提高、燃烧速度加快，从而获得较好的热传导，使燃料燃烧的更完全。
3、燃料的燃点温度不是一个常数，它与燃烧状况、受热速度、富氧用量、环境温度等密切相关，如CO在空气中为609℃，在纯氧中仅388℃，所以用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度、减小火焰尺寸、增加释放热量等。
富氧燃烧技术的应用及优势
富氧燃烧技术的应用及优势富氧燃烧技术是指在燃烧过程中引入额外的富氧气体，以提高燃烧效率，并同时减少废气中的有害物质的技术。
它被广泛应用于工业生产中，特别是在煤炭、石油、化工、钢铁、电力等领域的燃烧过程中。
富氧燃烧技术的应用主要包括以下几个方面：1.煤炭燃烧：富氧燃烧技术可以提高煤炭的燃烧效率，减少燃烧产生的二氧化碳排放和烟尘排放。
同时，富氧燃烧还可以降低燃煤发电厂的水耗量，提高发电效率。
2.石油燃烧：在石油燃烧过程中引入富氧气体，可以提高燃烧效率，并减少有害物质的排放。
此外，富氧燃烧还可以提高炼油厂的产物质量，降低废气中二氧化硫和氮氧化物的含量。
3.化工燃烧：在化工生产中，富氧燃烧技术可用于燃烧反应中的氧化剂，提高反应效率，减少副产物的生成和能源消耗。
例如，在炼油和化肥生产过程中，富氧燃烧技术可以提高反应器的利用率，降低原料和催化剂的消耗。
4.钢铁燃烧：在钢铁冶炼过程中，富氧燃烧技术可以提高炉温，加快燃烧过程，提高炉效率。
同时，富氧燃烧还可以减少燃烧废气中的硫氧化物排放，改善环境质量。
5.电力燃烧：在发电过程中使用富氧燃烧技术可以提高热效率，降低煤炭消耗，减少二氧化碳和氮氧化物的排放。
此外，富氧燃烧还可以减少锅炉内的氮氧化物生成，降低锅炉氮氧化物排放。
富氧燃烧技术的优势主要体现在以下几个方面：1.提高燃烧效率：富氧燃烧技术可以增加燃烧反应中的氧浓度，提高燃烧效率。
燃烧效率的提高意味着更少的能量损失和燃料消耗，从而可以节约能源和降低生产成本。
2.减少污染物排放：引入富氧气体可以改变燃烧反应的条件，使污染物的生成和排放得到抑制。
富氧燃烧技术可以减少烟尘、二氧化碳、氮氧化物等有害物质的排放，对改善大气环境质量具有积极意义。
3.提高产品质量：在一些工业生产过程中，富氧燃烧技术可以提高产品质量。
例如，富氧煤炭燃烧可以降低燃烧废气中的硫氧化物含量，减少煤炭中的硫分和灰分对产品质量的影响，提高煤制气的气体质量。
生物质锅炉燃烧技术及案例
生物质锅炉燃烧技术生物质锅炉燃烧技术是指将生物质转化为热能，通过燃烧过程产生高温烟气，再通过余热锅炉将高温烟气中的热量传递给水，最终产生蒸汽或热水的过程。
在生物质锅炉燃烧过程中，主要包括生物质的制备、燃烧过程、烟气净化以及热能的传递四个环节。
目前，常用的生物质锅炉燃烧技术主要有直燃式和循环式两种。
直燃式燃烧技术是指生物质燃料直接与锅炉中的空气接触进行燃烧，该方法操作简单，但生物质利用率较低，且燃烧过程中产生的烟气温度较高，容易造成环境污染。
循环式燃烧技术则是通过循环流化床锅炉来实现生物质的燃烧，该方法能够提高生物质的燃烧效率，同时降低烟气温度，减少环境污染。
在循环流化床锅炉中，生物质颗粒在高速风的作用下形成流态化，使生物质与氧气充分接触、混合并进行燃烧。
同时，炉膛下部会设置多个隔板和喷水装置，使燃烧产生的烟气能够充分循环并带走部分热量，从而达到减少排烟温度、节约能源的目的。
此外，为了保证燃烧的稳定性和避免结焦现象的发生，循环流化床锅炉还配备了先进的燃烧控制系统和监测系统。
案例分析以下是一个使用循环流化床锅炉进行生物质燃烧的案例：某工厂使用生物质锅炉进行蒸汽生产。
该锅炉采用循环流化床燃烧技术，燃料为当地收集的农林废弃物，如树枝、锯末等。
在燃烧过程中，锅炉配备了先进的燃烧控制系统和监测系统，能够保证燃烧的稳定性和持续性。
生物质在锅炉中被加热至燃烧温度，与氧气充分接触、混合并进行燃烧，产生的烟气则通过循环系统带走了部分热量，从而降低了排烟温度。
此外，为了保证锅炉的热效率，锅炉还会配备余热回收装置，将排烟热量转化为蒸汽或热水，最终用于生产。
在运行过程中，该锅炉表现出了良好的稳定性和可靠性。
燃料成本较低，且环保性能优越，排放物主要为二氧化碳和水蒸气，对环境无害。
此外，该工厂还充分利用了回收的余热，提高了能源利用效率。
总之，生物质锅炉燃烧技术具有环保、高效、经济等优点，在实践中得到了广泛应用。
合理选择燃烧技术、配备先进的控制系统和监测系统，以及充分利用回收的余热，是实现生物质锅炉高效运行的关键。
生物质富氧燃烧
生物质富氧燃烧生物质富氧燃烧技术是指采用空气富含氧气的方式来燃烧生物质能源。
生物质能源作为一种绿色、可再生、清洁的能源，已经成为工业和居民日常生活的重要能源来源。
生物质能源的利用能够有效解决能源短缺和环境污染的问题，因此生物质能源的富氧燃烧技术得到了广泛关注和应用。
生物质富氧燃烧技术的原理是：空气中的氧气与生物质中的碳、氢、氧等元素发生化学反应，生成二氧化碳、水和热能。
与传统燃烧方式相比，生物质富氧燃烧技术具有以下优点：1、高效能：生物质富氧燃烧技术可以在较低的温度下燃烧生物质能源，充分利用生物质能源的热量和能量。
2、节能环保：生物质富氧燃烧技术能够减少能源的消耗，同时产生的废气排放量小、无臭味、无污染物，使得环境污染得到有效控制。
3、经济性好：生物质富氧燃烧技术具有减少成本和提高收益的效果。
在能源出口、燃料税、税收减免等方面，政策给予政策支持和优惠，使得生物质富氧燃烧技术在经济层面上获益较为可观。
虽然生物质富氧燃烧技术有诸多优点，但也存在一些挑战，如：1、控制燃烧过程：生物质燃烧时产生的热量易造成火灾，因此需要对富氧燃烧的温度、氧气含量、燃料质量等进行控制和管理。
2、处理灰渣：生物质燃烧后会产生灰烬等固体物质，需要对其进行处理和回收。
3、开发新设备：生物质富氧燃烧技术需要相应的设备进行实现，因此需要在技术和经济等方面进行持续改进和优化。
为了解决这些挑战，需要进行进一步的研究、开发和推广。
在技术方面，可以通过改进燃烧设备、控制燃烧过程等方式来提高生物质富氧燃烧技术的应用效果。
在政策方面，可以给予生物质富氧燃烧技术适当的政策支持和激励，鼓励企业和个人在使用生物质能源时采用富氧燃烧技术。
总的来说，生物质富氧燃烧技术是一种利用生物质能源的绿色、可持续、经济的方式，具有重要的应用前景。
在未来的能源利用中，生物质富氧燃烧技术将会得到更加广泛的应用和推广。
富氧燃烧技术在燃煤电站锅炉中的应用分析
图 １ 风粉射流出口流动工况
３ 富氧条件下煤的燃烧特性的变化
国内外已有多家研究机构对富氧燃烧技术的燃
烧特性进行了研究。
Ｔ．Ｋｉｇａ 等发现， 在微重力燃烧室 Ｏ２／ＣＯ２ 气氛中 煤粉的火焰传播速度随着氧气浓度的增加而提高。
Ｃｒｏｉｓｅｔ 等 在 ＣＡＮＭＥＴＣＥＴＣ 的 ０．３ＭＷ 煤 粉 Ｏ２／ＣＯ２ 燃烧半工业规模试验系统上发现随着送风量含量的
煤是复杂的固体碳氢燃料， 除了水份和矿物质 等惰性杂质外， 煤是由碳、氢、氧、氮和硫这些元素的 有机聚合物组成的。这些有机聚合物就构成了煤的 可燃质。煤在受热时， 颗粒表面上和渗在缝隙中的水 分蒸发出来， 就变成干燥的煤。同时逐渐使最易断 裂的链状和环形烃挥发出来， 也即析出挥发份。若外 界温度较高， 又有一定的氧， 那么挥发出来的气态烃 就会首先达到着火条件而燃烧起来。当温度继续升 高而使煤中较难分解的的烃也析出而挥发掉以后， 剩下的就是焦炭。挥发份在燃烧时， 一方面可以供给 热量将焦炭加热的炽热状态， 另一方面暂时把氧都 抢去燃烧掉了， 所以焦炭要在大部分挥发份烧掉以 后才开始燃烧【２】。
２ 煤粉富氧燃烧技术的原理
降低。如果提高局部的氧气浓度， 则根据化学反应 的质量作用定律， 挥发份的燃烧速度将随氧气浓度 的升高而增大， 使该区域燃烧反应物的放热速率提 高， 从而形成局部高温区。局部的高温区又促使更 多的挥发份析出并将焦炭更快地加热到炽热着火状 态， 使局部反应温度进一步提高， 从而形成一次风射 流边界着火燃烧的良性循环。
膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用
膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用膜分离富氧技术是一种新型的低氮燃烧技术，它通过利用膜分离原理，将空气分离成两部分氮气和氧气，然后将氧气注入燃烧器中，从而达到增加热值、提高燃烧效率、降低NOx排放的目的。
这种技术在煤炭行业的应用非常广泛，特别是在燃煤锅炉上的应用，已经成为了降低NOx排放的重要手段。
本文将对膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用做一些介绍和探讨。
一、膜分离富氧技术的工作原理膜分离富氧技术主要包括两个部分：气体分离和气体传输。
气体分离是指利用膜的分离效果，将空气分离成氮气和氧气两个部分。
传输部分是指将分离后的氧气输送到燃烧器内，从而提高燃烧效率，减少污染物排放。
膜分离的原理是利用了气体分子在不同性质膜上的不同透过程度。
一般来说，对于N2和O2两种气体，由于分子大小和化学性质的不同，它们通过膜的速度会不同。
因此，可以在膜上建立一个压差，通过控制这个压差的大小，来控制气体通过膜的速度和分离精度，从而实现空气分离成氮气和氧气的目的。
二、膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的应用1、增加热值膜分离富氧技术可以将空气中的氧气纯化，从而提高其热值。
这样，燃烧时所释放的热量就会更大。
同时，在燃烧效率不变的情况下，热值的提高也会使燃烧器的出力得到提升，从而提高锅炉的效率。
2、提高燃烧效率通过调节膜的分离效果和传输的氧气量，可以控制燃烧过程中的氧浓度。
这样不仅可以保证燃烧的稳定性，还可以避免因空气中氧气含量过高而导致燃烧不完全的问题。
同时，在保证燃烧效率的情况下，还可以减少过量空气的使用，从而节约燃料。
3、降低NOx排放NOx是煤炭燃烧后产生的一种污染物，它对大气有很大的危害。
因此，降低NOx的排放是一个重要的环保需求。
膜分离富氧技术能够减少过量空气的使用，从而减少NOx的形成。
三、膜分离富氧技术在燃煤锅炉上的优势1、低能耗膜分离富氧技术不需要使用额外的化学物质，也不需要过量的空气，因此能够节约能源。
2、高效清洁膜分离富氧技术能够有效地减少污染物排放，对环境有着良好的保护作用。
膜法富氧助燃技术用于锅炉节能减排改造
某一部位（燃油和燃气锅炉），使富氧喷嘴处在最需氧的地方；（３）富氧喷咀可以是一套，也可以是几套。
根据炉型、炉况和燃料等来优化确定；（４）锅炉本身基本不改动，仅通过加富氧来强化燃烧．使燃料尽可能在炉膛内用比较少的氧气完全及时的燃烧；（５）膜法富氧助燃装置不管采用正压操作系统或负压操作系统，其操作都比较简单，有关设备带自动控制或自动报警，还可以和锅炉连锁等，没有任何不安全因素。
４膜法富氧助燃主要技术参数１）富氧浓度：２３％～３０％（采用卷式组件时，最高可达３１％）：２）富氧流量：０．０４—５０，０００Ｎｍ３／ｈ：３）占地面积：一５ｍ２／（３００Ｎｍ３／ｈ富氧空气，正压法占地面积更小）：４）耗电：０．０５—０．１５ｋＷ／Ｎｍ３富氧空气；５）膜组件寿命１０年左右，而且免维护，终身优质服务；６）节能一般在２％一３０％之间，对炉窑和产品无任何副作用。
而且炉龄延长、稳定炉况、产品产量和质量均有所提高，烟气排放达标，投资回收期通常一年左右。
５适用范围膜法富氧助燃技术适用于各种锅炉和所有燃料。
对于发电锅炉，包括煤粉炉和循环流化床锅炉等，一般适用于１８０吨以下，热效率小于９０％的锅炉。
燃煤锅炉节能工程充分燃烧，显著改善环境状况，烟气排放全部优于国家环保标准（采用富氧前曾不同程度地冒黑烟）。
投资回收期一般在一年左右。
１）南阳油田４吨燃煤锅炉２００６年９月在南阳油田４吨燃煤锅炉上应用，采用的是局部增氧对称燃烧等技术，经中石化河南分公司节能监测站对比测试，平均节煤２９．７４％，热效率平均提高１５．９６个百分点，最高达１７．４４个百分点。
平均负荷提高１７．６９％，蒸汽压力提高３９％，炉渣可燃物含量下降５３．９％，排烟处ＣＯ下降９６．４％，固体未完全燃烧热损失下降４８．５％等。
（见图２）项目总投资１６万元。
节能效果：该项目节煤４２０吨／年，节约资金至少２０万元／年。
投资回收期小于０．８年。
６典型案例与效益分析膜法富氧局部增氧助燃技术在燃油、燃煤和燃气等炉窑上已经使用数十家，社会效益和经济效益均十分显著：平均节约燃料１０．９％，增产９．２％，产图２富氧助燃装置在４Ｔ／ｈ燃煤锅炉上应用品质量均有提高，窑炉寿命也相应延长，由于燃料ｓ州喘：基嚣芝方ｓＨＡＮＧＨ川ＥＮＥＲＧＹｙ，１２００８年第２期一。
富氧燃烧的分类、基本特点及对锅炉性能和结构的影响
富氧燃烧的分类、基本特点及对锅炉性能和结构的影响富氧燃烧的分类及基本特点目前，富氧燃烧的形式大致可分为：微富氧燃烧、氧气喷枪、纯氧燃烧、空-氧燃烧4大类。
微富氧燃烧是直接将氧气和空气先混合，使之呈现微富氧状态，之后再送入炉膛燃烧。
氧气喷枪利用氧气喷枪在燃烧室内局部注入氧气。
纯氧燃烧是利用氧气直接取代空气。
空-氧燃烧是空气和氧气同时供应燃烧器燃烧。
不论是上述哪种方式，富氧燃烧与普通燃烧相比都存在以下特点：.理论空气量少：随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气需要量减少，当含氧量从21%提高到28%时，理论空气量可降低25%左右，相应的烟气量也减少。
.火焰温度高：随着氧浓度的增加，理论火焰温度相应升高，但提升幅度逐渐减小。
一般富氧浓度在26%-31%时最佳。
.加快燃烧速度：燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，几种气体燃料在空气中和纯氧中的燃烧速度对比情况见表1。
故用富氧空气助燃后，不仅提高燃烧强度，加快燃烧速度，同时温度提高有利于燃烧反应完全。
.降低污染排放：由于富氧燃烧烟气量减少，可降低包含CO、CO2等污染物的排放总量。
此外，由于使用的空气中N2降低，使燃烧废气中的CO、CO2、SOx、NOx浓度增加，可使CO2捕捉、排烟脱硝等废气处理更有效率。
.富氧燃烧对电站锅炉性能及结构的影响锅炉内部基本的过程包括锅内过程和炉内过程。
炉内过程的基础物质就是空气和燃料。
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。
理论空气量和过量空气系数、燃烧产物和焓值、炉膛出口温度和理论燃烧温度等方面会发生变化。
经初步计算，富氧30%比正常空气条件下理论燃烧温度提高超过500℃，炉膛算术平均温度提高约250℃。
相应的，炉内传热变化也很明显，在假定燃料量、热风温度、沾污等不变的情况下，炉膛吸热量增加大约26%，这是由于炉内平均温度升高，炉内辐射传热量增加。
富氧燃烧在生物质锅炉的应用
富氧燃烧在生物质锅炉的应用————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ富氧燃烧技术在生物质锅炉的应用的探讨摘要:根据生物质锅炉燃烧特点、燃料特性,结合富氧燃烧技术特点，阐述了对生物质锅炉利用富氧燃烧技术解决飞灰含碳量高、炉膛负压不稳定、燃烧过程空气需求量大、排烟量大等瓶颈问题,提出见解和分析。
前言:在世界能源消费中，生物质能源约占16%左右,而在欠发达地区则占６3%以上。
全球大概有25亿人生活所用的能源9０％以上都是生物质能源。
中国是人口最多的国家,同时又处在一个经济的快速发展的时期,能源的需求和消费尤为巨大。
日益短缺的化石燃料资源,以及燃烧化石燃料造成大气污染，已成为人们关注和忧虑的焦点。
2１世纪，中国将会面对环境保护和经济增长的双重压力。
因此,转变能源生产和消费结构的模式,开发和利用生物质能和其他可再生能源和清洁能源，建立新的可持续发展的能源利用体系，为保障和促进可持续发展和环境保护有着深远的意义。
生物质能是人类在远古时代就开始利用的能源,中东战争所造成的世界能源危机使人们开始关注和重视开发和利用可再生能源。
人们清醒的认识到石油和煤等化石燃料不可再生和所造成的环境等一系列问题使人类的可持续发展遇到了前所未有的重大问题。
使用化石燃料会产生“酸雨”,“臭氧耗破坏”，“温室效应”和其他环境问题,人类的生存和发展正面临着巨大的挑战。
而为了解决因为使用化石能源所造成的一系列问题,人类正积极探索和研究可再生清洁能源以替代化石燃料。
2014年４月18日李克强主持召开新一届国家能源委员会首次会议,明确了国家能源发展战略:“节约、清洁、安全”三大能源战略方针。
“节能优先、绿色低碳、立足国内、创新驱动”四大能源战略。
加快构建低碳、高效、可持续的现代能源体系。
二、生物质锅炉运行分析；据统计，现在生物质能消费占世界总能耗的16％左右,位于煤，石油,天然气之后,位居第四。
富氧燃烧点火技术在600MW超临界锅炉的应用
富氧燃烧点火技术在600MW超临界锅炉的应用本文针对国电聊城发电有限公司#4锅炉燃油系统存在的问题。
以保证降低锅炉燃油量、保证机组安全、保护环境为根本目的，富氧燃烧点火技术在国电聊城发电有限公司#4锅炉得到了应用。
#4机组启动的节油率可达到68%，大大降低了#4锅炉的启动燃油量，同时保证了锅炉燃烧的稳定性，多次避免了锅炉灭火事故的发生。
标签：富氧燃烧；节油；安全1 进行富氧燃烧点火技术改造前的设备简介国电聊城发电有限公司#4锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的国产超临界参数复合变压直流本生型锅炉。
前后墙对冲三层布置，每墙3排，每排4只，共24只低NOx旋流式煤粉燃烧器。
锅炉前墙下层（E 层燃烧器）采用专门设计制造兼具有少油点火功能的燃烧器。
锅炉后墙下层（B 层燃烧器）采用加氧型等离子点火燃烧器。
锅炉共设有16 只压缩空气雾化点火油枪和 4 只压缩空气雾化的小油枪，油枪出力分别是1.2T/H、0.25T/H。
2 锅炉点火系统存在的问题目前国电聊城发电有限公司#4炉16只压缩空气雾化点火油枪存在以下问题：（1）点火油枪出力大。
每支压缩空气雾化点火油枪出力为1.2T/H，#4炉冷启动用油25吨。
（2）点火油枪为移动式，点火油枪投入时间长，需要10-12秒。
如果锅炉燃烧不稳定，需要紧急投油稳燃时，容易造成燃烧恶化，造成锅炉灭火，甚至造成锅炉爆燃事故。
（3）油枪容易堵塞。
清理油枪时，会延误启动磨煤机的时间，增加锅炉启动燃油量。
同时需要紧急投油稳燃时，油枪不着火，造成锅炉灭火。
（4）煤粉泄漏，污染环境。
由于原点火油枪为移动式，所以存在间隙，会造成煤粉泄漏，污染环境。
（5）移动式油枪的推进机构容易发生故障。
造成油枪的投入成功率低，再就是增大了维护工作量。
3 解决问题的研究方案针对国电聊城发电有限公司#4锅炉燃油系统存在的问题，进行了分析研究。
由于我公司#4炉中层点火油枪（D、F层）的出力大且投入时间长，因此要对中层油枪进行改造。
生物质锅炉，影响燃烧过程的变量你知道多少？
生物质锅炉，影响燃烧过程的变量你知道多少？一、含水量不同种类燃料的含水量区别很大，取决于燃料种类和储存方式。
为了保持生物质锅炉燃料燃烧稳定性，在使用之前需要晾晒（有条件时要增设干料棚）。
含水量增加会降低炉膛蓄热温度，增加燃料在燃烧室的不完全燃烧。
含水量过大是国能生物质电厂带不上负荷的主要原因。
含水多的燃料着火困难，影响燃烧速度，使炉内温度降低，使机械和化学不完全燃烧热损失增加，当燃料水分大于45%时，燃烧就非常困难。
在燃烧过程中，水分因蒸发、汽化要消耗大量的汽化热。
水分含量大的燃料其燃烧后的烟气体积较大（水变为蒸汽比体积增加了1200倍），由于出口烟气有130℃左右温度，因此随烟气带走的热量损失较多（此现象可以通过烟囱的排烟，观测到呈现大量乳白气体），锅炉的热效率就较低。
此外，烟气体积增加，引风机消耗的电能也随之增加，引风机功率增加了，使得烟气流速加快，燃烧上移，很难构建合理的燃烧工况，保障炉排燃烧动力平衡（养不住底火）。
烟气流速加快使得烟气携灰量也增加，加速了对炉膛尾部受热面的磨损。
二、发热量（一）概念(1)高位发热量（湿基）。
指1kg燃料在单位时间里完全燃烧所放出全部的热量，单位MJ/kg。
(2)低位发热量（干基）。
是燃烧热量中，去掉燃烧时生成的汽化潜热（水蒸气）所释放的热量，单位MJ/kg。
（二）影响发热量的因素影响发热量的一般因素是燃料中的水分、灰分和杂质，这也是国内生物质电厂共同存在的问题（燃料水分和灰分过大的问题不解决，生物质发电企业是很难发展的）。
过湿、过长的燃料在取料机、给料机里堵塞，在炉排上烧不透，增加了不完全燃烧损失（某电厂由于入炉燃料灰分通常大于40%，所以长期带不上高负荷）。
三、过量空气系数理论空气量与实际空气量的比值叫做过量空气系数。
生物质锅炉的燃烧过量空气系数要大于1，通常大于1.25，以保证助燃空气与可燃物的充分混合。
过量空气系数沿用了煤粉锅炉的数据，现在无权威论证。
600MW煤粉生物质富氧燃烧锅炉热力特性分析及模拟的开题报告
600MW煤粉生物质富氧燃烧锅炉热力特性分析及模
拟的开题报告
题目：600MW煤粉生物质富氧燃烧锅炉热力特性分析及模拟
背景介绍：
随着人们对环境保护的重视，生物质能源被视为未来能源的重要方向。
热电厂作为生物质能源的重要应用领域之一，在国家政策支持下得
到了快速发展。
因此，对生物质燃烧锅炉的热力特性研究具有重要的理
论和应用意义。
研究内容：
本课题以600MW煤粉生物质富氧燃烧锅炉为研究对象，考虑不同生物质燃料组成、入口煤粉含量和富氧比等参数对锅炉热力性能的影响，
针对锅炉内部热流场、质量场和化学反应等复杂过程进行数值模拟，探
究不同工况下锅炉燃烧效率、NOx生成量、SO2排放等关键性能参数的
变化规律。
研究方法：
首先进行双流程燃烧系统的建模，将燃烧室分为煤粉和生物质的燃
烧区与高温烟气燃烧区，构建煤粉相和气相反应动力学模型，通过化学
反应方程组对气相反应进行描述。
然后，通过ANSYS Fluent等软件进行
不同工况下锅炉内部的数值模拟，得到燃烧室内的燃烧特性参数。
最后，通过分析数据得到锅炉燃烧效率、NOx生成量、SO2排放等重要参数的
变化规律。
预期成果：
本研究预期能够探究出不同生物质燃料组成、入口煤粉含量和富氧
比等参数对锅炉热力性能的影响规律以及锅炉燃烧效率、NOx生成量、
SO2排放等性能参数变化的规律，为锅炉的优化设计及其它相关领域提供理论和实验基础。
研究意义：
本课题的研究成果可以为热电厂的煤生物质混合燃烧提供理论和实验基础，同时也可以对矿山、化工、建材等领域的燃烧过程进行优化设计，提高能源利用效率和环境污染控制水平。
富氧燃烧设备在锅炉上应用技术
富氧燃烧设备在锅炉上的应用富氧助燃用于工业锅炉和电厂锅炉节能和环保据不完全统计，目前国内有各种大小锅炉50-60万台，其中工业锅炉40万台左右，大多每小时产蒸汽量在4-35吨或产热在3-25MW之间，热效率普遍偏低，一般在60-80%之间，大部分锅炉的燃料燃烧不完全。
存在冒黑烟现象。
既浪费能源，又严重污染环境等。
由于锅炉类型众多，如链条炉、往复炉、抛煤机锅炉、煤粉炉、循环流化床锅炉、沸腾炉、加热炉、热媒炉、燃油炉、燃气炉、快装炉等，同时每种炉又有许多型号如链条炉又分五种，即WNL卧式内燃链条炉、KZL卧式快装水火管链条炉、DZL单锅筒纵置式链条炉、SZL双锅筒纵置式链条炉和SHL双锅筒横置式链条炉等，而且应用面非常广，几乎涉及所有工业门类。
虽然目前出现不少节能和环保新技术如分层燃烧、重油乳化等，但它们仅适用于某一类型锅炉，如分层燃烧仅适用于链条炉等。
中国科学院大连化学物理研究所膜中心，即目前的天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司的有关科研人员根据所有燃料燃烧均需要氧气这一共同特点，并结合各种锅自身炉燃烧的不同特性，经过十多年的不断探索和创新，终于开发成功一系列适用于各种锅炉和燃料的局部增氧助燃综合集成技术。
锅炉和玻璃窑炉的差别非常大。
对于锅炉是利用局部增氧助燃技术来强化原有锅炉的火焰特性，既要使燃料在炉膛的停留时间更长，又要使燃料在尽可能少的助燃风下更充分、更完全地燃烧。
根据作者十多年的研究和推广获得的经验，目前局部增氧助燃技术只能在180吨以下的锅炉上推广应用，对于180吨以上的锅炉，一是锅炉的运行管理均十分严格，热效率都在90%以上；二是富氧助燃投资相对比较大，投资回收期比较长。
下面分别介绍局部增氧助燃技术用于典型锅炉的特点及典型应用实例。
6.7.1 富氧助燃用于燃油或燃气锅炉局部增氧助燃技术用于燃油或燃气锅炉，其特点差不多，一般均采用对称燃烧技术。
每支油枪或气枪对称配2 、4、6或8支富氧喷嘴。
生物质锅炉富氧燃烧技术研究进展
生物质锅炉富氧燃烧技术研究进展
丁先;李汪繁;马达夫;吴何来;刘平元
【期刊名称】《动力工程学报》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】生物质锅炉富氧燃烧作为一种新型的燃烧技术,可在有效改善生物质燃料清洁高效利用的同时,为碳捕集及利用提供高浓度CO_(2)的烟气,目前该技术在国内外尚处于研究示范阶段。
通过系统梳理生物质燃料的基本特性,重点介绍了生物质富氧燃烧特性及相关工程研究现状,并分析了该技术发展趋势。
结果表明:富氧燃烧可在一定程度上减少热量损失,提高燃烧稳定性和锅炉运行效率;通过烟气再循环动态调整再循环比例可有效控制炉内的温度水平,缓解污染物排放问题;由于在富氧系统、配风系统、受热面结渣和全炉膛密封等方面存在技术问题,合适的注氧和混氧方式、氧量和配风方式的动态调整、防结渣处理和密封改造是防范风险的主要措施;基于富氧燃烧的生物质能高效利用耦合碳捕集与封存技术有望成为生物质电厂转型发展的方向。
【总页数】12页(P157-167)
【作者】丁先;李汪繁;马达夫;吴何来;刘平元
【作者单位】上海发电设备成套设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK16
【相关文献】
1.煤中矿物质在富氧燃烧气氛中的迁移转化特性及其对锅炉结渣的影响
2.燃煤电站锅炉富氧燃烧技术研究进展综述
3.锅炉富氧燃烧技术及高温燃烧技术的节能分析
4.富氧燃烧技术：水泥行业节能降耗的“新式武器”--“水泥窑炉富氧和分级燃烧减排NOx技术与示范应用”国家科技支撑课题研发侧记
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生物质锅炉燃料的
生物质锅炉燃料的
近年来，生物质锅炉作为一项绿色可再生能源，得到了越来越多的重视。
一、生物质锅炉的优势
1. 使用可再生燃料：生物质锅炉使用的燃料主要是木炭、椰子壳、秸秆、棕榈壳等可再生燃料，可以完全替代传统的化石燃料，节约能源，减少污染。
2. 低成本：生物质锅炉可以采用当地可再生能源进行燃烧，比传统的
能源更加廉价，在惠及普通家庭等低收入人群方面具有明显优势。
3. 节能环保：生物质锅炉可以使空气质量得以改善，排放出的尾气中
二氧化碳和其他有害物质的含量都明显减少，有利于减少温室气体的
排放。
二、生物质锅炉的应用
1. 民用取暖：生物质锅炉可以用来取暖室内空气，大大改善了家居环境，同时也降低了取暖成本。
2. 机械制造：生物质锅炉也可用于机械制造，可以提供工厂所需的热能原料，有效提高节能效益。
3.当地发电：可依靠生物质锅炉进行发电，主要用于当地服务，增加当地社区的供电量，改善了当地社会经济发展水平。
三、下一步发展
1. 加强监管：生物质锅炉燃料的可再生性，使其在绿色发展方面占据重要地位，但是其燃烧排放的污染物也不能被忽视，要加强对其安全操作的监管，并按照国家规定设置相应的排放标准。
2. 深入研究：既要加强对生物质锅炉燃料的研究，优化其燃烧条件，另一方面要探索新型技术和新型材料，实现更高效、更安全的燃烧，减少可能造成的污染。
3. 提高技术水平：要培养一支能够满足需求的技术人才队伍，增强技术支持能力，保证技术的连续性，使生物质锅炉得到更好的发展。
综上所述，生物质锅炉作为一项绿色可再生能源，成为民众取暖的主要选择之一，所以要利用好这种能源，科学的使用，更好的发展，提高安全操作水平，降低燃烧排放有害物质含量。
提高锅炉燃烧之富氧新技术
提高锅炉燃烧之富氧新技术发布时间：2022-08-31T08:18:22.422Z 来源：《建筑实践》2022年第4月第8期第41卷作者：张慧芬[导读] 本文通过了解燃煤蒸汽发电技术以及核心设备之锅炉的一些基本内容，原理，特性及工作要求，张慧芬山东益通安装有限公司山东省肥城市 271607摘要：本文通过了解燃煤蒸汽发电技术以及核心设备之锅炉的一些基本内容，原理，特性及工作要求，从提高锅炉运行热效率和节约能源出发，提出富氧燃烧技术在锅炉上应用的可行性。
从提高炉膛温度、减少排烟热损失和消除氮氧化物对大气的污染等三哥方面论述了富氧燃烧训技术的优越性。
从能源形式的分析到利用前景为锅炉的新产品开发提出了新思路。
关键词：富氧燃烧、炉膛温度、?热损失、?氮氧化物、?热效率?1、燃煤蒸汽发电技术简单介绍燃煤发电机组，是将煤等化石燃料的化学能转化为电能的机械设备。
燃煤发电机组工作原理：是将煤燃烧产生的热能，通过发电动力装置（电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等）转换成电能。
燃煤发电历史较悠久，也是较为重要的一种。
燃煤发电机组主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等为主）、控制系统等组成。
前二者产生高温高压蒸汽；电气系统实现由热能、机械能到电能的转变；控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
火力发电厂的电能生产过程为：燃料在锅炉中燃烧放能，并将热能传递给水及蒸汽，使其成为高品位的过热蒸汽，蒸汽在汽轮机中逐级膨胀做功，将热能转换为机械能，最后，发动机将机械能转换成电能。
由此可见，锅炉、汽轮机及发电机为汽轮发电厂三大核心设备。
2、核心设备之锅炉介绍2.1 国产锅炉基本形式及工作原理国产锅炉 300MW 发电机组所配置的锅炉共有三种基本形式：UP 型直流炉、自然循环汽包炉和控制循环锅炉，主要制造厂有上海锅炉厂，东方锅炉厂，哈尔滨锅炉厂和北京锅炉厂等。
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富氧燃烧技术在生物质锅炉的应用的探讨摘要：根据生物质锅炉燃烧特点、燃料特性，结合富氧燃烧技术特点，阐述了对生物质锅炉利用富氧燃烧技术解决飞灰含碳量高、炉膛负压不稳定、燃烧过程空气需求量大、排烟量大等瓶颈问题，提出见解和分析。
前言：在世界能源消费中，生物质能源约占16％左右，而在欠发达地区则占63％以上。
全球大概有25亿人生活所用的能源90％以上都是生物质能源。
中国是人口最多的国家，同时又处在一个经济的快速发展的时期，能源的需求和消费尤为巨大。
日益短缺的化石燃料资源，以及燃烧化石燃料造成大气污染，已成为人们关注和忧虑的焦点。
21世纪，中国将会面对环境保护和经济增长的双重压力。
因此，转变能源生产和消费结构的模式，开发和利用生物质能和其他可再生能源和清洁能源，建立新的可持续发展的能源利用体系，为保障和促进可持续发展和环境保护有着深远的意义。
生物质能是人类在远古时代就开始利用的能源，中东战争所造成的世界能源危机使人们开始关注和重视开发和利用可再生能源。
人们清醒的认识到石油和煤等化石燃料不可再生和所造成的环境等一系列问题使人类的可持续发展遇到了前所未有的重大问题。
使用化石燃料会产生“酸雨”，“臭氧耗破坏”，“温室效应”和其他环境问题，人类的生存和发展正面临着巨大的挑战。
而为了解决因为使用化石能源所造成的一系列问题，人类正积极探索和研究可再生清洁能源以替代化石燃料。
2014年4月18日李克强主持召开新一届国家能源委员会首次会议，明确了国家能源发展战略：“节约、清洁、安全”三大能源战略方针。
“节能优先、绿色低碳、立足国内、创新驱动”四大能源战略。
加快构建低碳、高效、可持续的现代能源体系。
二、生物质锅炉运行分析；据统计，现在生物质能消费占世界总能耗的16％左右，位于煤，石油，天然气之后，位居第四。
其中，发展中国家占总生物质能的生物能源的使用量的75％，发达国家占25％左右，部分国家生物能源的使用量甚至占能源使用总量的60%。
治理大气污染（雾霾、酸雨、烟尘、汽车尾气），还我们一片蓝天，不仅需要国家层面的重视和政策支持，还需要有新能源替代和治理模式方面的创新。
新能源和可再生能源替代部分化石能源已是大势所趋。
生物质燃料替代部分燃煤工作正在全国逐步展开，所以人们在积极研究生物质的燃烧方式。
生物质燃料锅炉根据燃烧方式的不同分为：层燃燃烧锅炉，悬浮燃烧和循环流化床锅炉。
生物质燃料由于本身成分的复杂性，从而其燃烧过程也很复杂，主要分为四个燃烧阶段：（1）预热和干燥阶段，当温度达到100度时，生物质燃料进入干燥阶段，水分开始蒸发，即烘干段。
（2）挥发分析出及木炭形成阶段，即干馏，当已经干燥的原料持续加热时，挥发份开始析出，挥发完毕后，最后剩下的就是木炭。
（3）挥发份燃烧阶段，生物质燃料高温热解析出的挥发份在高温下开始燃烧，同时，释放大量的热。
（4）固定炭燃烧阶段，这是燃烧过程最后的阶段，最后剩余灰分。
生物质燃料锅炉优缺点优点（1）节能。
与燃煤锅炉相比，生物质成型燃料利用效率高，锅炉热效率好；生物质成型燃料着火点低，所以点火容易，升火快，燃烧稳定完全，节省燃料。
（2）环保。
二氧化碳零排放，燃料中含硫量较低，燃烧时无烟尘和二氧化硫，燃料能够完全燃烧，最后只剩下一点白灰。
清洁卫生无污染，利于健康，生物质排放是燃煤的1/10，远远低于国家排放标准。
（3）适用X围广。
由于原料来源广泛环保，所以广泛适用于环保要求严格的大中城市的产业生产制造工业用热以及宾馆、酒店、洗浴中心、事业单位、医院、学校等行业的取暖。
缺点（1）生物质能源燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟热损失较高。
（2）由于生物质挥发分含量较高，燃料着火温度较低，此时如果空气供应量不足，将会增大燃料的化学不完全燃烧损失。
（3）成本高。
相对于煤，生物质成型燃料热值单价比煤高，密度小，运输储存费用高；水分高，秸秆类生物质由于受收集方式影响，灰分大；自动化程度低，操作劳动强度大。
（4）生物质锅炉相对燃煤锅炉构造复杂，价格较高。
（5）有些关键技术没有得到解决，技术方面不是特别成熟。
受国内农业机械和各生物质利用企业收购方式影响。
生物质燃料普遍存在燃料挥发分高、水分大、灰分大、发热量低的情况。
燃烧过程会出现：1、原料中水分大，蒸馏过程延长，热风风压、风量都相应加大，导致过剰空气量加大，排烟热损失加大。
2、原料松散，挥发份含量又高，热分解产生的可燃挥发份一般在350℃时就能释放出约80%.这段时间较短，一般生物质锅炉不能在希相区提供大量空气助燃，未燃尽的有机挥发物只好被气流带走产生黑烟。
3、待到挥发成份逐渐烧完，由于燃料的形态决定其失去挥发物后的炭结构为松散骨架，气流的运动可使之解体，分散则又会使一部分未经燃烧的炭粒裹入烟道，产生飞扬的黑絮，如碳粒带火进入到布袋除尘器将会烧坏布袋。
4、待挥发物和炭逐渐烧完时，空气量又过剩，这些过剩的空气流又会白白带走一部分热量。
以上4个效应的共同作用，使热效率大大降低，现有锅炉均不能从根本上解决秸秆水分大和松散废料高效燃烧问题。
导致锅炉燃烧效率低，飞灰含碳量较高，灰渣燃烧不充分。
锅炉负压波动较大，难以控制。
布袋除尘器及输灰系统工作负荷高，设备运行不稳定。
三、锅炉热效率分析1、锅炉热损失公式：η2=100-∑q=〔q2+q3+q4+q5+q6〕式中：η2—锅炉反平衡热效率%q2—排烟热损失%q3—气体不完全燃烧热损失%q4—固体不完全燃烧热损失%q5—散热损失%q6—灰渣物理热损失%从锅炉热平衡热效率公式中可看出，锅炉热效率的高低取决于它的五种热损失的大小，分别是1、排烟损失q2，2、气体不完全燃烧热损失q3，3、固体不完全燃烧热损失q4，4、散热损失q5，5、灰渣物理热损失q6。
其中排烟热损失q2和固体不完全燃烧热损失q4，是生物质锅炉热损失的最大两项，它们之和占总损失的90%以上。
2、排烟热损失q2从公式中可看出，排烟热损失q2的大小，取决于排烟温度的高低和排出烟气量的大小及排烟中固体不完全燃烧的占有比例，改造后的富氧燃烧锅炉，可减少一、二次风的风量，使过剩空气系数合理，这样就能减少烟气的大量排出。
烟气带走的热量就大大的降低，排烟热损失降低。
3、气体不完全燃烧热损失q3气体不完全燃烧损失q3，从公式中可看出，主要取决于排烟处烟气容积和可燃气体，改造后的富氧燃烧锅炉，可燃气体得到充分燃烧，炉膛温度高，用普通空气助燃，约五分之四的氧气不但不参与助燃，还要带走大量的热量。
一般氧浓度每增加1%，烟气量约下降2～4.5%，所以气体不完全燃烧损失q3也就小。
从而能提高燃烧效率。
4、固体不完全燃烧热损失q4固体不完全燃烧损失q4，取决于炉渣、漏料、飞灰的量和含碳量。
改造后的富氧燃烧锅炉，炉膛温度提高，飞灰和炉渣有了高温的燃烧环境，能得到充分的燃烧，降低飞灰和炉渣的含碳量，从而达到提高燃烧效率的目的。
四、气体膜分离原理膜分离空分技术是八十年代国外新兴的高科技技术，属高分子材料科学，工业发达国家称膜法富氧技术为资源性的创造性技术，它是第三代最具发展应用前景的气体分离技术。
许多发达国家都投入了大量人力物力来研究膜法富氧技术，日本曾在以气、油、煤为燃料的不同场合进行了富氧应用试验,得出如下结论:用23％的富氧助燃可节能10-25％;用25%的富氧助燃可节能20-40％;用27%的富氧助燃则节能高达30-50％等。
初步利用在链条炉、往复炉、抛煤机锅炉、煤粉炉、循环流化床锅炉、沸腾炉等，节能效果显著。
膜分离制氧设备是利用具有特殊选择分离性的高分子聚合纤维材料作为分离元件，在一定驱动力作用下，使双元或多元组份因透过膜的速率不同而达到分离或特定组份富集的目的。
当混合气体在一定的驱动力（膜两侧的压力差或压力比）作用下，渗透速率相当快的气体如水汽、氧气、氢气、氦气、硫化氢二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对慢的气体如氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等被滞留在膜的滞留侧被富集从而达到混合气体分离的目的。
系统流程采用s型燃烧技术或α型燃烧技术及四角燃烧，富氧喷嘴一般可以加在炉排底下、后拱、前拱、侧墙或四角等。
目的是强化原有锅炉的火焰特性，使燃料和烟气在炉膛中的停留时间更长，从而充分彻底完全地燃烧，放出更多的有效热量。
然后通过现场整体调节优化达到节能目的。
（图1)（图2）（图3）五、综合分析通过以上分析，富氧燃烧技术能够取得可观的节能效果，但是在锅炉改造或设计时要充分考虑到生物质燃料的特性：灰渣熔点低，易结焦，三、四级过热器高温段将会出现挂焦等问题。
通过分析改造后的经济性还是比较可观的：1、降低排烟量：降低排烟量，降低风机负荷，降低厂用电，缓解炉膛压力大幅度变化。
降低排烟热损失，提高机组经济性。
2、降低灰渣、飞灰含碳量，降低飞灰量。
缓解除尘器、输灰系统系统压力，设备稳定性提高。
提高机组经济性。
3、降低燃料消耗量，缓解上料系统压力。
4、由于富氧燃烧会提高炉膛上部燃烧份额，从而使三级、四级过热器处温度提高，可能会影响蒸汽温度的变化，或导致高温结焦。
5、由于生物质燃料水分较大，烘干、蒸馏、燃烧所需一次风配额较大，造成排烟量过高，引风机能耗较大，改造后的富氧锅炉降低了送风量，从而降低了排烟量。
降低送引风机负荷，减少厂用电。
6、投资分析富氧浓度：27-30%制氧规模：10-15000 m3/h设备能耗：0.1-0.15 kw/h /立方对于锅炉是利用局部增氧助燃技术来强化原有锅炉的火焰特性，既要使燃料在炉膛的停留时间更长，又要使燃料在尽可能少的助燃风下更充分、更完全地燃烧。
节能率一般在5%-18%之间，约一年时间可以收回投资。
六、结论：通过以上理论分析，个人认为富氧燃烧技术是可行的，经济性较好，就设备采购及改进事宜建议与厂家进行沟通，目前有多种合作方式可供参考，本人就不一一赘述。
--------------------------分割线-------------------因本人无意当中在网上了解到富氧燃烧技术，通过了解后。
结合本人的经验，认为此技术是节能环保的一大发明。
所以不遗余力的推荐。
X重声明：本人不知道富氧机在哪里采购，也不是为该厂做广告，只是觉得应该推荐这种节能环保的技术。
如有意向者，需自行考察洽谈。
如有技术交流者，本人热烈欢迎！李有胜。