高效节能低污染燃烧技术气泡雾化及其它几种先进燃烧技术

高效节能低污染燃烧技术气泡雾化及其它几种先进燃烧技术

北京神雾科技有限公司位于北京科技展区。它是一家集节能和环保于一体的高科技企业，集高效节能和低污染燃烧技术于一体。生产各种规格WDH系列气泡雾化燃烧器、SEWU系列燃油燃气全自动燃烧机、SWL系列蓄热式燃烧器及蓄热式高效工业炉为主导名牌产品。从1998年开始,已是目前我国最大的节能燃烧设备研制、开发、销售基地之一。北京神雾科技有限公司的系列节能产品已被国家科委列入1998年国家级火炬计划项目,被国家经贸委列为1998年国家级新产品和“九五”国家重大技术推广项目。其中WDH系列环保节能型燃烧器还获得北京市海淀区1999年科学技术进步一等奖。1998年北京神雾科技有限公司在广州黄埔发电厂完成的4号炉气泡雾化燃烧器应用项目,被世界银行和国家经贸委联合评定为中国最佳节能实践案例,在中国及世界各地推广,并获得了广东省电力科技进步二等奖。1气泡雾燃烧技术1.1雾化的机理及特点目前,国际燃烧技术领域内使用较为广泛的是压力雾化技术和气动雾化技术。压力雾化技术主要靠液体本身的压力作为动能来雾化燃料。它的优点是结构简单、运行成本低;缺点是负荷调节比小,当压力下降时,雾化颗粒迅速增长,液雾穿透能力差,雾化锥角可调性差,而且随着燃料粘度的变大,液膜在与雾化介质(空气或蒸汽)发生剧烈碰撞、旋转运动中克服液体粘性力的能力降低,造成雾化颗粒迅速增加。同时,在设计小流量燃烧器时,由于喷嘴出口孔径太小,易堵塞、结焦。而气动雾化,虽然它的雾化性能要优于压力雾化,但雾化耗气量太大,而且无法设计火焰长度和锥角,也不能做成大流量燃油喷嘴,否则燃烧效率就会大幅度降低。气泡雾化技术是用气泡作为雾化的动力,通过利用气泡的产生、运动变形直到出口爆破,来完成油滴的雾化,使雾化颗粒达到非常细小的雨雾状。与压力雾化原理不同,气泡雾化并不是通过克服液体的粘性,而是通过克服液体的表面张力来达到雾化目的的。对于液体燃料,如轻柴油、重柴油、重油、渣油等,它们的粘度虽然相差很大,但表面张力却处于同一数量级,因此,气泡雾化喷嘴对粘度变化不敏感。气泡雾化的主要特点为:①液雾颗粒度小(索太尔平均直径SMD≤40μm),尺寸分布均匀(尺寸分布指数N>2);②雾化效果基本不受粘度大小的影响;③燃烧完全,不冒黑烟,燃烧效率达99.5%以上,燃烧产物中污染物含量低于国家环保局规定的各项指标;④火焰长度、火焰锥角、火焰形状及喷油量可按用户要求设计;⑤燃烧器喷嘴不结焦、不堵塞;⑥火焰刚性强,喷射速度高;⑦雾化效果不随流量大小影响,流量调节比可达1∶5。1.2雾化设备的使用1995年底神雾公司开发出具有世界领先水平的WDH系列液体燃料气泡雾化燃烧器,并获得七项国家专利,在进行了大规模的工业试验后,又将这七项专利技术开发成满足不同加热工艺要求的冶金、机械、石油化工、玻璃、陶瓷、火力发电、锅炉等行业专用燃烧器,共20多个系列、100多种规格。气泡雾化燃烧器油压为0.3~0.85MPa,雾化介质的蒸汽压力只要与油压相等即可使用,如果选用轻柴油,可用压缩空气做雾化介质,油压控制在0.12MPa,就能保证锅炉的完全雾化燃烧。由于这种技术的油压比机械雾化大大降低,这样,一方面减少了对油泵叶轮和雾化片的磨损,同时降低了油泵的电耗。气泡雾化燃烧油雾化蒸汽与油的比值一般控制在1∶10的范围内,与外混式燃烧器相比耗气量降低幅度很大,能够在过剩空气系统较小的条件下实现低氧燃烧。WDH系列气泡雾化燃烧器技术先进,节能及环保效果明显,又特别适合中国当前的燃料使用现状,目前国内冶金、石化、陶瓷、石油化工、油田、火力发电、机械制造等行业已有800余家企业采用了这种技术。据统计到1999年底,已累计为这些行业带来近五亿元的节能经济效益。2燃烧模具设计为了高效合理地利用我国低热值燃气资源及天然气资源,先后开发出来的WDH型燃气高速燃烧器、WDH型燃气调温烧嘴、WDH型燃气脉冲燃烧器、WDH型燃气扁平火焰燃烧器、WDH型燃气低NOx燃烧器、WDH型燃气火焰长度可调燃烧器等产品,平均节能40%以上。“九五”国家重大攻关课题——“薄板坯连铸连轧热缓冲区均热炉国产化研究”,就是采用了这种先进的燃气技术。3加大稳定燃烧煤粉技术国内外研究表明,要实现煤粉高效率稳定地燃烧,必须在煤粉燃烧器出口附近形成高温、高浓度和高掺混度的“三高”着火有利区。最新的浓淡煤粉燃烧技术就是在燃烧器中设计了一种浓缩器,当一次风煤粉经过此浓缩器后迅速分离成浓相区和稀相区,由于浓煤粉的着火温度高、着火时间短,所需的着火热少,因而保证了火焰的稳定燃烧,提高了燃烧效率。北京神雾公司通过对浓淡煤粉燃烧技术的深入研究和工业性试验,将气泡雾化燃油燃烧技术与先进的煤粉浓淡燃烧技术巧妙地结合起来,开发出了一种WDH-DL(MF)小油枪浓淡煤粉燃烧器。这种气泡雾化小油枪喷油量只有200kg/h,而形成的高温火焰的温度要比传统油枪的火焰高100~200℃,油枪点燃10min即可以投煤粉,煤粉气流与小油枪产生的高温火焰直接接触并混合,从而实现了煤粉气流的稳定燃烧。采用这种技术比传统的燃烧方式节约点火用油费用70%以上。江西分宜电厂应用这种技术获得很大成功,并在2000年4月作了鉴定,受到关注。这项技术的成功将对我国煤粉电厂的节能和环保工作产生巨大的推动作用。4从国内外角度分析高效低热值燃烧方法1998年,在公布全球十大污染城市中我国占了近一半,其中一个很重要的原因就是城市内的工业及民用燃煤热水、采暖、蒸汽锅炉对大气环境造成的污染。因此从1999年开始,我国的大部分中型、大型城市均已逐步开始用燃油燃气锅炉取代燃煤锅炉,目前北京市三环以内已有几千台燃煤锅炉被燃油、燃气锅炉所取代。另外,我国各行各业如工厂、宾馆、别墅、油田、远洋船舶等使用的小型0.5~3.5t/h的热水、采暖、蒸汽燃油燃气锅炉数量巨大,这些小型燃油燃气锅炉所使用的燃烧设备主要是国外(意大利、德国、英国、美国、韩国、瑞士等)进口的燃油燃气全自动燃烧器,也有少部分国产的简易燃烧器。进口燃烧器最大的优点是自控及火焰保护系统先进,使用方便安全,但价格昂贵,大约是国内燃烧器的2~5倍或更高,并且这些进口的全自动燃烧器只能烧我国优质燃油和燃气,而对我国目前比较普遍使用的重柴油、重渣油、焦油、沥青油以及一些低热值的煤气有些力不从心,因而冒黑烟、能耗高、结焦严重等问题不可避免,同时,进口燃烧器的零配件供应不便价格昂贵增加了维修的困难。另一方面,国产燃烧器的技术落后,基本上无控制系统,主要靠手动调节,也给用户安全使用带来了麻烦。北京神雾公司开发出的WDH-GL型燃油