旋流二次雾化燃油燃烧技术在蒸汽锅炉上的应用

　　2胜利石油管理局临盘社区，山东临邑250000）雾化燃油燃烧技术在蒸汽锅炉上的应用」蜀述了雾化机理和使用过程。实验结果表明该技术有稳定的工作性能、良好的燃烧效果，具有广阔的推广价值。

　　油枪喷嘴锅炉1前言随着石油化工行业深加工炼油技术的提高以及石油资源的曰益枯竭，使得重渣油的质量越来越差主要表现为发热值变低，粘度变大，表面张力变大，含腊量、含水量和含沥青量增加使得目前国内外广泛应用的节能技术及现行燃烧技术己远远不能满足我国石化工业炉正常的要求燃烧时难以充分雾化，燃烧效率低，烟尘量大，易冒黑烟和易发生燃烧故障。为了解决这个问题，国内外相关企业一直在不断开发和推出新型高效燃油燃烧技术采用高效节能雾化喷嘴是一条简单且有效的途径之一。广州同智创新科技有限公司和西北工业大学联合研制开发的新型旋流二次雾化喷嘴，应用在胜利油田蒸汽锅炉上取得了很好的效果。

　　2旋流二次雾化技术21技术介绍旋流二次雾化的原理是使油和雾化蒸汽同时从特殊结构进入一定压力的混合室，雾化蒸汽降压而迅速膨胀进入混合室的燃料油受到临界速度状态蒸汽的冲刷和横向脉动作用，形成气液两相液体并产生气泡，大量气泡随着气液两相流的强烈混合被加速、挤压、爆破，依靠气泡的爆破能克服油的表面张力，实现初级雾化，将油雾化成比较均匀的细小油滴。经初级雾化后的油滴在混合室中与蒸汽分子经过湍流扩散，形成油气混合物，并从混合室以临界速度高速旋转进入炉膛，进一步膨胀作功，成伞形扩散锥，从而在炉内与空气湍动混合，实现第二次雾化。

　　22影响雾化喷嘴性能的因素一般常用下列特性参数表征喷嘴的雾化性能即雾化气流中液滴的雾化细度、雾化角、雾化气流的流量密度分布、射程及流量等。而雾化颗粒的平均直径是雾化质量的一个主要指标因此，雾化研究的大量工作是研究平均直径与各因素之间的关系，以探讨改善雾化质量的途径和方法。根据雾化理论的研究，影响颗粒平均直径的因素有喷嘴结构参数、油的性质参数及工况参数，迄今尚不能从理论上给出各种因素影响平均直径的定量关系，只能定性说明它的趋势，因此需要通过大量试验来建立各种影响因素的经验关系式。

　　23旋流二次雾化喷嘴的冷态测试西北工业大学对旋流二次雾化喷嘴进行了冷态实验采用美国Aeronetrics公司生产的相位多普勒粒子分析仪依靠运动微粒散射光与照射光之间的频差获得速度信息，相差获得粒径信息。它的测速精度可达02，测粒精度为1其冷态实验结果表明：喷嘴的雾化质量较为理想，折算为工业使用的重油液雾颗粒小（索太尔平均直径SMDS50um），尺寸分布均匀（尺寸分布指数N可以在较低的油压、气压下获得良好的雾化质量。

　　汽液比在较小的范围内，雾化耗气量少，气耗范有较大的操作弹性，在a35~a8MPa压力范围内，雾化粒径、汽液比及喷嘴出口速度均能保持在较佳范围内。

　　喷嘴设计合理，结构简单，易于制造、安装和更换。

　　3旋流二次雾化油枪在蒸汽锅炉上的应用立1设备状况胜利油田临盘社区锅炉一队1蒸汽锅炉型号为Q54-a98-Y烟火管锅炉，燃油量300kg/h，锅炉热表1改造前后油枪使用情况对比表对比项目机械雾化旋流二次雾化燃烧状况1）燃烧状况一般；2）不容易调整火焰形状；3）火焰有火星、黑条，火焰末端有未燃尽炭黑。1）燃烧稳定良好；2）可随意调整火焰形状；3）火焰无火星、黑条，火焰明亮，呈麦黄色。风量调节风量配比难很容易配风冒烟情况有，较多基本没有油枪检修运行期为30天1）油枪套筒返油，结焦6次；3）清洗间隔时间5天。运行期为30天1）无油枪套筒返油，结焦等情况；2）清洗油枪1次。锅炉油压a3~10MPa；油压a3~10IVPa；运行参数蒸汽压力a3~a8\Pa；锅炉压力a4MPa.蒸汽压力a3~a8\Pa；锅炉压力a4MPa工人操作1）检修时清洗油枪结焦、积炭，工人劳动强度大；2）调整时难度大，花费时间长。1）检修时容易；2）调整时简单，很快就能到达佳工况。节能环保1）燃烧易冒黑烟；2）耗油少，每小时可节约40kg燃油。适应油品对油品粘度要求较高适应性强，恩式粘度20以下即可。

　　效率83，原来采用机械雾化油枪，燃烧状况一般，不容易调整火焰形状，火焰有火星、黑条，火焰末端有未燃尽炭黑，风量配比难，油枪头易结焦、堵孔，给运行和维护带来很大困难。因此此次改造使用了TZ-SH-Y300型旋流二次雾化油枪。

　　立2使用过程立2！1单支油枪的对|比生燃烧试验在锅炉运行状态不变的情况下，停止机械雾化油枪，投入旋流二次雾化油枪，控制油压为0i4 1.0MPa.雾化蒸汽压力为0.3~ 0i8IVPa，观察炉膛燃烧情况，发现火焰明亮，无雪花点，火焰形状好，烟囱无黑烟，燃烧效果较机械雾化油枪有明显改善。i22单支油枪的低负荷燃烧试验逐渐降低油压，并相应降低雾化蒸气压力，观察炉0膛燃烧情况，发现火焰明亮，无雪花点，火焰形状好，烟囱无黑烟，试验表明单支油枪的出力可在100~300kg/h范围内任意调节没有脱火现象。

　　验旋流二次雾化油枪投入运行，当蒸汽压力稳定为a6MPaJ由压在3~L0MPa范围内时，火焰充满度好，雾化质量高，无雪花点，烟囱无黑烟，燃烧效果较理想。

　　油压指标超出0.3~L0MPa范围时，燃烧状态逐渐恶化。当将油压稳定为a5MPa，蒸汽压力调整在0.3a8MPa范围，油枪雾化较好，燃烧效果较理想。当超出此范围时，燃烧状况恶化。试验证明油压控制范围为a3~L0MPa雾化蒸汽压力控制在a3~a8MPa范围，燃烧效果较好；当油压为a4MPa，蒸汽压力为a5MPa时效果佳。

　　立立4油气混燃试验我们将运行的油枪掺入天然气进行油气混燃试验，其燃烧效果比较理想，油气嘴无干扰或抢风。观察火焰成型度较好，大热值比可为L21，能大限度地提高天然气的燃用量，节约燃料油。

　　立3使用效果旋流二次雾化油枪在胜利油田临盘社区连续运行至今，燃烧良好，安全可靠，效果显著。表1为改造前后油枪使用情况对比表：使用效果表明该型油枪具有以下优点：油枪出力满足锅炉负荷要求；油枪负荷调节范围广；油枪对粘度适应性大，在粘度（恩氐）20以下时保证燃烧效果；锅炉燃烧稳定，火焰刚性好，明亮有力，火焰轮廓清晰，无雪花点，火焰角度合理，不冲刷炉墙；燃烧器的雾化效果好，燃烧芫全，结构简单，便于装拆，连续运行油枪不结焦、不甩油，烟囱不冒黑烟；油枪头不易烧坏，运行安全可靠，使用周期长，达到了高科技产品节能的要求。

　　4结束语旋流二次雾化燃油燃烧技术是燃烧领域的一次突破，由于雾化机理的创新，使得雾化颗粒小，燃烧芫全，不冒黑烟，燃烧产物中污染物少，低于国家环保局规定的各项指标，实现了节能、环保双重效益，因而具有广阔的应用前景。