重油锅炉的开停炉与消烟降尘

　　成果与经验重油锅炉的开停炉与消烟降尘李迎建（深圳大学理学院，深圳518060）出了采用轻油开停炉的方法，解决开炉冒黑烟的现象，介绍了该方法的良好效果。

　　供热燃油锅炉大都采用重油作燃料，主要是缘于价格的原因。目前深圳市场，每升0号柴油的价格约为重油市场价的1. 33倍，约为重油免税价的1.87倍。而轻油锅炉的热效率比重油锅炉约高1. 5~2，扣除重油因蒸汽和电加热所增加的消耗，重油产蒸汽的成本也要比轻油低10以上。燃重油快装锅炉，能依生产负荷快速开停炉，但每次开停炉带来的黑烟对环境影响不小。配置轻油旁路管道，调整开停炉步骤，能使重油锅炉开炉的排烟状况同正常运行时一样，且启动快，保持同样的热效率。

　　1重油、柴油应用特性的比较1.1理化性能重油在常温下粘度较大，不仅不利于管道输送到喷嘴，对重油在炉膛中的雾化质量也有直接的影响。重油加热到150 *C时粘度才接近柴油在20 *C时的恩氏粘度1.6E所以一般重油先经蒸汽加热到80°C，再经电加热到120*C（低于开口闪点4*C左右），也有仅经过电加热器直接加热到120*C再进入燃油喷嘴。轻油所含碳（C）、氢（H）高于重油，因此热值高于重油，重油应用基成分含有水分，水分蒸发消耗燃烧热量，重油中，灰分、硫、氮、均高于轻油，不产生燃烧热量但随烟气排放时带出热量，增加物理热损失。重、轻油平均成分分析数据如表1. 1.2理论空气量和烟气发生量表1典型重油。轻油的应用基组分油品轻油重油单位质量液体燃料的理论空气需要量Lo：轻油的Cy、Hy均高于重油，故轻油的燃烧理论空气量约高出重油4.5，不过中、小型燃油锅炉实际空气量是理论空气量的1.2 ~1.7倍，用重油锅炉燃烧轻油，配风系统不需做任何调节。

　　单位质量液体燃料的理论燃烧产物量Vo：Vo=0.79（Lo）+0.01m3/kg轻油理论烟气量与理论空气量一样约高出重油4.5，在正常工况下，烟气中污染物CO，NOx CmHn基本相同，而烟尘排放量，重油是轻油的1. 53倍；SOx排放量是轻油的11. 16倍，一般燃油锅炉依靠烟囱的自身抽力排烟不配引风机。

　　2重油锅炉开停炉冒黑烟的原因预热后的重油，经喷油嘴喷入炉膛内，形成极细的雾状油滴，油滴受炉内紊流扩散的高温燃烧气体对流传热和炉膛内辐射传热而逐渐蒸发成油蒸汽，与喷入炉内的空气混合向前推进，在达到着火条件（一定温度和浓度）后燃烧。重油的火炬燃烧可分为雾化区（射流喷嘴喷出后，雾化油滴吸热区域）混合区（雾化油滴蒸发，扩散和空气形成可燃混合物）和燃烧区（可燃混合物着火和燃烧）。如果重油滴雾化得比较细，单位重量的表面积就大，吸收足够的热量后，油蒸汽的蒸发量就愈大，则油蒸汽和氧之间的扩散速度也愈大，燃烧速度就愈大。重油雾化矩加热到着火，所需要的热量约为600 ~900kkg，接近重油发热量的10因此重油雾化矩开始着火的载面之前有一个吸热的预备区域。重油中有较多不易蒸发的重分子碳氢化合物往往在重油滴没完全蒸发完之前，因缺氧和受热温度不够（大约600*C）而分裂成碳黑尘粒，碳黑微粒很难燃烧，常常来不及燃烧掉京尤会离开炉膛被烟气一起带走。

　　重油开炉时，一条黑色的烟带从烟囱冒出蜿蜒数10m，延续10多min后颜色才开始变浅。在风机启动瞬间有黑色飘尘落下，其原因主要如下：（）冷态下的锅炉无蒸汽热源，电加热需数分钟时间，加上炉膛内处于较低的温度，往往司炉工为了抢时间，造成重油在高粘度下进入喷嘴，喷出的油滴颗粒大，雾化质量差，炉内温度不高，油滴仅表面汽化成油蒸汽就开始燃烧，燃烧未完全效率低。

　　（2）停炉时，喷嘴前具相当高温度的一段管道已充满重油，这部分重油容易分解积焦，也是下次开炉时的冷态油，因停油和停风是同时进行的，尚有剩余雾化油气因缺氧停止燃烧生成碳黑落于炉膛内。

　　3采用轻油开停炉，消除开炉冒黑烟现象利用轻油的易燃性和污染相对较少，在开停炉时采用轻油，可以解决开炉冒黑烟现象。轻油开停炉是在原重油供油系统的基础上新增轻油辅助管路（见）。轻油开停炉操作步骤如下（此步骤仅限于WNS4-1. 0Y型锅炉，其它类型锅炉有差异）然后开c阀，关d阀，停电加热器，后停风机和油泵。在停炉前打开轻油阀，关闭重油阀是为了待管内重油燃尽后，让轻油充满喷嘴前油管以备开炉用。

　　（2）开炉a、b、c、d阀均处于停炉时的开闭状态，开风机、油泵、电加热器。电磁点火锅炉启动，10min后已有蒸汽产生，锅炉进入正常供热状态，电加热器（尚有停炉时遗留重油）已达到加热温度和蒸汽加热器投入运行，打开a阀、d阀；关c阀、b阀，处于重油燃烧状况。

　　采用轻油开停炉，极大地改善了烟气排放状况，从轻油开炉到接上重油烟气林曼黑度变化不大，烟尘排放浓度控制在400mg/Nm3左右，开炉时NOx浓度会大大降低。如果后接脱硫除尘装置，在设定工艺和设备条件下，按照正常的运行工况设定的脱除效率也基本固定处于平衡状态。而采用重油开炉，非正常运行工况下这种平衡关系尚未建立，脱除效率会降得很低。因此采用轻油开停炉来保证脱除效率也仍然有效。从经济的角度来讲1台4t/h饱和蒸汽锅炉开炉及升温阶段，10min约耗轻油32kg如果重油开炉，耗油量相当，但产蒸汽量低30~50.单位蒸汽量成本相差不大，但轻油开停炉的环保效益是显而易见的，另外轻油开炉启动快的特点也不要忽略。