少氣點火裝置燃燒技術(shù)

邵天成,張玉鋒,王秋粉,宋繼坤,王毅巖,姜志軍（煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司,山東　煙臺　264006）

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少氣點火裝置燃燒技術(shù)

邵天成,張玉鋒,王秋粉,宋繼坤,王毅巖,姜志軍
（煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司,山東煙臺264006）

摘 要：本文介紹少氣點火裝置燃燒技術(shù)，該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單，投資少、可靠性高、基本無維護工作量等突出優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：少氣點火裝置；燃燒室；配風(fēng)盤；穩(wěn)燃環(huán)

0　前言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力工業(yè)更是迅猛發(fā)展，燃油消耗的激增將對我國能源安全造成日益嚴(yán)重的影響[1]。

到2014年底，我國常規(guī)油氣資源總量豐富，石油地質(zhì)資源量達到1085億噸，可采資源量268億噸。天然氣地質(zhì)資源量68萬億立方米，可采資源量40萬億立方米。石油和天然氣地質(zhì)資源量均比2007年評價結(jié)果同比大幅增長[2]。

20世紀(jì)80年代后期，我國對于燃料的結(jié)構(gòu)有所調(diào)整，燃料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多元化，燃料中燃氣所占比例逐漸增加[3]。

少油點火燃燒器是近幾年發(fā)展起來的燃燒技術(shù)，通過工程應(yīng)用實例說明少油點火燃燒器不僅技術(shù)成熟，且能取得可觀經(jīng)濟效益[4]。

天然氣與輕柴油具有很多相似的方面，進一步研究少氣點火技術(shù)迫在眉睫。

1　少氣點火裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

少氣點火裝置的結(jié)構(gòu)由氣槍、配風(fēng)盤、穩(wěn)燃環(huán)、燃燒室等組成，如圖1。

圖1

本少氣點火裝置配置了自動點火功能，采用高壓離子點火棒，通過高電壓在間隙電極之間電離空氣而產(chǎn)生電火花，從而引燃天然氣。

本少氣點火裝置配置了自動檢測天然氣火焰的紫外火檢設(shè)備。

2　少氣點火裝置數(shù)據(jù)分析

2.1冷態(tài)實驗

結(jié)合少氣點火裝置的結(jié)構(gòu)進行了冷態(tài)實驗，天然氣采用壓縮空氣代替，天然氣燃燒時需氧量采用空氣代替，壓頭由風(fēng)機提供；通過系列數(shù)據(jù)的擬合成不同工況下的曲線。

不通空氣，只通壓縮空氣，測得氣槍的冷態(tài)流量關(guān)系：壓力10—100KPa，對應(yīng)氣槍出力60—200Nm3/h，壓力與流量基本成線性關(guān)系。不通壓縮空氣，只通空氣，測得配風(fēng)的冷態(tài)流量關(guān)系：壓力1000—5000Pa，對應(yīng)配風(fēng)出力1000—1600Nm3/h，壓力與流量基本成線性關(guān)系。根據(jù)天然氣完全燃燒時需要空氣量為體積比1:9.5，通過對比可以得出本實驗范圍內(nèi)空氣的補量是完全滿足天然氣的理論燃燒需要的空氣量。

天然氣采用10-100KPa壓力輸送，空氣壓力采用1000-5000Pa的壓力輸送，天然氣的輸送壓力是空氣的10-20倍，防止氣體燃燒時出現(xiàn)回火現(xiàn)象。

2.2少氣點火裝置的熱態(tài)實驗

本實驗過程中，采用丙烷氣體代替天然氣，丙烷的物理特性：相對蒸氣密度（空氣=1）=1.56；燃燒熱=92.13MJ/m3。

通過與天然氣的對比，丙烷的熱值是天然氣熱值的2.52倍左右。由公式C3H8+5O2=3CO2+4H2O可知，丙烷1體積燃燒需要5體積的氧氣，而空氣中的氧氣占21%，這樣1體積丙烷完全燃燒需要25體積的空氣。在小出力的情況下丙烷是能夠滿足實驗條件的。

少氣點火裝置初次點火時，丙烷的氣量為30Nm3/h，空氣壓力為1500Pa，點火順利，氣體火焰明亮，火檢能夠檢測到信號。

通過不同工況調(diào)整，燃燒比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)脫火及點不著的現(xiàn)象。由于氣槍是利用多孔高壓射流將天然氣快速通過小孔噴出流速很高，防止了天然氣產(chǎn)生回火現(xiàn)象；穩(wěn)燃環(huán)，加強了煙氣的擾流，提高了燃燒的穩(wěn)定性；燃燒室提供了氣體燃燒空間，由于煙氣快速膨脹，煙氣流速很高，提高了出口煙氣動量，增強了火焰的剛性。

這種少氣點火裝置結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了氣體完全燃燒，同時提高了火焰的剛性。

3　結(jié)論

（1）本次實驗結(jié)果表明，采用少氣點火裝置燃燒技術(shù)，能夠充分保證天然氣在燃燒室內(nèi)完全燃燒。

（2）本次實驗結(jié)果表明，此種少氣點火裝置提高了天然氣火焰的剛性。

（3）少氣點火裝置的結(jié)構(gòu)保證了點火的可靠性及火檢檢測的準(zhǔn)確性。

（4）少氣點火裝置燃燒技術(shù)是用微量的天然氣，進而為天然氣直接應(yīng)用煤粉鍋爐提供可靠的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]國際電力網(wǎng).2020年我國電力工業(yè)發(fā)展展望[J].2009,11(13).

[2]央視新聞.國土資源部：我國油氣資源豐富天然氣儲量創(chuàng)新高[N].2015,05(06).

[3]徐宏偉.燃氣熱水器發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2009(03).

[4]潘國傳.微油點火燃燒器技術(shù)及其應(yīng)用[J].浙江電力,2006(05).

作者簡介：邵天成（1975-）,男,吉林白城人,碩士,工程師,主要從事:鍋爐點火燃燒方面的研究。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.049