富氧燃烧技术在油田燃气锅炉的应用摘要：膜法富氧助燃技术的应用非常广泛，本文主要介绍一下该技术在青海油田燃气锅炉节能改造上的应用效果。关键词：燃气锅炉膜法富氧节能环保1前言青海油田地处平均海拔3000米的青藏高原，空气中氧含量仅为16%左右，其锅炉效率远低于国内油田平均值，能耗情况严重。锅炉的节能须从两个方面解决：一是燃烧效率，二是传热效率。富富氧助燃技术因其具有提高火焰温度、延长炉窑寿命、提高燃烧效率、清洁生产等优点，近年来在国内外得到了广泛应用。2工作原理膜法富氧技术是根据高分子复合膜渗透的原理，利用空气中各组分的渗透速率不同，使空气中氧和氮分子在压力差驱动下透过富氧膜，由于富氧膜的特性是氧分子比氮分子透过率大，在膜低压一侧收集富氧空气，收集后气体中的富氧含量为25%－30%。富氧燃烧技术具有以下几个优势：1)提高火焰强度及温度：燃烧时氧气浓度加大，可使燃烧速度加快、火焰强度提高，增强了火焰辐射传热和对流传热，使热量利用率增加，从而提高系统效率。图1天然气燃烧温度随氧浓度的变化曲2)降低燃料的燃点温度，增大了燃料选择范围：燃料的燃点温度不是常数,富氧燃烧显著降低了燃料燃点温度，变宽了燃料的选择范围。3)减少烟气排放量，降低空气过剩系数，减轻了环境污染：富氧燃烧减少了助燃气体中的N2等不可助燃气体的量，从而减少了烟气排放量和NOx的排放，降低了过剩空气系数，减少了有害气体的排放，利于环境保护。4)延长锅炉使用寿命：加入富氧空气可减少燃料消耗，因而降低了散热损失,并能延长锅炉的寿命。3安全性与经济效益分析安全性分析具体实施
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是要改炉而不是改锅，增氧助燃是强化燃烧而不是改动受热面，所以该工艺的安装不改变锅炉的原有结构和工作状态，仅预热系统和氧气喷嘴与锅炉接触，对锅炉的性能和安全无任何影响。在确保安全的前提下，青海油田采油一厂对尕斯联合站10吨燃气锅炉进行了富氧燃烧试验改造，以提高锅炉效率与出力。经济效益分析改造后进行了详细监测
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，取得了较好的节能降耗的效果。3.1改造费用膜法富氧助燃装置设备费用35万元，富氧燃烧器12万元，锅炉增加扰流片和蓄热体费用4万元，现场安装和配管等费用约2.0万元。技术服务费、设计费、现场调试费和管理费等5.0万元；现场测试费用3.0万元；共计61万元。3.2节能分析1）排烟热损失20吨锅炉的天然气消耗量为1200Nm3/h，当含氧量由16%富集到30%时，因排烟量的减少而节能6.1%，理论燃烧温度从1646℃上升为2222℃。2）炉内传热过程炉内烟气对加热物料的三种热量传递方式：导热过程：对流换热过程：热辐射过程：式中——炉内烟气与被加热物料的传热量；——烟气温度；——被加热物料温度加热过程中，导热和对流换热量与烟气和物料的温差成线性关系，而辐射换热量与温度的四次方差成比例。由此可知，提高烟气温度将会大大增强传热，使物料能吸收更多的热量，热而提高炉内的有效利用率。3）烟气分解随着炉内火焰温度升高，当温度超过2000℃时，烟气组分会发生可逆反应，反应将向化学反应方程式右方进行，反应热增加；相反，当遇到低温
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面时，反应将向左进行，放出大量分解热。3.3节能效果当含氧量由16%富集到30%时，因排烟量的减少而节能6.1%，因炉体改造等项而节能5%，火焰温度提高50℃左右，同时新增电耗量20KW/h。则有：1200×11.1%=133.2Nm3/h节能费用：133.2×0.8=106.56元/时耗电量费用：20×0.975=19.5元/时年节约费用：87.06×24×360=75.22万元投资回收年限：61÷75.22=0.82年4结论1)该设备简单，操作容易，运行平稳可靠，改造时不改变锅炉原有结构；2)锅炉回火、熄火率低；火焰温度和炉膛温度升高，烟气排放量减少，过剩空气系数降低，系统效率得到提高；3)减少了NOx的排放量，减轻了环境污染。
浙公网安备 33021202002483