油枪改造的调研报告
为了更好在锅炉启动时节约燃油，并提高锅炉安全、经济运行水平和学习周边同类型机组的先进生产管理经验；公司安排技术支持部、运行部和检修部组成4人调研小组，于2014年8月7日至8月12日，对宁夏宁鲁煤电有限公司灵州电厂、使用的广州远江燃烧控制设备有限公司生产的超音速空气雾化节油环保油枪进行了调研，具体情况报告如下：
一、宁夏宁鲁煤电有限公司灵州电厂
1、灵州电厂隶属于宁夏宁鲁煤电有限责任公司，地处于银川市所辖的灵武市境内国家级宁东能源化工基地，灵武市磁窑堡境内草墩东北侧，由神华宁煤集团与国网能源开发公司各出资50%组建的“煤电一体化公司”
2、一期机组2×135MW分别于2006年、2007年投入生产。灵州电厂属资源综合利用型坑口电厂（燃料为：煤泥、煤矸石、劣质煤和原煤）。为济南锅炉厂生产的440t/h循环流化床锅炉， 锅炉启动时采用床下四个独立风道式启动燃烧器和四个床上油枪点 火。2014年6 月，#2锅炉小修期间，床下四套油枪改造，改为广州远江燃烧控制设备有限公司生产的超音速空气雾化节油环保油枪后，情况有了彻底改变：
二、机械油枪的原理
传统油枪燃烧过程是油燃料与氧气（或氧化剂）化合释放热量的过程，在这个过程中，伴随着电（等离子）、声、光等多种物理和
化学过程； 传统油枪燃烧产生黑烟和温度场极低的主要原因是:油为
碳氢燃料，燃烧初期，C-H 分子首先发生电离，电离后 H 离子燃烧
速度极快，火焰传播速度也是最快（也是自然界中火焰传播速度最快
的） ，因此，H 首先燃尽，而 C 离子颗粒需要维持 1000℃以上的
高温才能顺利燃烧，而由于炉膛温度较低，助燃风又是冷风，而流化
床锅炉风量又大幅过量，火焰释放热量后，被冷风迅速稀释，温度迅
速下降，温度场迅速缩小，火焰无法延续和自持，导致碳颗粒降温析
出，宏观观察，是大量的黑烟产生,碳析出后，热能没有释放，导致
火焰温度较低，周围吸热面获得的热量也较少，反射量也小，一直处
于吸热状态，就造成床温升温速度较慢，点火升温时间拉长，锅炉循
环总风量增大，排烟热损失增大，造成大量燃油浪费。
三、超音速无烟节油油枪技术原理
1、任何燃烧过程,均需依赖两个步骤来实现:一个是燃烧燃料燃尽率
（放热）,另一个是吸热侧的吸热(换热)率。 超音速燃烧，以燃烧化
学、燃烧分子学和燃烧动力学的三重角度组织燃烧，燃料油与氧气以
近乎分子自由程的距离彼此靠近, 改被动混氧为主动混氧（这个过程
好比人在使劲抽烟） ，在油枪整个雾化区内任意一点均为可燃物混
合元点，点火时，一旦某一元点被点燃，则该元点周围即刻形成联合
火焰，继而迅速膨胀扩大成为超强火炬，从燃的微观分子学的角度，
彻底优化了燃料燃烧组织方式。同时，燃料燃烧初期供以合适的助燃
空气（氧气）量，空气燃料两相始终以空-燃恰当比组织燃烧，火焰
焰芯温度接近燃油理论燃烧温度，温压提高到极致，风道冷风温度响
应迅速，反应极为敏捷，冷风得到高效加热。
2、本油枪以压缩空气为介质,将压缩空气的压力能(静压)转化成超音
速动能(动压),形成高温、高压、高韧火焰火炬，即超音速火焰热流，
整个过程处于高压状态，被加热介质的吸热过程大大强化。 确保冷
炉点火无黑烟， 风温响应迅速， 保护了炉外脱硫脱硝设备，可立即
投入布袋除尘器，适用于各种燃烧过程。
3、超音速油枪主要技术特点如下:
（1）、雾化介质空气以 Ma≥2（马赫数）的速度冲击燃料油，燃料
油被破碎至近分子状态后，又与空气一同被加速，两相流以约分子自
由程的距离彼此混合后相互裹挟着进入燃烧室。
（2）、燃烧充分,获得比传统油枪高许多的火焰温度场（1800℃以上）,
温压增大后,根据四次方定律，火焰辐射势能显著增强; 火焰为联焰燃
烧,火焰中心产生无数分子级的联焰管,形成实芯火炬，可燃混合物微
团相互裹挟，发生链式反应，形成集聚效应;
（3）、独创背压式火焰,所谓背压火焰即火焰本体与外围(炉膛立体空
间)存在静压差,在静压变动压的过程中燃料完成燃烧并产生光子,背
压的存在增加了光子驱动势,使光子获得额外动力，火焰穿透力超强,
变相降低了吸热面热阻;
（4）、火焰气流动力场极强,可搅动整个燃烧室或炉膛烟气进行高效
对流换热,温度场均匀,炉床受热均匀,速度提升快,同时降低烟气排放
温度;
（5）、火焰为集束火焰，火炬独具刚性,火炬超大,贯穿力度强,可沿锅
炉床料上表面纵向延伸,平行于待加热床料,使床料直接接受辐射加热,
（6）、实现高效热传递，本油枪从燃烧的宏观和微观上做了彻底优化，火焰品质大幅提升，充分满足CFB锅炉床上油枪启动方式或床下油枪启动方式。
四、宁夏宁鲁煤电有限公司灵州电厂使用情况
宁夏宁鲁煤电有限公司灵州电厂两台济南锅炉厂生产的440t/h循环流化床锅炉， 锅炉启动时采用床下四个独立风道式启动燃烧器和四个床上油枪点 火。原来点火时，烟气走旁路，烟囱冒黑烟，油耗高，平均用油35吨，入炉煤发热量在4200大卡左右，挥发份在30%以上。2014年6 月，#2锅炉小修期间，床下四套油枪改用了广州远江燃烧控制设备有限公司生产的超音速空气雾化节油环保油枪后，情况有了彻底改变：
1、改造后油枪燃烧稳定，火焰明亮：
2、烟囱无可见黑烟，烟气可以直接投入主路运行：
3、首次点火用油12吨左右，因考虑修后需要烘烤浇注料，控制了温升速度，从点火到撤油，共用时10小时。即便这样,节约了 23吨，节油70%多， 一次就省了20万元，非常可观；
4、首次点火热风温度控制在750度以下，较稳定；
5、该油枪油压适用范围广，调节比大，运行人员调节风温容易， 风温响应速度极快；
6、点火时，只用四个床下油枪就行，不再使用床上油枪。
五、经济效益分析
1、采用此油枪燃烧技术，床温升温速度可达120℃/h，这是在与老油枪同样出力水平的情况下，这样锅炉暖炉时间可减少一半，节油空间在50%。本油枪烟温调控反应敏捷，运行人员特别易于调控，这是老油枪远远不及的,烟温轻松上至980℃.
2、正常情况下，实际点火用油可以按照每100吨蒸发量用油1.5吨控制，理论用油6吨。
3、我公司每启动一次锅炉正常情况下平均可用油13吨，按不理想计算每次用油可节约6吨。
4、一台炉床下油枪系统改造费用约为28万元。
5、每年每台炉启动5次，5*6=30。30*8000=240000元
六、结论 经过全面的技术经济分析，可以得出结论，广州远江燃烧控制设备有限公司生产的超音速空气雾化节油环保油枪技术上是可行的，经济上是节约的、效益也是显著的。一年多的时间可回收成本。
崔为农、朱国忠、杨金宝、刘新建2014.8.21
