安防之家讯：胜利发电厂于1997年5月15日到6月24日成功地在燃烧器改造后的DG-670/13.7-8A型锅炉上进行了奥里乳化油燃烧试验，取得了令人满意的燃烧效果。试烧过程中，分析、研究了油枪的雾化机理及不同蒸汽参数对雾化的影响。
1　乳化油的燃烧
1.1　奥里乳化油的燃烧特点及燃烧性能。奥里乳化油是一种产于南美委内瑞拉奥里诺科河油田的沥青状高粘稠油经乳化自理形成的含水30的液体。在这种乳化油中，水为连续相，呈“水包油”状，其中的沥青油颗粒一般在10μm左右。乳化油其流动性好于原油；比原油难于着火，闪点＞120℃；低位发热量为27～29MJ/kg；在5～70℃之外其稳定性急剧下降，直至破乳，即油水分离，形成沥青块不宜燃用。用于燃烧时炉前要加热到50～60℃。
1.2　奥里乳化油雾化器是由英国提供的，它是采用英国总结多种燃烧经验研制的AFJ型雾化器(见图1)。燃油压力1.0MPa，油温50～60℃，雾化蒸汽压力1.0MPa，设计燃油、蒸汽质量比为1∶0.06(本次试验约为1∶0.08)。
1.3　雾化蒸汽汽源有2路，分别来自锅炉汽包饱和蒸汽和厂用高压蒸汽联箱。如采用汽包饱和蒸汽(压力14.5MPa，h″=2625kJ/kg，t=339℃)经节流降压到1.0MPa使用，则参数变为欠饱和蒸汽，不考虑管道散热则干度为0.92，因引出管线较长，考虑散热则干度约为0.90，湿蒸汽温度为对应压力1.0MPa下的饱和温度180℃。如采用高压联箱蒸汽，则为1.0MPa，t=300℃的过热蒸汽(h″=3051.3kJ/kg)。


图1　AFJ雾化器示意图


2　油枪雾化机理
2.1　乳化油和雾化蒸汽混合之前各沿20个小孔进入混合腔室，每股油流都和与之对应的一股汽流在同一平面内呈约70℃夹角相交，2股流体互被对方击碎，并作旋转运动，进行混合、加热，这种破碎作用使得乳化油喷出油枪时就能使奥里油分离成粒径为40～50μm的油粒，完成初始雾化。这种混合加热作用使乳化油温升高，部分蒸汽放热后变为饱和水，混入乳化油中。
2.2　乳化油喷出油枪后，压力急剧下降，由于对应压力下饱和水的焓值降低，即由762.2kJ/kg降到417.5kJ/kg，使得油滴中的部分饱和水或游离于油滴外的饱和水滴，产生扩容蒸发，使油滴进一步变小，同时烟气对流和高温辐射作用，也会加剧蒸发作用。
2.3　乳化油喷出油枪200～400mm后发生着火，使油滴加热更为迅速，被进一步爆开，乳化油中的水分全部变为蒸汽，最终油滴被分离变为10μm小的微粒，由于这种微粒极小，加大了与氧气的混合面积，同时水蒸汽能与焦炭粒发生水煤汽反应，C H2O→CO H2-热量，使燃烧非常迅猛，火焰较短，所以即使过剩氧量很低，高温下也能完全燃烧，例如英国Ince电厂实际运行的过剩系数为0.05，就能完全燃烧。在现场观察，烧乳化油和原油相比，开始着火时，火焰根部扩展到液雾锥外很多，并且着火声音较大，就是由于水变为蒸汽的爆炸造成的。
2.4　AFJ雾化器，可用于压缩空气作雾化介质，但由于空气没有上述所说的雾化作用，可以预言，雾化效果不如蒸汽雾化理想。
2.5　燃油电厂多采用的Y型雾化器，是靠蒸汽或压缩空气将油吹碎，而AFJ雾化器不仅加强了初始雾化作用，而且全面考虑了乳化油的加热、破乳、水溶性，对燃烧乳化油适应性很强，如果将此燃烧器应用于燃烧水煤桨，或基于上述机理研制改进雾化器，可能有很好效果。
3　雾化蒸汽对雾化的影响
3.1　由于雾化蒸汽参数不同，蒸汽和乳化油混合后效果各异。采用饱和蒸汽时，不仅原来蒸汽中有10的饱和水(干度为90)，混合后的油滴中，有更多饱和汽变为饱和水，加快了油雾离开油枪后爆炸作用，使得雾化效果好于采用高压联箱蒸汽时的情况，有利于燃烧，现场试烧中也证实了这一点。由于蒸汽凝结放热焓降比例大，用饱和汽雾化时汽耗增加不多。
3.2　采用饱和蒸汽比采用高压联箱蒸汽有更好的抗破乳作用。饱和汽温与压力有关，0.9～1.0MPa时只有175～180℃；而高压联箱蒸汽为300℃，由于油枪前段套管中，蒸汽对乳化油的加热作用，用温度较高的高压联箱蒸汽作雾化汽源易引起破乳，造成油枪堵塞，这种情况在灭火或停油枪时尤其易发生，采用饱和汽时情况则好得多，这种差异已被试烧所证实。
4　结束语
4.1　奥里乳化油采用AFJ型雾化器，其雾化机理为混合破碎，即着火前饱和水扩容破碎和着火时蒸发破碎。采用AFJ型雾化器对燃烧奥里乳化油有良好的效果。
4.2　从雾化机理来讲，AFJ型雾化器对水煤桨燃烧可能有满意的效果。基于上述机理，研制或改进新型雾化器将成为可能。
4.3　烧乳化油宜采用饱和蒸汽作雾化汽源。

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