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勝利發(fā)電廠于1997年5月15日到6月24日成功地在燃燒器改造后的DG-670/13.7-8A型鍋爐上進(jìn)行了奧里乳化油燃燒試驗(yàn)，取得了令人滿意的燃燒效果。試燒過程中，分析、研究了油槍的霧化機(jī)理及不同蒸汽參數(shù)對霧化的影響。

1　乳化油的燃燒
1.1　奧里乳化油的燃燒特點(diǎn)及燃燒性能。奧里乳化油是一種產(chǎn)于南美委內(nèi)瑞拉奧里諾科河油田的瀝青狀高粘稠油經(jīng)乳化自理形成的含水30的液體。在這種乳化油中，水為連續(xù)相，呈“水包油”狀，其中的瀝青油顆粒一般在10μm左右。乳化油其流動(dòng)性好于原油；比原油難于著火，閃點(diǎn)＞120℃；低位發(fā)熱量為27～29MJ/kg；在5～70℃之外其穩(wěn)定性急劇下降，直至破乳，即油水分離，形成瀝青塊不宜燃用。用于燃燒時(shí)爐前要加熱到50～60℃。
1.2　奧里乳化油霧化器是由英國提供的，它是采用英國總結(jié)多種燃燒經(jīng)驗(yàn)研制的AFJ型霧化器(見圖1)。燃油壓力1.0MPa，油溫50～60℃，霧化蒸汽壓力1.0MPa，設(shè)計(jì)燃油、蒸汽質(zhì)量比為1∶0.06(本次試驗(yàn)約為1∶0.08)。
1.3　霧化蒸汽汽源有2路，分別來自鍋爐汽包飽和蒸汽和廠用高壓蒸汽聯(lián)箱。如采用汽包飽和蒸汽(壓力14.5MPa，h″=2625kJ/kg，t=339℃)經(jīng)節(jié)流降壓到1.0MPa使用，則參數(shù)變?yōu)榍凤柡驼羝?，不考慮管道散熱則干度為0.92，因引出管線較長，考慮散熱則干度約為0.90，濕蒸汽溫度為對應(yīng)壓力1.0MPa下的飽和溫度180℃。如采用高壓聯(lián)箱蒸汽，則為1.0MPa，t=300℃的過熱蒸汽(h″=3051.3kJ/kg)。

2　油槍霧化機(jī)理
2.1　乳化油和霧化蒸汽混合之前各沿20個(gè)小孔進(jìn)入混合腔室，每股油流都和與之對應(yīng)的一股汽流在同一平面內(nèi)呈約70℃夾角相交，2股流體互被對方擊碎，并作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行混合、加熱，這種破碎作用使得乳化油噴出油槍時(shí)就能使奧里油分離成粒徑為40～50μm的油粒，完成初始霧化。這種混合加熱作用使乳化油溫升高，部分蒸汽放熱后變?yōu)轱柡退?，混入乳化油中?br/>2.2　乳化油噴出油槍后，壓力急劇下降，由于對應(yīng)壓力下飽和水的焓值降低，即由762.2kJ/kg降到417.5kJ/kg，使得油滴中的部分飽和水或游離于油滴外的飽和水滴，產(chǎn)生擴(kuò)容蒸發(fā)，使油滴進(jìn)一步變小，同時(shí)煙氣對流和高溫輻射作用，也會(huì)加劇蒸發(fā)作用。
2.3　乳化油噴出油槍200～400mm后發(fā)生著火，使油滴加熱更為迅速，被進(jìn)一步爆開，乳化油中的水分全部變?yōu)檎羝?，最終油滴被分離變?yōu)?0μm小的微粒，由于這種微粒極小，加大了與氧氣的混合面積，同時(shí)水蒸汽能與焦炭粒發(fā)生水煤汽反應(yīng)，C H2O→CO H2-熱量，使燃燒非常迅猛，火焰較短，所以即使過剩氧量很低，高溫下也能完全燃燒，例如英國Ince電廠實(shí)際運(yùn)行的過剩系數(shù)為0.05，就能完全燃燒。在現(xiàn)場觀察，燒乳化油和原油相比，開始著火時(shí)，火焰根部擴(kuò)展到液霧錐外很多，并且著火聲音較大，就是由于水變?yōu)檎羝谋ㄔ斐傻摹?br/>2.4　AFJ霧化器，可用于壓縮空氣作霧化介質(zhì)，但由于空氣沒有上述所說的霧化作用，可以預(yù)言，霧化效果不如蒸汽霧化理想。
2.5　燃油電廠多采用的Y型霧化器，是靠蒸汽或壓縮空氣將油吹碎，而AFJ霧化器不僅加強(qiáng)了初始霧化作用，而且全面考慮了乳化油的加熱、破乳、水溶性，對燃燒乳化油適應(yīng)性很強(qiáng)，如果將此燃燒器應(yīng)用于燃燒水煤槳，或基于上述機(jī)理研制改進(jìn)霧化器，可能有很好效果。
3　霧化蒸汽對霧化的影響
3.1　由于霧化蒸汽參數(shù)不同，蒸汽和乳化油混合后效果各異。采用飽和蒸汽時(shí)，不僅原來蒸汽中有10的飽和水(干度為90)，混合后的油滴中，有更多飽和汽變?yōu)轱柡退?，加快了油霧離開油槍后爆炸作用，使得霧化效果好于采用高壓聯(lián)箱蒸汽時(shí)的情況，有利于燃燒，現(xiàn)場試燒中也證實(shí)了這一點(diǎn)。由于蒸汽凝結(jié)放熱焓降比例大，用飽和汽霧化時(shí)汽耗增加不多。
3.2　采用飽和蒸汽比采用高壓聯(lián)箱蒸汽有更好的抗破乳作用。飽和汽溫與壓力有關(guān)，0.9～1.0MPa時(shí)只有175～180℃；而高壓聯(lián)箱蒸汽為300℃，由于油槍前段套管中，蒸汽對乳化油的加熱作用，用溫度較高的高壓聯(lián)箱蒸汽作霧化汽源易引起破乳，造成油槍堵塞，這種情況在滅火或停油槍時(shí)尤其易發(fā)生，采用飽和汽時(shí)情況則好得多，這種差異已被試燒所證實(shí)。
4　結(jié)束語
4.1　奧里乳化油采用AFJ型霧化器，其霧化機(jī)理為混合破碎，即著火前飽和水?dāng)U容破碎和著火時(shí)蒸發(fā)破碎。采用AFJ型霧化器對燃燒奧里乳化油有良好的效果。
4.2　從霧化機(jī)理來講，AFJ型霧化器對水煤槳燃燒可能有滿意的效果?；谏鲜鰴C(jī)理，研制或改進(jìn)新型霧化器將成為可能。
4.3　燒乳化油宜采用飽和蒸汽作霧化汽源。