降低煙氣含氧量,本質(zhì)上是提高燃燒效率、減少熱量損失和降低污染物生成的核心手段。
核心原理:在保證燃料完全燃燒的前提下,盡可能減少多余的空氣(過量空氣)進(jìn)入系統(tǒng)。因?yàn)闊煔庵械难踔饕獊碜赃@些未參與反應(yīng)的過剩空氣。
以下是降低煙氣含氧量的系統(tǒng)化方法和步驟,您可以根據(jù)具體情況排查和應(yīng)用:
一、主要原因分析與排查方向
過量空氣系數(shù)過高:這是最常見的原因。為了“安全”而盲目送入過多空氣。
空氣泄漏(漏風(fēng)):在鍋爐或爐窯的負(fù)壓區(qū),外界的冷空氣漏入系統(tǒng)。
燃燒器工況不佳:燃料與空氣混合不充分,需要更多空氣來“補(bǔ)足”燃燒。
測量與控制問題:氧量測量儀表不準(zhǔn),或控制系統(tǒng)存在滯后、故障。
燃料特性變化:例如燃料熱值、成分(如含水量)發(fā)生變化,而未及時(shí)調(diào)整配風(fēng)。

(煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝圖)
二、具體措施與解決方案
第一階段:檢查與優(yōu)化燃燒調(diào)整(最直接有效)
精細(xì)調(diào)整空燃比:
在確保燃料完全燃燒(可通過監(jiān)測煙氣中CO含量輔助判斷,理想狀態(tài)是CO在較低水平且穩(wěn)定)的前提下,逐步、緩慢地減少送風(fēng)量,或增加燃料量(根據(jù)負(fù)荷需求)。
目標(biāo):找到煙氣含氧量的“最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”,即在CO開始顯著上升之前的最低氧量值。
優(yōu)化燃燒器:
清潔或更換堵塞、磨損的燃燒器噴頭。
檢查并確保風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈活、準(zhǔn)確。
對(duì)于分級(jí)燃燒器,優(yōu)化內(nèi)、外風(fēng)的比例,改善燃料與空氣的混合效果。
第二階段:堵塞漏風(fēng)點(diǎn)(重點(diǎn)針對(duì)鍋爐/窯爐)
常見漏風(fēng)點(diǎn):人孔門、檢查孔、觀火孔、穿墻管道間隙、爐墻裂縫、膨脹節(jié)、除塵器、省煤器、空氣預(yù)熱器等法蘭連接處。
檢測方法:使用紅外測溫儀(查找低溫點(diǎn))或煙霧筆在設(shè)備負(fù)壓區(qū)測試。
解決方法:進(jìn)行密封焊接、更換密封材料、緊固螺栓等。
第三階段:儀表與控制系統(tǒng)升級(jí)
校準(zhǔn)氧量分析儀:
定期使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)氧化鋯氧量計(jì)或激光氣體分析儀進(jìn)行校準(zhǔn),確保測量準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)不準(zhǔn),一切調(diào)整都是徒勞。
實(shí)施自動(dòng)控制:
將煙氣含氧量信號(hào)引入燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)(DCS/PLC)。
采用煙氣含氧量作為反饋信號(hào),自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量,實(shí)現(xiàn)空燃比的閉環(huán)控制。
更先進(jìn)的系統(tǒng)會(huì)采用交叉限幅控制策略,兼顧負(fù)荷變化時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和安全性。
第四階段:設(shè)備改造與先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用
安裝省煤器、空氣預(yù)熱器:回收煙氣余熱來加熱助燃空氣,提高空氣溫度,從而減少達(dá)到相同燃燒溫度所需的空氣量(降低體積),同時(shí)提升燃燒效率。
富氧燃燒技術(shù):向助燃空氣中加入氧氣,減少氮?dú)獾炔粎⑴c反應(yīng)的氣體被加熱和排走的熱損失。這是大幅降低煙氣量(從而降低氧濃度基數(shù))和提升能效的先進(jìn)技術(shù),但需要制氧設(shè)備和成本投入。
采用低氮燃燒器:現(xiàn)代低氮燃燒器通過精細(xì)控制燃燒階段和區(qū)域,本身就需要在低氧環(huán)境下工作以實(shí)現(xiàn)抑制氮氧化物的目的。
三、不同場景下的要點(diǎn)
對(duì)于燃?xì)忮仩t/爐窯:重點(diǎn)關(guān)注燃燒器調(diào)整和空燃比控制,漏風(fēng)問題相對(duì)較少。
對(duì)于燃煤鍋爐:除了上述所有方面,還需關(guān)注煤質(zhì)穩(wěn)定性和配風(fēng)均勻性(如分層給煤、合理調(diào)整一次風(fēng)和二次風(fēng)比例)。
對(duì)于工業(yè)窯爐(如加熱爐、回轉(zhuǎn)窯):重點(diǎn)在于爐壓控制(防止負(fù)壓過大吸入冷空氣)和燒嘴維護(hù)。
四、安全與注意事項(xiàng)
循序漸進(jìn):調(diào)低氧量時(shí),必須密切監(jiān)視煙氣一氧化碳(CO)濃度和火焰狀況。氧量過低會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒,產(chǎn)生大量CO和炭黑(冒黑煙),不僅效率下降,更存在爆炸和中毒風(fēng)險(xiǎn)。
平衡關(guān)系:降低氧量會(huì)提高燃燒溫度,可能影響設(shè)備壽命或增加氮氧化物(NOx)的生成。需要找到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全的平衡點(diǎn)。
以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng):依賴準(zhǔn)確的在線儀表(O2,CO,溫度,壓力)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,而非僅憑經(jīng)驗(yàn)。
總結(jié)流程建議:
檢查儀表→排查漏風(fēng)→優(yōu)化燃燒器→精細(xì)調(diào)整空燃比→實(shí)施自動(dòng)控制→考慮技術(shù)改造。
通過以上系統(tǒng)性方法,可以有效降低煙氣含氧量,通常能將氧量控制在3%-5%(燃?xì)猓┗?%-8%(燃煤)的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果(每降低1-2%的氧量,可提高約0.5%-1%的熱效率)。

(煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝圖)