一种燃气锅炉富氧燃烧供气方法及装置与流程

本发明属于热能工程
技术领域：
，具体涉及一种燃气锅炉富氧燃烧供气方法及装置。
背景技术：
：富氧，广泛应用于各种燃油、燃气、燃煤窑炉(玻璃、水泥、陶瓷)、各种锅炉、加热炉、焚烧炉、热媒炉、热风炉、冶炼炉、航空发动机、船舶发动机等助燃节能与环保；催化裂化、脱硫、废水处理、发动机增效、富氧造(煤)气、各种氧化反应、发酵等领域也应用富氧技术取得了较好的经济效益；另外，富氧也大量的应用于医疗保健、大型富氧通风、高原增氧、水产养殖等方面，涉及石化、化工、医药、轻工、电力、建材、冶金、煤炭、交通运输和水产养殖等领域。空气中含有大约21％的氧气和78％的氮气，在以空气为原料提取富氧的方法中，工业上最广泛采用的方法是深冷精馏法和变压吸附法，但这两种方法构建的富氧系统均存在投资大，耗能高，技术复杂，需专人操作，且运行费用较高；此外，还有诸如电解法、化学法等氧气分离方法，但因其以消耗水、消耗化学品原料来实现氧气分离，存在原料获取不易、能源消耗高、制造成本高、使用成本高等方面的弊端，为工业客户所不能接受，仅在一些特殊场合采用；膜法富氧技术是自70年代末逐渐发展起来的一种新分离方法，它利用有机高分子致密薄膜对氮、氧的选择透过性差异，当在膜两侧存在压力差或者压力比时，混合气体中渗透速率快的气体如水蒸汽、氢气、氦气、氧气、二氧化碳等透过膜后在膜的低压侧富集成为富氧空气(视膜材料的氧氮分离系数不同，单级分离可获得纯度约为23～60％的富氧)，而渗透速率相对慢的气体如氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等在膜的滞留侧被富集为贫氧(或富氮)空气，膜分离方法为富氧提取开辟了一条新途径，因它在分离浓缩的全过程中不存在相变，常温分离，具有设备简单、制造成本低、能源消耗小、产量可调节、启动迅速、操作简便、系统静态运行、可靠性高等突出优点，是一种经济的分离方法，目前，采用膜分离方法制取富氧已广泛应用于富氧助燃、富氧通风、水处理等领域，尤其针对玻璃、冶金、水泥回转窑、工业锅炉等等热能工程领域的富氧助燃，因膜分离方法具有的一系列优点，可为各用能单位提供一种相对廉价、灵活的现场供气方法而被广泛采用；众所周知，富氧燃烧成败的关键在于如何低成本的供给氧气，有效的降低富氧装置的运行成本、维护成本及装置造价，而随着膜分离材料的研究开发以及流程工艺的突破，应用于空气分离的有机膜分离材料其氧氮分离的α(阿尔法)值大都在2～7之间，在一定的压力比下可以直接自空气中获得大约30～60％纯度的氧气，而提高膜分离材料的分离系数、进一步降低分离压力比、提高渗透量等围绕前述所要求的成本控制已做到极限，挑战艰难愈发难以为继，而在燃气锅炉、窑炉采用的富氧燃烧方法中，大都直接提高助燃空气含氧量的方法，这使得所需富氧量非常大，很难将设备成本控制在一般客户可接受的程度，投资回收期太长，而在直接预混到燃料侧进行预混燃烧的富氧燃烧方法中，因存在爆燃的风险而使得技术推广饱受质疑，在这个领域，急需一种高效、安全的解决方案。技术实现要素：鉴于以上情况，针对以天然气(典型的，以～97％甲烷为例)为燃料的燃气锅炉、窑炉，本发明的目的在于提供一种高效、安全、低成本的燃气锅炉富氧燃烧供气方法及装置。本发明采用常温空分(膜分离或变压吸附方法)技术直接自空气中提取富氧，并采用如本发明设计的供气回路，将制取的富氧与燃气预混后进行富氧燃烧。本发明提供的燃气锅炉富氧燃烧供气装置，其结构如图1和图2所示，包括：至少一种采用常温空分技术的现场制氧系统，用于直接自空气中制取25～50％的富氧空气；至少一个储罐，该储罐与现场制氧设备连接，所述储罐容积“受限”，通常可满足1分钟以内的富氧空气的供气流量的需求，并且带有安全阀，带有压力显示元件；一套供气回路系统，包括富氧空气输送管路和燃气输送管路；供气回路系统可以确保将富氧和燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”加入，其中：所述富氧空气输送管路，一方面接收储罐的富氧气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次连接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；其中，减压阀后管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；在自动切断阀与比例阀/执行器的管路上连接有放散旁路(该旁路由放空阀、电接点压力表组成，其中电接点压力表也可以是其它压力监测元件)；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量，从而在控制系统的控制下调节富氧空气与燃气的比例；该管路中可以优选而非必要的设置若干球阀，用于临时切断供气回路；该管路中末端可以优选而非必要的设置单向阀，用于防止返流；所述燃气输送管路，连接燃气气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；减压阀、自动切断阀的连接管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量；该管路中可以优选而非必要的设置手动球阀，用于临时切断供气回路；富氧空气输送管路、燃气输送管路与燃烧器之间由一三通连接，即三通的两个端口分别与富氧空气输送管路和燃气输送管路连接，三通的另一端口与燃烧器末端连接；其中，对于低氮燃烧器，末端加入也可自燃气回路的减压、切断保护措施之后而在比例阀之前加入富氧，配套的管路系统如图一致；一套控制系统，用于控制现场制氧系统开停/切换，并可接收燃气回路的燃气安全切断阀的信号，来决定打开富氧供气阀，并能接受燃气回路的燃气比例阀/执行器的开度信号，来决定富氧供气比例阀的开度，从而实现等比例供气；并且可对放散阀进行控制。本发明中，富氧是自燃烧器燃料供给回路的安全切断阀之后，与燃气进行预混，然后进入燃烧器，是一种“末端”、“开式”、富氧与燃气流量“等比例跟随”的加入方式，其中，所谓“末端”，是指在燃气安全阀切断之后富氧通过三通预混进入燃烧器，即在燃烧器安全切断保护措施之后且靠近燃烧器燃料进入侧的加入方法；所谓“开式”，是指燃气进入燃烧器之后，燃料与富氧气体混合后可能形成的燃烧爆炸反应所产生的能量有释放口，可随着燃烧产物自燃烧器出口泄放到炉膛；所谓富氧与燃气流量“等比例跟随”加入,是指控制系统，根据接收到的燃气输送管路中比例阀/执行器的开度信号或流量信号，来决定富氧供气比例阀的开度，从而实现等比例供气；这样可以避免在燃气流量较小而富氧流量大时容易吹灭、甚至触发爆炸极限产生爆燃的现象。本发明提供的燃气锅炉富氧燃烧方法，具体步骤如下：(1)采用常温空分(如膜分离、变压吸附)技术直接自空气中分离纯度为25％～50％的富氧空气；因氧纯度不高，无需耐受更高温度的燃烧器，适应性广；常温空分(如膜分离、变压吸附)技术的制氧系统，一旦设计建造完成，受制于分离材料以及选型建造完成的动力设备能力，系统具有流量与纯度呈反比趋势的技术特性，更有利于形成更高的安全边界；(2)将富氧空气与燃气按一定比例混合后送入燃烧器，进行富氧燃烧；混合气体中可燃组份应高于混合气体的全组分爆炸上限(典型的，全组分爆炸上限可按理·查特里公式描述)，优选的，燃气与富氧空气混合后的富氧流量/燃气流量＝20～50％，以避免爆燃；(3)由控制系统，根据客户现场燃气比例阀的信号(可以是开度信号或者流量信号，如燃气锅炉生产负荷因需求发生变化时，将反馈至燃烧器的燃气比例阀/执行器，驱动调节燃气比例阀的开度，供给不同的燃气流量，以匹配大、中、小火热能输出)同步驱动富氧供气回路的比例阀/执行器匹配相应的富氧量(富氧是与燃气流量按预定比例进行预混，当锅炉、窑炉负荷发生变化时，燃气流量随之改变，通过燃气流量的比例阀反馈得到的开度信号或流量信号，如公知技术，即可按照该比例计算出所需的富氧流量＝燃气开度比例或者流量比例*设计富氧流量，继而控制富氧供气回路上的比例阀/执行器供给相应比例的富氧)，可避免在燃气流量较小而富氧流量大时容易吹灭甚至触发爆炸极限产生爆燃的现象。本发明采用富氧与燃气预混加入进行富氧燃烧，对比将助燃空气整体富氧化的富氧燃烧的工艺，所需富氧量更小，可降低制氧设备的投资成本、运行费用，整体上，是一种高效安全、低成本的富氧燃烧解决方案。附图说明图1为本发明的燃气锅炉富氧燃烧供气方法及装置的流程示意图(普通燃烧器)。图2为本发明的燃气锅炉富氧燃烧供气方法及装置的流程示意图(低氮燃烧器)。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步介绍本发明。图1本发明的方案针对普通燃烧器的富氧接入图，图2是本发明的方案针对低氮燃烧器的富氧接入示意图。富氧制备与富氧供给回路中，主要由如下部分组成：氧氮分离系统(现场制氧设备)，采用常温空分技术，如公知技术，可直接自空气中制取约25-30％的富氧，经后续富氧供给回路预混进入燃气供给回路的安全切断阀之后进入燃烧器进行富氧燃烧；富氧供给回路中，主要有如下部件组成，包括如附图顺序连接的现场富氧储罐(附带有安全阀)、球阀、减压阀、压力表、球阀、自动切断阀、放散回路(包括电接点压力表、放空阀)、比例阀/执行器、软管、球阀、单向阀，直至接入到燃气供给回路的三通，其中，富氧三通接入点设置在燃气供给回路的安全切断阀之后、燃烧器之前，具体的，每个顺序连接的设备介绍如下：富氧储罐(包括如公知技术所需设置的安全阀)，主要目的是用于前述常温空分制氧设备的产品气体缓冲以及后续供气的减压输送储存、缓冲；球阀，手动切断阀门，用于现场应急手动切断供气回路，还可用于微调管路流量输出特性；减压阀，用于稳定输出富氧供气压力，确保正常运行条件下不干扰燃气供给回路的原压力的保护设计，阀后带有就地显示压力表(pg102)，方便现场整定，整定值为略高于该压力(500～1500pa)，以确保富氧能正常预混进入，并且，该管道总压应远低于燃气供给回路上的总管输送总压(pg100)；自动切断阀，也即富氧供气阀，接收燃气切断阀、分离系统停机信号或客户停机、切换信号等打通或切断供氧回路；比例阀/执行器，用于调整富氧供给流量；在自动切断阀后与比例阀/执行器之间，设有旁路放空；由监测元件电接点压力表(pi103)与放空阀组成；软管，用于方便现场连接，将前端来流富氧空气继续经由球阀、单向阀接入后端燃气供给回路预混；单向阀，用于流体逆止，防止倒流。燃气供给回路中，对于普通燃烧器，一般由如下部件组成，包括如附图顺序连接的总管压力表、手动球阀、减压阀、压力表、安全切断阀、比例阀/执行器、安全切断阀等组成减压供气、双阀安全切断、燃气流量比例调节功能的供气回路，将燃气送入燃烧器，其中，顺序连接的安全切断阀、比例阀/执行器、安全切断阀的组合又称为比调阀；对于低氮燃烧器，一般由如下部件组成，包括如附图顺序连接的总管压力表、手动球阀、减压阀、压力表、安全切断阀、安全切断阀等组成减压供气、双阀安全切断功能的供气回路，将燃气送入燃烧器前的燃气流量比例阀/执行器后进入燃烧器燃烧；ab01是为燃烧器提供助燃空气的鼓风机，通常，为了燃气充分燃烧，以天然气为例，100m3/h天然气消耗量的燃烧器，大约至少需要配套1000m3的助燃空气；氧氮分离系统设计为仅能制取～30％的富氧，并优选设有压力监测、纯度监测传感器，富氧按燃气与富氧混合后的富氧流量/燃气流量＝20～50％设计，不仅从供气能力(纯度、压力、流量)上确定了运行上限的安全保护边界，也比较传统富氧助燃技术所需富氧量更小：富氧纯度，典型的，如正常安全运行上限35％，可设定调整，当纯度升高至设定值上限时，系统通过自动降低负荷运行，当超过设定值上限值时将停机并报警；富氧压力，正常安全运行压力，典型的，如1～1.5bar，可设定调整，但最高不超过燃气总管压力pg100，当储罐压力低至下限时逐步增加负荷，当压力升高至设定值上限时，系统通过自动降低负荷运行，同时，储罐为有限容积并设有安全阀，整定压力排空；富氧流量，典型的，如现场供氧系统的产气量按照100份天然气：40份氧气配套设计选型，一旦选型设计制造完成，系统因前端压缩机气量、压力的已确定，已形成物理边界，其纯度与流量关系呈反比趋势(见下表1)：表1序产量纯度备注14030％对比基准，额定运行设计值229.3335％额定正常运行区间上限值322.0040％设备极限值同时，因现场实施时，是按燃气流量以固定燃气/富氧比例同步供气，纯度越高时系统的供氧量越小，燃气与富氧的混合气中燃气占比将越高，安全性也提升，从富氧系统本身的流量/纯度工艺特性上形成了更高的安全边界，如下表2：表2注：表内全组分爆炸上限按理·查特里公式计算。此外，通常，传统的富氧燃烧需将该助燃风的含氧量从正常大气的20.95％增加至如23～50％，以天然气为例，通常100m3/h天然气消耗量的燃烧器，至少需要1000m3的助燃空气，如将该1000m3的助燃空气即使提升至含氧量23％，按“氧量平衡、流量平衡”的原则，计算结果见下表3：表3也需配套流量达226.52m3/h、纯度30％的富氧设备方可满足要求。而本发明的方案，按燃气与富氧混合后的富氧流量/燃气流量＝20～50％计，100m3/h天然气消耗量的燃烧器，仅需配套20～50m3/h的富氧即可，因此，设备供气流量大幅减小，具有更低的设备投资与运行维护费用；如图所示，一套完整的供气回路，以确保将富氧从燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”的加入方法以三通接入，具有极高的安全性；为更好的理解本方案的安全性，燃烧有4要素，1个是燃料(燃气)，1个氧源，1个是激发能源(可以是温度、明火、静电、微波等等)，另外还有一个，就是未受到抑制的链式反应，前三要素一旦激发，就可能形成燃烧或者爆炸，但无论燃烧或者爆炸，都是链式反应，抑制链式反应正是防火防爆的基础，要不切断燃气、要不切断氧源，要不同时切断燃气与氧源，就可以抑制链式反应持续进行，限制灾害扩大，因为，一旦氧源切断，燃烧将迅速消耗氧气，氧源不能持续补给将迅速对链式反应进行抑制，一旦切断燃气，燃烧将迅速消耗掉可燃物，燃料不能持续补给，链式反应也随之终止；典型的，燃气都有确定的爆炸极限，该爆炸极限是指：空气背景，燃气遇火种时会产生爆炸的空气中含有该种燃气的体积比范围。如天然气的爆炸极限是5.3％～14％(体积浓度)，意思是如果天然气在空气中的体积浓度在5.3％～14％之间时，遇火源就会爆炸，而当天然气浓度小于5.3％或大于14％时，即使遇到火源，也不会爆炸；爆炸极限说明可燃气体(蒸气)或粉尘与空气的混合物并不是在任何比例下都有可能发生爆炸的，它有一个最低的爆炸浓度爆炸下限，和一个最高的爆炸浓度爆炸上限。只有在这两个浓度之间，才有爆炸的危险。如果可燃物质在背景气体混合物中的浓度低于爆炸下限，由于空气所占的比例很大，可燃物质浓度不够，因而遇到明火，既不会爆炸，也不会燃烧。如果可燃物质在混合物中的浓度高于爆炸上限，由于含有大量的可燃物质，空气不足，缺少助燃的氧气，遇到明火，虽然不会爆炸，但接触空气却能燃烧。因此，爆炸极限一般用可燃性气体或蒸气在爆炸混合物中的体积分数来表示。在可燃物的生产、储存、运输和使用时，都必须注意其爆炸极限，以保证安全。天然气中所含危险性组份而导致的爆炸危险，宏观上分为两类，一是燃气大量泄露至周围环境，与空气混合后形成爆炸性气体；另一种是燃气不泄露，因混合燃气中自带氧气与燃气混合后形成爆炸性气体：1)燃气泄漏燃气泄入空气，燃气属量少组份，是否会形成爆炸危险组份，应重点关注燃气泄漏后在空气中的浓度是否达到爆炸下限；对一般富氧燃烧项目，不会因本项目的建设导致新的燃气泄漏源增加而导致新的风险，但企业仍需按现有安全生产管理流程监控生产过程中的燃气泄放源即可保证安全。2)燃气与富氧预混在燃气未泄露情况下，燃气中的氧气浓度是决定组份是否存在爆炸危险的判断依据，应重点关注组份是否越过爆炸上限点。显然，本发明的供气方案，受限于富氧系统的技术原理、设计选型，富氧流量、纯度、压力受控，天然气本身爆炸上限就比较低，按额定比例增氧后，典型的，如前述，按理·查特里公式计算，按天然气流量的40％预混加入30％的富氧，预混后全组分爆炸下限约7.47％，全组分爆炸上限约19.03％，而预混后天然气甲烷组分仍高达69.3％，远超19.03％，具有相当高的安全性。3)燃气与富氧预混供气如图所示，本发明具有一套完整的供气回路，以确保将富氧从燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”的加入方法以三通接入：设“有限容积”的储罐，仅以满足常温空分制氧设备产品气缓冲以及减压输送为目的，显然，采用常温空分方法制氧，即开即制即用，有限的储存量(典型的，通常1分钟内即可消耗完)具有更高的安全性；供气回路设有手动切断球阀，用于现场应急手动切断供气回路，还可用于微调管路流量输出特性；供气回路设有减压阀，用于稳定输出富氧供气压力，确保正常运行条件下不干扰燃气供给回路的原压力的保护设计，阀后带有就地显示压力表(pg102)方便现场整定：减压阀将根据燃烧器的现场燃气供给压力(pg101)整定，整定值为略高于该压力(500～1500pa)，以确保富氧能正常预混进入，并且，该管道总压应远低于总管输送总压(pg100)；当减压阀失效，富氧气体的“微过压”输送将提升混合区(燃气喷枪预混段)的压力，但因为是“开式”系统，压力提升将通过两方面达成新的平衡：1是将干扰燃气输送流量，呈减少趋势，2是将提升混合物喷射流速，尤其因“开式”加入系统的泄放效应达成平衡，即使直至触发原燃烧器保护、报警机制也会因原燃烧器保护措施而受控，但为避免这类情况发生，减压阀后设有旁路放空阀，由监测元件(电接点压力表，pi103，整定值为正常燃气工作压力的1.2倍)发出信号，放空阀(常开阀)打开放空，以确保安全；供气回路设有自动切断阀，也即富氧供气阀，接收燃气切断阀、分离系统停机信号或客户停机、切换信号等打通或切断供氧回路：自动切断阀，也即富氧供气阀是常闭阀门，断电为切断状态；与燃气切断阀属同类型阀门，用于当侦测并预计可能将形成危害时迅速切断“氧源”，是抑制燃爆(切断“四要素”之一的“氧源”，可抑制持续形成燃烧过程)灾害扩大的保护手段；接收燃气切断阀的开启信号延时30秒打开送气；接收燃气切断阀的切断信号断电回位切断，终止供气；同时，接收分离系统的停机信号或客户主动要求的停机信号迅速切断供氧回路；供气回路设有比例阀/执行器，将根据客户锅炉大中小火或分多段热能输出的要求同步匹配相应的富氧量；该阀门也属常闭阀门，断电即恢复切断状态，开度为0；接收燃烧器比例阀/比调阀的开度信号同步驱动供气比例阀/执行器，以匹配锅炉大中小火或分多段热能输出要求的富氧量；同时，接收分离系统的停机信号或客户主动要求的停机信号回位归零；供气回路中，在自动切断阀后与比例阀/执行器之间，设有旁路放空；由监测元件电接点压力表(pi103)与放空阀组成：放空阀为常开阀，可满足长期停机管路内可能存在的燃气微漏放散；在系统启动后延时10s关闭；由监测元件电接点压力表(pi103)与放空阀组成的旁路，还将满足减压阀失效后的超压放空，整定值为正常燃气工作压力的1.2倍，放空阀(常开阀)接收该监测元件的信号后打开放空以确保安全；手动切断球阀可用于现场应急手动切断供气回路或微调管路流量输出特性；单向阀用于流体逆止，防止倒流；同时，富氧预混采用定量、末端开式的方法加入锅炉燃烧器进行富氧助燃：按天然气流量的40％预混加入30％的富氧，预混后全组分爆炸下限约7.47％，全组分爆炸上限约19.03％，而预混后天然气甲烷组分仍高达69.3％，远超全组分19.03％的爆炸上限，具有较高的安全性；(附，原天然气全组分爆炸下限约5.45％，全组分爆炸上限约14.37％，参见燃气预混安全性计算)。富氧供给回路将跟随锅炉大中小火或分多段热能输出要求同步匹配富氧量，正常运行的整定值将不影响原供气压力、流速等原系统保护边界设置；预混加入的富氧总量大约为所需助燃空气总量的4％，对整体助燃风、风压、流速等影响极小；末端加入，不影响原天然气的保护回路(包括减压阀、切断阀、比例/调节阀、压力监测等)，增氧工艺本身随燃气比例/调节阀自动补氧，跟随调节，而不会破坏原来窑炉、锅炉本身已经具备的燃气切断、防熄火、回火等安全措施；压力保护 机械式逆止阀 放空阀，防止倒流、泄漏，系统自带压力保护设施，喷枪三通接入口设有逆止阀可有效防止燃气回流，燃气不会外泄到富氧侧管道；开式加入法，燃气直接送入燃烧器末端以三通混入，即使形成爆炸性气体，也因为已经即刻点燃而将能量释放到炉膛，不会形成爆炸性环境；因此，在锅炉本身具备的安全保护措施前提下，可完全实现富氧助燃系统开停/切换的无损工艺，避免锅炉回火、脱火、熄火等现象，非常安全。与现有技术不同，本发明的方法，可以更小的富氧流量进行富氧助燃，并可安全的针对以天然气(典型的，以～97％甲烷为例)为燃料的燃气锅炉、窑炉进行富氧助燃，将富氧直接预混到燃烧器燃料进入侧以“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”的加入方法对锅炉、窑炉|进行预混式富氧燃烧，对比将空气侧整体富氧化的富氧燃烧工艺，不仅降低了制氧设备的投资成本、运行费用，在锅炉本身具备的安全保护措施前提下，可完全实现富氧助燃系统开停/切换的无损工艺，避免锅炉回火、脱火、熄火等现象，是一种更加安全的富氧供气方法，可确保燃气锅炉、窑炉的安全运行。本发明优先应用于燃气组分为甲烷为主的天然气锅炉、窑炉等富氧助燃，但并不代表可以采用本发明的方法对其它燃料的炉窑的富氧助燃提供氧化剂，所公开的基本原则可用于很多其它的供气场合。通过本发明的方法可以实现的典型实例包括对所有燃气、燃油甚至燃煤的窑炉、锅炉基于提高氧气浓度进行富氧燃烧的应用场合。实施例1某燃气锅炉，蒸汽产量为6t/h，燃用热值约8600kcal/kg的天然气，约430m3/h，平均电价0.6元/kwh，平均燃料价3.2元/m3，年运行时间330天；按本发明的方法，设计采用上海穗杉实业股份有限公司生产的膜分离系统，装机功率22kw、富氧产量120m3/h、纯度30％、出口压力0.1mpa的膜分离制氧系统，并按本发明的方法构建了一套完整的供气回路，如附图接入，并不改变或破坏其燃烧器、锅炉本身结构，也未改变原来整定的工艺参数设定点，如燃烧器本身的运行参数，锅炉运行温度、压力等参数，而是跟随运行；更不改变其燃烧器、锅炉本身抑制灾害扩大等安全性保护原理、设施，富氧接入后，富氧系统本质安全，自成体系自动制取额定纯度、流量、压力的富氧；富氧供给回路，自带完整功能的供气回路减压、切断、调节与压力保护、逆止以及放空旁路，接收燃气切断阀的开启信号延时30s打开供气阀，接收燃气切断阀的关闭信号切断供气回路，根据接收到的燃烧器比例阀/比调阀的开度信号同步匹配供给客户锅炉大中小火或分多段热能输出要求的富氧量，增氧工艺中与天然气混合后不会形成爆炸性气氛，“定量、末端 开式加入”方法，丝毫不影响原天然气的保护回路的有效性，更为重要的是，接入喷枪末端进入锅炉、窑炉，是“开式”系统，即使形成爆炸性气体，也因为已经即刻点燃而将能量释放到炉膛，不会形成爆炸性环境，并将受到原燃烧器、锅炉本身抑制灾害扩大的安全性保护设施而受控；同时，因为富氧回路其“源”是受限的(储罐储存量小，仅0.6m3，是“有限源”)，即使瞬间形成了极端爆炸气氛，也因为燃气有切断，富氧也有切断，富氧还是“有限源”，加上放空旁路，比较目前空气预混型式的燃烧器(也是预混，也有这些问题，但都不外乎前述抑制链式反应的抑制或者消减措施已经到位)的不同点是爆炸点不同而已，尽管理论上爆燃现象存在，但其危害形同类似“氧气切割关掉乙炔会听到一定响声”的可接受的程度，在锅炉本身抑制燃烧链式反应的抑制或者消减措施均已到位的情况下，结合后端是“开式”接入，能量有释放口，前端源受控，危害小，燃爆风险是可接受的，可控的，从实际运行情况来看，在锅炉正常运行负荷自10％～100％的波动过程中，燃烧器1～10段实际的运行，没有任何安全问题发生，设备、工艺本质安全，可完全实现富氧开/停切换的无损工艺，避免锅炉回火、脱火、熄火等现象，非常安全，并节约了6.5％的天然气，取得了不菲的经济效益，计算见表4：表4投资回收期短，经济效益显著；以上所描述的实施方法仅阐述本发明的一些重要特征，本专业的技术人员应该知道，尽管本发明结合附图进行了部分描述，但这仅仅是本发明的一个应用实例或者一种方法，一切不违反本专利阐述的实质的其它变化也属于本专利的范畴，本发明的范围仅仅受所附的权利要求书范围所限制。以上通过具体实施方式，对本发明的上述内容进一步的做出了一些详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题范围仅限于以上应用实例，凡基于本发明以上的内容所实现的技术均属于发明的范围。当前第1页12