為提高240噸循環流化床鍋爐的熱效率，達到節能減排的目的，利用膜法制氧技術，首次開放了局部助燃裝置，進行了局部增氧助燃技術應用于循環流化床鍋爐的工業試驗。
      試驗證明，爐渣和飛灰可燃物含量降低，鍋爐效率提高5%以上；降低了NOx排放濃度，為循環流化床鍋爐的更經濟、安全、環保運行探索了一條嶄新的途徑。
      針對我公司1#循環流化床鍋爐運行熱效率較差，特別是燃用發熱量較低的煤種時，灰渣可燃物高的實際問題，在小鍋爐試驗的基礎上，把富氧局部助燃技術進一步開放，設計了循環流化床鍋爐富氧局部助燃裝置。

      1.富氧助燃裝置及輔助設備設計
      1.1 富氧收集系統
      本裝置的富氧制造采用被發達國家稱為”資源創造性技術”的膜法富氧技術，采用負壓操作流程，流程如下圖所示:
      1.2
      富氧風嘴設計、富氧風嘴的安裝位置和進入爐膛的方式是該技術的核心。通過對爐內溫度場分布測量和測試鍋爐爐內氧量場分布發現：爐膛二次風上部有一個如下圖所示的貧氧核心區，顯然這是由于二次風的穿透擴散效果不佳而使氧氣不能到達爐膛中部的結果，這對于核心區細顆粒的燃燒產生了負面影響。通過研究發現，目前循環流化床鍋爐存在的爐渣及飛灰可燃物含量高，部分原因應該是由于二次風穿透能力不足引起的。最缺氧的地方加氧是一個重要手段。在不改變鍋爐火焰特性的前提下，又對鍋爐的性能進行系統優化！
      富氧噴嘴安裝在前后爐墻二次風管給風處，雙層布置。
      1.3 富氧風預熱器設計
      富氧風預熱器是對膜法制造的富氧進行預熱的熱交換器。設計為二級預熱，一級預熱器安裝在鍋爐排渣管處，二級預熱安裝在一次風空氣預熱器前二次風空氣預熱器后，這樣既充分回收了排渣熱損失，又保證了鍋爐的安全生產，設計預熱溫度240℃。
      2.富氧助燃的原理分析
      燃料的燃燒過程是空氣中的氧參與燃料氧化并同時出光和熱的過程。富氧燃燒是指助燃用的氧化劑中的氧濃度高于空氣中的氧濃度。富氧燃燒在燃煤、燃氣發電系統、工業鍋爐、生物質能和廢棄物能的利用鍋爐等多方面均適用，它既能提高劣質燃料的應用范圍，又能充分發揮優質燃料的性能。
實驗表明用26.7%的濃氧空氣燃燒褐煤或用21.8%的濃氧空氣燃燒無煙煤所得到的理論燃燒溫度相當于普通空氣燃燒重油所得到的溫度。

      2.1. 富氧燃燒節能特性
      富氧燃燒具有節能特性主要是由其燃燒特點來決定的，其主要特點如下：
      （1）火焰溫度大幅度提高，以甲烷燃燒為例見下圖：30％富氧空氣時的絕熱火焰溫度為2500K，比通常空氣燃燒提高近300K；氧濃度大于80％時的火焰溫度接近3000K，層流燃燒速度增大到近3m/s，而普通空氣的層流燃燒速度僅為0.45m/s。通過富氧助燃可以提高燃燒強度，加快燃燒速度，獲得較好的熱傳導，同時溫度提高有利于燃燒反應；提高燃燒溫度，促進了熱量的交換。輻射換熱量按絕對溫度的四次方之差值的倍率增長。
      （2）由于惰性成分的氮氣濃度大大降低，提高減少了這部分的熱損失，無謂的能源消耗大幅度降低，30%～40％的富氧空氣燃燒就可以降低燃料消費20%～30%，提高了熱效率；
      （3）煙氣量大幅度減低，純氧燃燒時的煙氣體積只有普通空氣燃燒的1/4，煙氣中的Cq濃度增加，有利于回收CO2綜合利用或封存，實現清潔生產；煙氣中高輻射率的CO2和水蒸氣濃度增加，可促進爐內的輻射傳熱；
      （4）設備尺寸縮小，燃燒系統的設備投資成本和維護費用降低。
      2.2．富氧助燃的環保特性
      CO2是導致溫室效應的主要氣體，目前為了防止地球溫度進一步升高，世界上38個工業化國家于1997年12月正式通過《京都議定書》，這個議定書規定了這些工業化國家在2008～2012年的承諾期內，把它們的溫室氣體排放量從1990年排放水平平均降低大約5.2％。采用富氧助燃技術，由于提高了氧化劑中氧濃度，煙氣中CO2的濃度得到大大提高，利于CO2的分離和后處理。由于節省了燃料，也就理所當然地減少燃燒過程中SO2的排放量。
      結論：總之采用富氧燃燒技術可以提高火焰溫度、燃燒效率，同時能夠減少CO2、SO2的排放。富氧燃燒技術是一種節能的燃燒技術，在國家大力提倡節能減排的當前很值得推廣。

      3、節能效益舉例
      以我公司240循環流化床鍋爐為例：按鍋爐運行300天/年，年平均耗煤25萬噸來計算，煤價為500元/噸，節能以最低2.5%評估為基準：
      1.年節省標準煤：250000×2.5%×（4700÷7000）=4196噸
      2.年可創造節能效益：25萬噸×500元/噸×2.5%=312.5萬元
      3.環保效益：年減少SO2排放124噸
      還沒考慮二次風機和引風機因出力減少的節電效益，以及鍋爐工況更穩定，循環流化床鍋爐磨損減輕，因磨損、排渣故障停爐次數減少，運行周期更長等間接收益。
      3）收益分析
      年節能效益最少為25萬噸×500元/噸×2.5%=312.5萬元
      能耗費用為260kW×0.75×24×300×0.6元/度/10000=84.24萬元；
      折舊費為：230萬元/10=23萬元
      裝置年維護維修費用12萬元
      年凈效益最少為312.5–84.24–23-12（萬元/ 年）=193.26萬元
      投資回收期最長為193.26萬元/230（萬元/年）=0.84（年）
      如考慮二次風機和引風機因出力減少的節電效益，以及鍋爐工況更穩定，循環流化床鍋爐磨損減輕，因磨損、排渣故障停爐次數減少，運行周期更長等間接收益。投資回收期會更短，一般半年左右即可收回全部投資!

      4.結束語
      上述理論與應用證明，循環流化床鍋爐富氧助燃裝置的應用技術，在提高循環流化床鍋爐熱效率、節能減排方面有著巨大的應用前景!雖然應用中引發的其他問題由于其包含學科的廣泛性還需要我們進一步去探索和完善，但實踐表明，該創新是成功的。其在循環流化床鍋爐的推廣應用，必將帶來可觀的經濟和社會效益。