燃燒技術(shù)作為能源轉換和利用的核心技術(shù)之一,不僅關(guān)乎工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量,更直接影響著(zhù)能源的有效利用、環(huán)境保護以及低碳目標的實(shí)現。隨著(zhù)全球能源需求的不斷增長(cháng)和環(huán)境問(wèn)題的日益突出,高效清潔的燃燒技術(shù)成為了解決能源與環(huán)境雙重挑戰的關(guān)鍵。芬蘭奧林(Oilon)公司自1961年成立以來(lái),便始終致力于可持續能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)與創(chuàng )新,目前,該公司92%的燃燒器產(chǎn)品是符合歐盟分類(lèi)法標準的“綠色項目”,這展現了奧林在環(huán)保領(lǐng)域的卓越領(lǐng)導地位。奧林公司每年都將收入的6%用于產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng )新,致力于推動(dòng)清潔燃燒技術(shù)的突破,為全球可持續發(fā)展貢獻力量。
燃料的不可替代性
隨著(zhù)排放標準的日漸嚴苛,未來(lái)電力能源將在更多領(lǐng)域占據主導地位,導致燃燒技術(shù)的市場(chǎng)份額逐漸縮減。然而,燃料與電池相比依舊具有不可替代性。奧林集團首席技術(shù)官Joonas Kattelus表示,盡管低熱領(lǐng)域的燃燒技術(shù),如熱泵和電鍋爐,將逐漸被電力技術(shù)所取代,但燃燒技術(shù)仍在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)不可或缺的作用。例如,加工和工業(yè)應用需要燃燒技術(shù)提供高輸出溫度的環(huán)境,船舶飛機等航運場(chǎng)景中需要高效能燃燒提供遠航的持續動(dòng)力,而在民生領(lǐng)域,燃料則是平衡供暖供應的基礎條件。
奧林集團首席技術(shù)官Joonas Kattelus
一般而言,氣態(tài)化石燃料產(chǎn)生的排放量低于液態(tài)化石燃料。燃燒化石燃料時(shí),不僅會(huì )釋放二氧化碳,還會(huì )釋放二氧化硫、氮氧化物和各種顆粒排放物,例如煙塵。而天然氣燃料則相對清潔,不含二氧化硫和煙塵排放,其產(chǎn)生的二氧化碳僅為燃燒化石燃料的一半。
奧林公司的92%燃燒器已被認定為可持續產(chǎn)品,其中包括:
l 傳統和低氮天然氣燃燒器:奧林提供傳統天然氣燃燒器,也提供低氮氧化物版的燃燒器,該版本通過(guò)減少氮氧化物的排放來(lái)提高燃燒過(guò)程中的環(huán)保程度。雖然天然氣燃燒會(huì )產(chǎn)生二氧化碳,但是奧林已經(jīng)從燃燒技術(shù)方面將其他排放物減少到低水平,所以燃燒過(guò)程本身很清潔。
l 可持續燃料燃燒器:奧林設計的可持續燃燒器可以燃燒各種可持續燃料(包括可再生能源和生物燃料),旨在減少對化石燃料的依賴(lài)和減少溫室氣體排放。
l 啟動(dòng)和支持燃燒器:這類(lèi)燃燒器專(zhuān)為垃圾焚燒設施和使用生物燃料的工廠(chǎng)設計,用于啟動(dòng)和支持燃燒過(guò)程,確保實(shí)現更環(huán)保的能源利用。
清潔的可持續燃料與燃燒技術(shù)
奧林集團首席技術(shù)官Joonas Kattelus提到,現在世界各國政府對氫氣特別感興趣。氫氣可以通過(guò)風(fēng)力等可持續電力進(jìn)行電解生產(chǎn),在這種應用中,它是一種儲能形式。
從燃燒角度來(lái)看,氫氣只產(chǎn)生水,但氫氣的儲存和運輸比天然氣要求更高。氫氣還存在燃燒劇烈的問(wèn)題,高溫火焰會(huì )產(chǎn)生有害的氮氧化物和化合物。針對氫氣的使用,奧林ACE 燃燒器可燃燒氫氣,通過(guò)助燃空氣和燃料分級技術(shù)來(lái)減少氮氧化物的排放,并利用煙氣再循環(huán)系統來(lái)降低火焰溫度,這種方式使得該燃燒器甚至可以支持高達100%濃度的氫氣燃燒。
另一方面,隨著(zhù)全球對清潔能源的需求不斷增長(cháng),一些運營(yíng)商對使用氫氣制備氨氣產(chǎn)生了興趣。雖然氨氣作為燃料具有不排放二氧化碳的優(yōu)點(diǎn),但其本身有毒且氮氧化合物排放量較高,這也使得其應用受到一定限制。針對這一趨勢,有一些鍋爐制造商正在考慮他們的鍋爐是否可以轉為氨氣燃燒。對此,奧林集團首席商務(wù)官Tapio Murtonen表示,在典型的改造項目中,更換燃料不僅需要更換新的燃燒器,還需安裝必要的燃料噴槍和閥門(mén)裝置,并重新調整自動(dòng)化系統,以確保鍋爐的安全高效運行。
奧林燃燒器的創(chuàng )新之路
隨著(zhù)加工工業(yè)副產(chǎn)品的更多利用,可作為燃料的物質(zhì)范圍也在不斷擴大。奧林現在已能為各種挑戰性的燃料提供定制的燃燒器,比如鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的高爐煤氣和焦爐煤氣。此外,奧林在煉油廠(chǎng)和加工工業(yè)氣體的處理方面也積累了豐富的經(jīng)驗。
奧林集團首席技術(shù)官Joonas Kattelus強調:“由于副產(chǎn)品生產(chǎn)的燃料并不總是均勻的,其入口的壓力可能會(huì )波動(dòng)。因此,我們需要通過(guò)設計設備,以應對這些變化。這包括使用不同的傳感器、調節器和特殊的自動(dòng)化解決方案,以確保燃燒過(guò)程的穩定性和高效性。”
奧林公司目前的燃燒器產(chǎn)品中,仍有8%的燃燒器產(chǎn)品不符合可持續發(fā)展標準,如重油燃燒器和輕油燃燒器,主要用于海運業(yè)。然而,隨著(zhù)海事監管逐年嚴格,燃油燃燒器所占的比例會(huì )進(jìn)一步下降。在這種背景下,奧林公司正在積極尋找解決方案。
奧林集團首席商務(wù)官Tapio Murtonen表示:“我們認識到,僅使用油作為燃料的燃燒器在整體產(chǎn)品中占比較小。實(shí)際上,我們的產(chǎn)品大多是燃氣和燃氣/輕燃油燃燒器。海事行業(yè)正在尋找替代傳統燃油的新方案。特別值得一提的是,我們正在與部分客戶(hù)推進(jìn)一系列甲醇項目,這不僅是因為甲醇是一種良好的可再生燃料,其排放量遠低于傳統化石燃料,還因為作為液體燃料,它無(wú)需加壓,大大簡(jiǎn)化了物流。此外,甲醇在很多方面與輕燃油相似,這意味著(zhù)我們只需在現有奧林燃燒技術(shù)的基礎上進(jìn)行微調,即可輕松適應。”
奧林研發(fā)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
Antti Hämälainen 和 Oilon ACE 燃燒器
奧林利用計算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就模擬燃燒器操作,確保在構建物理原型前優(yōu)化設計。隨著(zhù)排放標準的日益嚴格,通過(guò)CFD建模,奧林能夠模擬并測試數十種甚至數百種不同的燃燒器幾何形狀,以找到最佳性能。
Antti Hämäläinen是奧林的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員,專(zhuān)注于A(yíng)CE燃燒器的測試工作。他表示:“在CFD模擬后,燃燒器往往需要多次修改。測試時(shí),我們力求模擬客戶(hù)現場(chǎng)的真實(shí)條件,以確保產(chǎn)品在實(shí)際應用中的可用性。”
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中,奧林同樣重視客戶(hù)現場(chǎng)的情況。Hämäläinen解釋說(shuō):“現場(chǎng)條件多變,因此我們在多個(gè)熔爐中測試不同設置,力求在實(shí)驗室中重現實(shí)地情況,以確保通過(guò)測試解決問(wèn)題。我們的目標是讓設備能簡(jiǎn)單地安裝并啟動(dòng),這也是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的意義所在。”
標準化產(chǎn)品對確保產(chǎn)品可用性和滿(mǎn)足客戶(hù)需求至關(guān)重要。盡管燃燒性能和排放水平是重中之重,但可靠性才是其中的根本。燃燒器的使用周期通常為25年,因此它必須堅固耐用,隨時(shí)可用。此外,燃燒器還需適應不同的容量需求和環(huán)境條件,例如海洋環(huán)境中使用的燃燒器或使用腐蝕性燃料的燃燒器需要防腐,這些都應該提前預測。
LN30超低氮氧化物燃燒器
在全球對雙燃料和替代燃燒器解決方案需求激增的背景下,奧林燃燒器憑借高效燃燒和低殘余氧氣實(shí)現業(yè)界超低排放水平,贏(yíng)得了市場(chǎng)的競爭優(yōu)勢,特別是超低低氮氧化物預混合技術(shù)LN30燃燒器,其排放水平低于2.5 ppm (5 mg/Nm3),易于維護和安裝。清潔燃燒技術(shù)需要根據不同環(huán)境條件進(jìn)行燃燒器的配置設定,然而,由于奧林燃燒器實(shí)現了標準化,規劃系統所需的時(shí)間大大減少,能夠快速響應客戶(hù)需求,并且保證了產(chǎn)品的穩定性和可靠性。
未來(lái),奧林(Oilon)將繼續致力于技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)品優(yōu)化,力爭將環(huán)境友好型燃燒器的占比提升至新的高度,通過(guò)更高效、更環(huán)保的燃燒技術(shù),助力客戶(hù)實(shí)現節能減排的目標,共同推動(dòng)綠色能源和可持續發(fā)展目標的實(shí)現。