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液体燃料的发热量很高，一般在37700～44000千焦／千克(kJ／kg)，又容易着火，燃烧迅速而稳定。液体燃料几乎不含灰分，而且水分也极少，因此燃烧很完全。液体燃料易于运输和贮存，对周围环境的污染程度也比固体燃料轻得多。
燃油锅炉的运行调节比较灵活，也易于实现机械化和自动化。由于燃油中灰尘极少，不会磨损受热面，所以燃油炉的对流受热面可以承受较高的烟气流速，一般可达20～30米／秒(m／s)，有利于提高传热效果，缩小锅炉体积，降低锅炉的耗钢量。燃油锅炉房一般无需设置除尘设备，锅炉房的基建投资和运行费用都可以降低。
根据我国煤炭和石油资源的蕴藏和生产情况，我国的能源仍应以煤炭为主，这就出现了一个油炉改烧煤的问题。
1．油的燃烧特点 在燃油锅炉中，燃油总是先通过雾化器雾化成细小的油滴后再进行燃烧。油滴的平均值径一般为0.1—0.25毫米(mm)，这是为了尽量扩大燃料的表面积，以便通过空间燃烧收到迅速燃烧和完全燃烧的效果。这与煤磨成煤粉后燃烧是一样的道理。但是油滴燃烧并不同于煤粉燃烧，它具有自己的独特之处。
由于油的沸点总是低于油的燃点，因此油滴总是先蒸发成气体，并以气态的形式进行燃烧。油滴的燃烧过程包括加热蒸发、扩散混合和着火燃烧三个阶段。
油燃烧得完全与否，很大程度上是取决于雾化的质量。燃油雾化得越好，即油滴越小，则油与空气混合、接触越好，燃烧也就进行得越迅速和越完全。燃油雾化的质量是与油嘴的构造以及燃油的粘度有关。此外，燃油燃烧得完全与否也与空气量供给的多少，以及空气和燃油的混合情况有很大关系。
如果空气供应不充足，油受热后其中一部分会分解成重碳氢化合物，甚至会分解成碳和氢，而没有燃烧的重碳氢化合物和固体碳则随烟气排走，形成烟囱冒黑烟。
如果供应的空气量适当，油喷人炉膛后，在油滴汽化的同时很快会被氧化，形成氢和一氧化碳。氢和一氧化碳都是气态，很容易燃烧。如果雾化的油滴很小，喷入炉内后又能和空气很好地混合，则油滴将只会被氧化而很少分解。所以说，燃油能否充分燃烧的一个重要条件，是能否供给燃油燃烧所需要的适量空气，并使燃油喷入炉内后立即能和空气充分混合。
为了保证油雾与空气充分混和，就须采用正确的送风方式。空气是通过调风器送入炉膛的。油嘴和调风器组合在一起的装置称为喷燃器或燃烧器。燃烧器的结构和布置是否得当对燃烧影响很大，须给予足够的重视。此外，还要有足够的炉膛空间和炉温。
2．油燃烧器
(1)油雾化器的分类油雾化器俗称油枪，由装在头部的喷嘴和连接管等构成。油雾化器按照喷嘴的种类可分为机械式雾化器(包括离心式和旋杯式)和介质式雾化器[以蒸汽或空气作介质，如图3一14(3)、(4)]两大类(图3—14)。常用的是离心式机械雾化器。
离心式机械雾化器是发电厂锅炉中最常用的一种油雾化器。这种油雾化器又分为简单压力式和回油式两种(图3—15和图3一16)。
旋杯式雾化器(图3—17)主要用于小型工业锅炉。这种雾化器雾化颗粒较粗，但油滴大小和分布比较均匀，雾化角度较大，火焰短宽，易于控制。其缺点是，由于它具有一套高速旋转机构，因而结构复杂，对材料、制造和运行维护的要求较高。
介质式雾化器是利用高速喷射的介质冲击油流，将其吹散而达到雾化目的的。常用的高压雾化介质是蒸汽(也可用压缩空气)。雾化压力一般为0.2～0.7兆帕(MPa)。高压介质雾化器分为外混式(气体和油在喷嘴外混合)和内混式(气体和油在喷嘴内混合)两种(图3—18、图3一19)。其中Y形内混式蒸汽喷嘴过去主要用于工业锅炉，近年来经过较大改进，能适用于大型锅炉。低压空气雾化喷嘴能使油在较低压力[0.03～0.1兆帕(MPa)]下，从喷嘴中心喷出，利用速度较高的空气[约80米／秒(m／s)]将油从四周喷人，使油雾化(图3—20)，这种喷嘴的雾化质量较好，能使空气全部参加雾化，火焰较短；油量调节范围广，通常在1：5以上，对油质要求不高，重油或轻油均可燃用；能量消耗较低，费用不高；系统简单，装卸方便，适用于小型锅炉和小容量的工业锅炉。
(2)调风器也叫配风器。油喷嘴与调风器组合在一起叫燃烧器，其结构并不复杂，但对油的燃烧好坏影响很大。调风器是燃油锅炉的一个重要装置。调风器起着供给空气的作用，还能造成有利的气流条件，使燃油着火迅速，火焰稳定，燃烧完全。
配风器按气流流动的方式分为旋流式和直流式两大类。旋流式配风器所喷出的气流是旋转的，直流式配风器所喷出的主气流是不旋转的。
1)直流式配风器分为平流式和纯直流式两种。
平流式配风器的特点是一、二次风不预先明确分开，而且二次风总是不旋转的，空气全部直流进入，靠装在配风器出口的稳焰器进行分流。大部分空气与配风器轴线平行直流进入炉膛，只有流经稳焰器的小部分气流(相当于一次风)才用受稳焰器的旋流作用而发生旋转，使喷出的气流在中心部位造成一个回流区，保证稳定着火。在平流式配风器中，由于只有流经中心区的一部分气流旋转，出口气流接近于直流气流。
纯直流式配风器是一种出口气流完全不旋转，也不分一、二次风的最简单的空风管配风器。这种纯直流式配风器对油的着火稳定性不利，故往往仍需要在出口处加装简单的稳焰器。正因为这样，这种配风器实际上也就成为平流式配风器了。
2)旋流式配风器根据旋流叶片的结构，分为轴向叶片式和切向叶片式两种。每种型式的叶片又有固定的和可动的区别。如图3—21和图3—22分别为轴向可动叶片旋流式配风器和转动切向叶片式配风器。
平流式配风器是近年来发展起来的一种新型配风器。目前，平流式配风器主要有两种结构形式：二种是直筒式的[图3—23(1)]，它的风壳是圆筒形的；另一种是文丘利式配风器[图3—23(2)]，这是因其风壳呈缩放形的文丘利管状而得名的。
3．燃油系统 主要包括锅炉房及日用}由罐(收油和供油)两个部分(图3—24)。
装置在日用油罐中的一次加热器，将油加热到供油工作所要求的适宜粘度所对应的温度。重油经油过滤器过滤后，被供油泵送至炉前加热器中进行二次加热，以便满足锅炉油喷嘴雾化的需要。经二次加热的重油主要供锅炉燃烧需用，另外一部分重油沿循环回油管路流回油罐。由于回油温度很高，有时可达130—140℃。随高温油的不断回流，油罐中的重油温度逐渐升高。为了防止罐内油温超过供油泵所允许的最高工作温度以及避免因油温过高而发生重油冒罐事故，在二次加热前需装接一次回油管路。通过一次回油调节阀，适时调节供油量以控制高温油的回流量。
此外，在循环回油管路上还应安装二次回油调节阀(主调节阀)，以便调节供给锅炉燃烧的油量和油压。在每台锅炉的油喷嘴前都应安装针形阀，以起到辅助调节的作用。
4．燃油锅炉的燃烧及减少污染物产生的方法 燃油的挥发性强，容易着火。但由于燃油的沸点低于其着火温度，因此油的燃烧得在蒸汽状态下进行。燃烧前先要把燃油变成油雾喷入炉内，油雾和空气充分混合后，才能在炉膛中呈悬浮状态燃烧。
燃油锅炉的炉膛结构与煤粉炉基本上相同。因油是无灰燃料，不需要从炉膛内出渣，炉底也不需要设置出渣口，燃油锅炉的炉膛均采用水平或微倾斜的封闭炉底。通常将布置有水冷壁管的炉底称为“冷炉底”。在小型燃油锅炉中，有时为了简化结构，在炉底上并不布置水冷壁管，直接用耐火砖砌成。这种炉底称为“热炉底”。
重油的含硫量高达3％左右(煤的含硫量一般约为1％)，而且重油中含有0.01一0.05的钒。其他燃料油的含硫量虽低一些，但在燃烧时，它们的硫分几乎全部转变为氧化硫气体。而在燃煤时，约有一半的硫分残留在灰分之中。由此可见，燃烧油时，特别是燃烧重油时，氧化硫的生成量往往要比燃烧煤时多得多。同时，由于油燃烧时的热强度大，燃烧温度高，对污染物质的生成起了很大的促进作用。如燃油时的低温腐蚀、高温腐蚀、积灰、大气污染等问题都比燃煤时严重。。下面介绍一些减少燃油锅炉污染物生成的方法。
(1)油中掺水燃烧油掺水燃烧的关键在于“乳化”，使新掺的水以极细的颗粒均匀地散布在油中。如果“乳化”不好，非但得不到预期的效果，反而会使火焰脉动，甚至灭火。
关于油中掺水对燃烧产生的影响，有以下几个方面：
1)改善雾化 试验发现，油掺水后，经雾化器喷出的油滴中心有水珠，也就是说油包水。显然，裹水的油滴喷入炉膛燃烧时，由于水的沸点比油低，因此水首先蒸发，体积急剧膨胀，而将油滴“炸裂”，这就起到了所谓二次雾化的作用。
2)减少炭黑的生成 在炉膛的高温作用下，水蒸气与油发生化学反应，使较难燃烧的高分子烃转变成容易完全燃烧的低分子烃，从而有效地抑制了炭黑的产生。即使在高温缺氧的情况下产生一些炭黑时，这部分炭黑仍有可能与水蒸气化合而重新被气化，即C+H2O→CO+H2。由此可见，油中掺水燃烧，可以减少发黑的生成。
3)均温作用 水在炉内高温区蒸发和分解吸热，再在较低温度区重新结合，放出热量，从而降低了炉内的最高燃烧温度，这对减少NOx的生成量很有利。
油中掺水燃烧的缺点主要是增大了排烟热损失，同时因烟气中水蒸气含量增加，也加剧了低温腐蚀。不过实践证明，如果掺水量适当，油中的最佳含水量为4％～5％(包括油中原有的水分)，则不仅能减少污染物质N0。的生成，而且还能提高锅炉效率。
(2)低氧燃烧对于化学反应SO2+O→SO3来说，如果设有过量空气(氧气)，SO3就不能生成。因此，尽可能减少过量空气，使油在接近于理论空气量的条件下燃烧，即可最大限度地减少SO，的生成。这种燃烧法称为低氧燃烧。低氧燃烧不仅能减轻低温腐蚀，还能减轻高温腐蚀，因为它能减少作为高温腐蚀剂的V2O5。
从防止环境污染的角度来看，减少SO3对控制“酸灰”的形成是极为有利的。酸灰是由飞灰和硫酸结合而成，具有腐蚀性。当酸灰从烟囱飞出后呈雪花状散落下来时，就会对人们造成危害：另一方面，低氧燃烧时，由于氧气浓度很低，也可减少氧化氮气体的生成。
实现低氧燃烧的关键在于合理配风，以及解决与此相应的监测和自动控制技术问题。目前在先进的技术条件下，过量空气系数已可低达∝≤1.03。我国一些电厂在没有特殊的测试和自动调节设备的条件下，已能将过量空气系数降至1.05。低氧燃烧会使烟气量减少，所以能提高锅炉效率。
(3)烟气再循环 为了降低燃油炉的氧化氮气体的生成量也可采用烟气再循环的方法。这是因为实行烟气再循环时，火焰本身的温度和氧化浓度均可降低的缘故。试验表明，若有部分再循环烟气加入二次风箱，降低二次风中氧气浓度时，即可获得降低氧化氮气体生成量的效果。
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