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行業新聞

燃燒器

作者: 興罡石化設備| 時間:2017-09-20 16:01:08 | 點擊次數:

 一個完整的燃燒器通常包括燃料噴嘴、配風器和燃燒道三部分。
燃料噴嘴是供給燃料并使燃料完成燃燒前準備的部件。燃料油噴嘴的主要任務是使燃料油霧化并形成便于與空氣混合的霧化炬。外混式燃料氣噴嘴將燃料氣分散成細流,并以恰當的角度導入燃燒道,以便與空氣良好混合。預混式燃料氣噴嘴則使將燃料氣和空氣均勻混合后供給燃燒的。
配風器的作用是使燃燒空氣與燃料良好混合并形成穩定而符合要求的火焰形狀。特別是在燒燃料油的情況下,為了保證重質燃料油燃燒良好,除了使之良好霧化外,還必須有良好的配風器,使空氣和迅速、完善的混合。尤其是在火焰根部必須保證有足夠的空氣供應,以避免燃料油受熱時因缺氧而裂解,產生黑煙。
燃燒道也稱火道,其作用有三:燃燒道耐火材料蓄積的熱量為火焰的根部提供了熱源,加速燃料油的蒸發和著火,有利于形成穩定的燃燒,這一點對爐膛溫度較低的管式爐尤為重要。其次是它能約束空氣,迫使其與燃料混合而不致散溢。第三是與配風器一起使氣流形成理想的流型。
一、 燃燒器的分類:
1、按燃料形式分:a、氣體燃燒器(燒瓦斯)
b、液體燃燒器(燒油)
c、油氣聯合燃燒器
2、按供風形式分:a、自然供風
b、強制供風
3、按安裝位置分:a、底燒
b、側燒
c、頂燒
d、附墻
氣體燃燒器按燃料與空氣的混合形式可分為外混式(擴散式),內混式(動力燃燒)兩種。
外混式 內混式
優點:不回火,結構簡單 缺點:易回火,結構復雜
噪聲比較低 噪聲大
燃燒溫度比較低(NOx低) 燃燒溫度比較高(NOx高)
缺點:過??諝庀禂蹈? 優點:過??諝庀禂档?br /> 火焰高度高 火焰高度低
邊混合邊燃燒,熱強度低 熱強度高(主要表現在輻射室)
燃油燃燒器按霧化形式分為:
a、 無介質霧化(機械霧化)
b、 有介質霧化:分外混式,內混式(霧化級數多,霧化粒度細,效果好)
二、 燃燒器的技術性能:
1、 在爐型結構、物料物性、燃燒器臺數相同時,管式加熱爐輻射室的傳熱量(QR)隨火焰高度的降低而增加。輻射室傳熱量增加,對流室傳熱量必定下降。由于輻射室爐管平均表面熱強度是對流室爐管平均表面熱強度的2倍,輻射室傳熱量增加和對流室傳熱量下降必然使得全爐爐管平均表面熱強度提高。
2、 過??諝庀禂蹬c爐子氧含量以及輻射室傳熱量、爐子熱效率的關系:
實際進入爐膛的空氣量與理論空氣量之比,叫做過??諝庀禂?。
理論空氣系數與爐子氧含量的關系大約可按以下公式進行粗略計算:0.9×0.21(α-1)/ α,例如:過??諝庀禂?alpha;為1.2的話,則完全燃燒狀況下,爐子的氧含量大約為0.9×0.21×(1.2-1)÷1.2=0.0315=3.15%。由此可以看出,過??諝庀禂翟黾?,爐子氧含量增加,降低了火焰溫度,減少了三原子氣體的濃度,降低了輻射熱的吸收率,減小了輻射室的傳熱量,同時也必然降低爐子的熱效率。通過測定,在排煙溫度、不完全燃燒損失和外壁散熱損失不變時,過??諝庀禂得拷档?0%可使爐子熱效率提高1~1.5%。但過??諝庀禂堤谷紵龕夯?,燃料燃燒不完全,結果將使爐效率降低。燃料不完全燃燒對加熱爐熱效率的影響大于過??諝庀禂祵訜釥t熱效率的影響,采用先進的配風技術,強化燃料與空氣的混合,保證燃料完全燃燒是降低過??諝庀禂档那疤?。
一般過??諝庀禂荡笮〉睦碚撨x取如下:
燒油 1.25
燒低壓瓦斯 1.2
燒高壓瓦斯 1.15
實際運行過程中,過??諝庀禂刀家?,一般都在1.25-1.35之間,氧含量在3%-4%之間,這樣才能保證充分燃燒。預混合燃燒器的過??諝庀禂狄鸵稽c,可達1.05。
3、 燃燒器的選用原則:
a、 Q單=1.25×Q爐子總有效負荷/(μ•n)
b、 燃燒器的形狀一定要與爐型相匹配:
b.1 圓筒爐 選用圓形油氣聯合或單燒氣燃燒器
b.2 方箱爐 選用扁平(矩形)燃燒器
4、燃燒器的操作彈性:
a、燒燃料油的操作彈性可選為2:1,最大不能超過3:1
b、燒高壓燃料氣的操作彈性可選為4:1,最大不能超過8:1
c、主燒低壓燃料氣的操作彈性可選為2:1,最大不能超過3:1
5、高、低壓瓦斯的劃分范圍:
a、高壓瓦斯 P>0.05MPa(表)
b、低壓瓦斯 P<0.05MPa(表)
6、霧化蒸汽耗量:
a、重質油燃料 0.25kg蒸汽/kg油
b、輕油 0.2 kg蒸汽 /kg油
7、噪聲:
距燃燒器1米處噪聲小于80dB。自然通風燃燒器單臺能量大于50×104kcal/h,必須加裝消聲設施。
8、排煙中的NOx及SOx含量:
煙氣中的NOx含量是一個環保指標,現在已經成為衡量燃燒器性
能優劣的一個主要依據。以煙氣NOx中主要以NO為主,180mg/NM3
換算成百分比濃度大約為134ppm。煙氣中SOx主要來源于燃料中的
S,它在煙氣中的含量是無法人為控制的。
9、對強制供風的燃燒器,除非有特殊的高空氣壓降要求和備用風機
的條件,否則必須同時在自然通風的條件下滿足加熱爐正常負荷的
要求,即在設計燃燒器時,必須首先考慮自然供風的條件。
10、燃燒器的安全操作是非常重要的,在以人為本安全生產越來越重
要的今天,每臺燃燒器設置長明燈成為必需。長明燈的燃料氣管線必
須是單獨的,且壓力穩定不受主瓦斯調節的影響。
a、 負壓爐,燃燒器的長明燈必須用自吸式供風,且風量可以調節。
b、 正壓爐,燃燒器長明燈必須有單獨的、穩定的供風源(如儀表風),并且有壓力顯示。另外長明燈最好加裝自動點火裝置。
三、 燃燒器在使用中的常見故障分析及排除:
1、 燃油燃燒器的故障及處理
1.1滴油
原因:
a、 燃料油預熱溫度不夠
b、 燃料油雜質太多,含泥、渣等不良重質成分
c、 油槍噴頭堵塞
處理措施:
a、 卸油槍清掃檢查
b、 提高燃料油預熱溫度
c、 檢查和調整油槍安裝高度和中心度
1.2點火困難,發生脫火或離焰
原因:
a、 霧化蒸汽過多
b、 一次空氣量過多,把火盆磚冷卻了
處理措施:
a、 點火時抑制蒸汽量,知道確實點燃后再作調整
b、 自然送風的燃燒器在低負荷下燃燒時,幾乎可完全停止供給空氣
1.3火道磚積碳
多發生再燃料油含有極重質成分及其他膠質、殘渣等成分時,在這種情況下應提高油預熱溫度。也可能是因為油槍與火道磚的安裝位置不符合圖紙要求,油噴到火道磚上去了。
1.4火焰冒火星
原因是霧化蒸汽過少或燃燒用空氣過多。
1.5火焰過長或過短
火焰過長時,有必要增加一次空氣量或增加霧化蒸汽量
火焰過短時,要反而來減少一次空氣量或減少霧化蒸汽量
1.6火焰脈動、“喘氣”
原因:
a、 噴頭結垢了
b、 燃料油中存在水分或異物
c、 每個燃燒器所燒的燃料過少
d、 燃料油含有較多輕組分而被過度地預熱,形成蒸汽層
1.7煙囪冒黑煙
a、 霧化蒸汽量不足或蒸汽過濕、過熱度不夠
b、 過??諝獠蛔?,形成不完全燃燒
c、 燃料油線和蒸汽線在燃燒器上被接反了
2、燃氣燃燒器的故障及處理
2.1回火
回火的含義為:氣體燃料和預混空氣的混合物流出火孔的速度小于火焰傳播速度。處理措施:
a、 提高瓦斯壓力
b、 對含氫量高的氣體燃料只推薦采用外混式(擴散式)燃燒器
2.2脫火
脫火的含義:氣體燃料和預混空氣的混合物流出火孔的速度大于脫火極限,使燃料氣離開噴頭一段距離以后才著火。處理措施:
a、 改進燃燒器結構,加設穩燃器
b、 減少一次風量
c、 降低瓦斯壓力
2.3熄火
原因:
a、 一次風量過大把火吹滅。處理方法是盡量關小一次風門
b、 瓦斯壓力波動
c、 瓦斯中混入液相組分
2.4火焰脈動
原因:
a、 煙囪抽力過小
b、 瓦斯壓力波動
c、 空氣量不足,應開大煙囪擋板
2.5燃燒器能力不足
原因:
a、 空氣量過多
b、 瓦斯流量不足
c、 瓦斯噴孔尺寸過小等
2.6發生二次燃燒
爐子燃燒不完全時煙氣中產生CO。燒油時觀察火焰即可發現燃燒是否完全;但燒氣時即使燃燒不完全火焰也是清澈的顏色,所以難以判斷,在尾部煙道、空氣預熱器等部位CO有可能引起二次燃燒。
產生二次燃燒時應立即快速打開燃燒器的通風擋板或通風裝置,如果全開所有風門后空氣量仍然不足,則只好減少燃燒器的燃燒量,讓爐子降量操作。
四、 燃燒器的技術參數及關鍵尺寸
1、 燃燒器的技術參數:
1.1燃料氣
a、燃料氣的組成及含量(即各組分的體積百分數或質量百分數)
b、燃料氣的壓力
c、燃料氣的溫度
d、燃料氣流量或燃燒器設計負荷
1.2燃料油
a、燃料油的溫度
b、燃料油的粘度(最好<6 &ordm;E(35厘汑),不大于10 &ordm;E(60厘汑)
c、燃料油的壓力(介質霧化最好在0.5-0.8MPa,機械霧化最好在2MPa以上
d、霧化蒸汽的溫度(最好在180℃-250℃之間)
e、霧化蒸汽的壓力(最好在0.7-1.0MPa之間)
2、燃燒器的關鍵尺寸
2.1燃燒器本體
a、中心高(H) 風道水平中心面到爐底板面的垂直距離
b、中心距(L) 風道口平面到燃燒器中心的距離
c、爐底(爐壁、爐頂)開孔尺寸 為了保證安裝燃燒器的需要而在爐底(爐壁、爐頂)板上開的合適的孔的尺寸
d、爐板連接尺寸 燃燒器與爐板相連的螺栓在爐板上的位置尺寸
e、風道口連接尺寸 燃燒器進風口與助燃風道連接法蘭的規格尺寸
2.2瓦斯槍
a、連接尺寸 瓦斯槍與燃燒器本體相連接的法蘭板的規格尺寸
b、有效長度 瓦斯槍法蘭板連接面距瓦斯槍頭部的距離
c、瓦斯入口型式 主要指燃料氣進入瓦斯槍的管線的通徑、壓力等級,法蘭或絲頭的規格
2.3油槍
a、連接型式 油槍與燃燒器本體或瓦斯槍相連接的方式、規格尺寸
b、有效長度 油槍連接面距油槍頭部的距離
c、入口型式 主要指燃料油或霧化蒸汽進入油槍的管線的通徑、壓力等級,法蘭或絲頭的規格
2.4長明燈
a、連接尺寸 長明燈與燃燒器本體相連接的法蘭板的規格尺寸
b、有效長度 長明燈法蘭板連接面距長明燈頭部的距離
c、入口型式 主要指燃料氣進入長明燈管線的通徑、壓力等級,法蘭或絲頭的規格
五、燃燒器的基本經驗計算
1、配風量的估算:
a、燃料氣:1×104kcal需15NM3的助燃風
b、燃料油:1×104kcal需14NM3的助燃風
2、常用單位之間的換算:
1MW=86×104kcal/h
1MPa=10kg/cm2=10大氣壓
絕壓(A)=表壓(G)+1大氣壓
1mmH2O柱=10Pa

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