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                          生物质燃烧机的结焦及回火问题

                          作者:郑州达冠节能环保设备有限公司 ?????来源:http://www.irui.tw/news/750.html?????发布时间:2018-11-13 19:24
                          导?#31890;?/span>生物质燃烧机的结焦及回火问题 本文针对65?#37073;?#26102;中压锅炉切向生物质燃烧机在运行中产生结焦和回火的问题,分析了其产生的原因,提出了简单易行的解决办法。 目前,国内不少炼油

                          生物质燃烧机的结焦及回火问题
                              本文针对65?#37073;?#26102;中压锅炉切向生物质燃烧机在运行中产生结焦和回火的问题,分析了其产生的原因,提出了简单易行的解决办法。
                              目前,国内不少炼油厂?#30002;?#22791;有武汉锅炉厂设计制造的65?#37073;?#26102;中压锅炉。这种锅炉单独烧油,烧气(炼厂气)或CO废气混烧均可,多年运行?#23548;?#35777;明,它的出力和有关?#38382;?#22343;能达到设计指标,整个机组的运行状况是比较满意的。但运行中亦发?#37073;?#20854;油燃烧器却较易出现结焦及回火现象,特别是在生物质燃烧机处于低出力?#20445;?#23601;更显得?#29616;?#19968;些,这在一定程度上影响了设备的安全运行。为此,查明其原因,提出解决措施,对进一步提高设备运行的安全经济性是必要的。
                          一、结焦及回火现象
                          本锅炉装有六台生物质燃烧机,分上下两排布置在前墙。它采用了切向动叶片调风器并配有简单压力式机械雾化的油喷嘴,其运行?#38382;?#20026;:压力P =25公斤力/厘米2,流量Q= 950公斤/?#20445;?#25193;散角叩E~70。。生物质燃烧机喉口气流速度(o= 22.1米/秒。
                              结焦大多出现在油枪头部及旋口斜面处。据分析,这种结焦并非油枪漏泄或油滴直接喷射?#28966;?#20307;表面引起,而发?#36136;?#36880;渐堆结所致,且随时间而越积越多,有时甚至影响到气流通迂和油雾的扩展。每班需打焦3~4次,才能保证运行顺利。
                              回火与结焦是同时发生的,操作时在缩口附近可见到回流的火焰与飞旋的火星。较?#29616;厥保?#28779;焰可回烧到调风器叶片箱以及调风器前?#21069;?#22788;。停炉检查可发?#37073;?#22312;旋流叶片和前板内侧有油垢。
                          二、燃烧署设计特性
                              切向动叶片调风器,结构简单,操作方便,调节灵活,是一种较成熟的结构。根据设计,它的动叶片可处于四种不同的开度和旋切状态(倾角不同),即根据联动?#30452;?#30340;位置不同可划分化工炼油机械
                              旋流强度Q—I(旋转动量矩/轴向动量)是生物质燃烧机最重要的特性指标,炉内生物质燃烧机附近的空气动力结构与此密切相关,而空气动力结构在很大程鏖上决定着燃烧状况的优劣(包括结焦和回火在内)。气流扩散角叩。、射程、回流区大小及性状、流道阻力特性等,都随Q的改变而变化。当Q增大?#20445;?#25193;散角叩。随之增大,回流区?#26412;?#21644;回流量亦增加。扩散角中。的增大,火矩周界便扩展,混合与燃烧面积亦增加.因此有利于燃烧。回流量的增多,使热烟气及时加热并点燃了新鲜油雾,这对整个燃烧过程亦会产生良好作用。因此,在生物质燃烧机设计中,一般总是要取足够大的旋流强度值。但该值亦不能过大,否则反会影响生物质燃烧机的正常运行。当扩散角太大甚至出现全扩散(CpK—l80。)?#20445;?#28779;矩外?#31561;?#26131;贴壁而引起结焦。值得注意的是,若旋流强度太大,则内回流医?#26412;独?#22823;,并和生物质燃烧机油喷口紧紧衔接,?#29616;?#26102;甚至出现回流区伸入生物质燃烧机以内的情况。此?#20445;?#19981;仅对油雾燃烬不利,而?#19968;?#26377;可能发生回火和把油枪头部烧坏的情况。
                              从表l可知,本炉生物质燃烧机叶片倾角口偏小(一般推荐a= 45。~60。),旋流强度QA偏高,特别是开度较小?#20445;琎^增加很快,这对结焦及回火影响很大.
                              三、?#23548;?#31354;气动力结构
                              由上所述,旋流强度Q以及与此密切相天的空气动力结陶,是影响生物质燃烧机燃烧状态的关键因素。因此,要查明结焦及回火的原因,首先应着重分析空气动力结构的变化规律。为了作出接近?#23548;?#24773;况的空气动力结构简图,我们在炼油厂65?#37073;?#26102;锅炉上进行了实物冷态模拟试验(风量达到第二自模区,Re至Reji)。试验?#22791;?#25454;叶片开度的不同,得到了回流区的不同泣置和形状,见图2a、b、c。由该图可看出,气流结构具有以下特点。
                              1.在流道中的气流旋转强烈,主气流被压缩到紧贴旋口。在%开度?#20445;?#29983;物质燃烧机出口处主气流厚度汉有70毫米左右。%开度时约为100毫米,全开时约为110毫米。
                              2.回流区范围宽大,在%开度和%开度?#20445;?#20986;口处回流区?#26412;?#20998;别达中460及+400毫米,且一直延伸至调风器叶片中心。即使在全开?#20445;?#22238;流区也已伸入到缩日之内。
                              3.气流呈开放型。
                              4.回流区内气流回流速度高,喷口附近倒流很强烈。
                              五,如何解决结焦厦回火问墨特别是在    ‘
                              5.开度和叶片问距越小,倾角Ⅱ亦越小,气流所获得的旋流强度QA就越高。因此,随开?#29123;?#23567;,回流区范围将增大,伸入调风器内的深度增加,气流开放的程度也?#36739;?#33879;。这种变化规律在图2中表现得非常明显。
                              总的来说,从上述通过试验所得到的气流结构图中可以看出,生物质燃烧机的旋流强度偏高了。
                              四、结焦及回火的原因
                              是否有油滴落?#28966;?#20307;壁面上(如旋口、油枪头等),是能否产生结焦的关键性因素。而图2所示的气流情况,就完全有可能使油滴飞落到旋口斜面和油枪本体上。在旋口附近回流区内的气流,具有缺氧、高温以及有一定回流速度的三个特点。由于回流区宽大,而且伸入旋口之内,故油枪雾矩完全处于回流区之中,并被缺氧的高温烟气所包围。喷出的油雾首先受到高温反向气流的作用,使雾矩进一?#31224;?#24320;了。此?#20445;?#22312;雾矩边缘的油滴(特别是较大的油滴)就可能出现三种情况:①卷入主气流燃烧,直至烧烬,②随反向气流被吸入缩口之内而未烧烬(因缺氧)的油?#20301;?#28966;粒便落到油枪本体上;③油滴虽有主气流携带,但在烧烬之前已来不及飞入炉膛,而在离必力作用下落到了旋口壁面上。显然,后两种情况就会产生结焦。
                              回火就是一部分反向流动的油雾燃烧起来的现象。回流区伸入缩口里越深(即旋流强度Q^越高?#20445;?#22238;火就越?#29616;亍?#24403;回流火焰到达叶片箱?#20445;?#21494;片和前?#21069;?#23601;可能因高温变形而影响到连续安全运行。
                              综上分析,引起结焦及回火的根本原因,是生物质燃烧机旋流强度偏高。
                              ?#28909;?#30830;认旋流强度偏高是结焦及回火的根本原因,那末要解决结焦及回火问题,就应设法降?#25176;?#27969;强度。从气流结构图上看,就应首先缩小回流区,即把回流区推?#39057;?#32553;口(油喷头)之外,以使油雾矩脱开回流区的不利影响,从而达到雾矩与主流的合理配合。
                              要改变旋流强度,一般需要变更生物质燃烧机的几何结构。但考虑到运行现场改装工作的简单易行性,我们提出了加装“矫正叶片”的改装方案,用?#36234;檔托?#36716;动量矩,增大轴向动量,以达到降?#25176;?#36716;强度的目的。矫正叶片的结构和尺寸见图3。
                              加装矫正叶片后,我?#21069;?#29031;上述同样的方法进行了模拟试验,其所得空气动力结构见图3a(开度为%)和图3b(全开)。它们与?#37255;?#35013;矫正叶片的图2b、c比较,其气流结构发生丁如下明显的变化:①回流区显著缩小,不管是%开还是全开,回流区均被?#39057;?#32553;口之外}②回流区的缩小,使旋口附近主气流厚度增加,全开时增至150毫米;⑧回流区开放程?#29123;?#23567;,全开时已接近于封闭。这些新变化,对防止结焦及回火极为有利。?#28903;?#20123;地方采用热泵系统可以做到一举两得(见图5)。冬季采暖时工质(F-22的沸点为- 40.8℃)通过室外散热器(换热器)从室外冷空气中吸取热量并蒸发为蒸汽,然后经过压缩机压缩,提高压力和温度,此?#22791;?#20110;室外温度的蒸汽送至室内散热器(换热器)并放热使蒸汽冷凝。因此热量就从蒸汽传给室内空气,使室内暖和。夏季室内需要供冷?#20445;?#21448;可以通过四通阀把该循环系统反过来作室内?#28404;?#20351;用。即工质(F-22)通过室内换热器吸收室内空气的热量并蒸发为蒸汽,然后送到压缩机经压缩提高压力和温度,此时蒸汽温度高于室外温度,于是在室外换热器中蒸汽就放出热量而冷凝为液体再送入室内换热器。
                              矫正叶片的几何形状、尺寸以及安装位置(套在油枪外壳上),可根据?#23548;?#24773;况进行调整,但需注意不应带来太大的阻力损失。
                              这里还应说明,油枪喷嘴的位置对燃烧器运行的好坏有很大影响。喷嘴在轴向的位置应根据油枪雾化角的大小,旋口?#26412;?#21644;倾角、回流区的大小和位置来确定。当雾化角叩。较小?#20445;?#27833;枪应?#23454;?#24448;后退,反之,则应向炉内?#23454;?#25512;进。尤其要注意的一点是,必须使油雾矩与主气流密切配合。
                              加装矫正叶片之后,经过?#23548;?#36816;行验证,其结焦及回火现象?#20005;?#22833;。广州、天津和南京炼油厂等都在65?#37073;?#26102;锅炉上取得了良好的效果。

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