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燃油燃气工业锅炉燃烧器的几个典型问题!|锅炉燃燃烧器|燃烧器改进

燃油燃气工业锅炉燃烧器的几个典型问题!|锅炉燃燃烧器|燃烧器改进

分类:
新闻中心
2019/09/03 14:28
【摘要】:
随着我国石油、天然气工业的发展和国家对环境保护要求的不断提高,政府鼓励各单位燃用油品或天然气,大大加快了燃油燃气锅炉燃烧器的发展。燃油燃气工业燃烧器的设计和运行也显得尤为重要,本文简述了燃油燃气锅炉的发展及实际运行过程中出现的一些问题。

燃煤锅炉在锅炉尾气部分必须加装脱硫脱硝装置,极大的增加了燃煤锅炉的投资和运行成本。随着国家对油气资源的大力开发,更清洁的燃油燃气锅炉的发展进入到了一个新的发展阶段。下面我就燃油燃气锅炉设计和运行中的典型问题与大家探讨。

  1、燃油燃气锅炉的发展优势

  我国常规能源资源以煤炭为主,决定了我国能源生产、消费及电力结构以煤炭为主。而我国的大气污染物排放已严重超过了环境容量,这都要求我们对能源及污染物排放有更高的要求。燃油燃气锅炉在锅炉行业,特别是在中小型锅炉上有着独特的优势。燃油燃气燃烧器投资少,炉膛热负荷高,炉膛容积比燃煤锅炉明显减小,传热效果好,不需要大量的烟气清洁设备、油气中灰分很少或者没有灰分从而对设备磨损很少,设备的维护工作量小、燃油燃气燃烧污染物排放少等,这些都为燃油燃气锅炉的发展提供了良好的条件。

  2、燃油燃气锅炉的安全与防爆

  燃油经雾化后的油雾以及燃气均为可燃气体,当与空气混合达到一定含量范围时,均能形成易燃易爆性的混合气体。因此对燃油燃气锅炉的安全及防爆提出了特殊的要求。

  混合气体达到最大爆炸含量时,在密闭容器内的爆炸压力,按不同气体可达到0.75-1.65MPa,水管锅炉的炉膛及烟气通道的承压能力一般能达到几千Pa,炉膛的承压能力一般都大于烟气通道的承压能力,因此,混合气体的爆炸会给锅炉烟气通道及受热面结构造成很大的破坏。

  国内外燃油燃气锅炉的炉膛和烟气通道的气体爆炸事故轻则造成锅炉爆燃熄火,重则使炉膛和烟道爆裂,引风机损坏,锅炉房和烟囱受损,甚至造成人员伤亡事故。

  在所有事故中,以锅炉点火过程中发生的事故最多,约占燃油锅炉爆炸事故的50%以上,约占燃油锅炉爆炸事故的70%以上.

  锅炉点火前,当因某种原因燃油燃气漏入炉膛,如阀门密封不严,误操作、一次点火不成功等,而又未对炉膛进行吹扫或吹扫时间不够、风量不够等,则点火会发生爆燃。

  锅炉运行中由于熄火引起爆炸的事故,燃油锅炉比较多,应为燃油锅炉熄火的可能性较大。燃气锅炉的这类事故多发生在燃烧器前由于燃气压力或风压波动较大引起脱火或回火。

  对于负压运行的锅炉,当锅炉燃烧不良时,可燃气体进入锅炉后部烟道,与后部烟道漏入的空气混合形成爆炸性的气体,特别是当燃烧器雾化不良时,燃油没有完全雾化成油气,而小油滴后随风粘附到尾部受热面上,在高温作用下,可能引起尾部烟道二次燃烧或爆炸,威胁受热面及人身安全。。

  由上述可知,要放置炉膛或烟道爆炸,首先要在炉内无明火情况下应防止燃料进入炉膛,其次是要保证良好的燃烧。作为预防措施,在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,使其内可能积存的可燃性气体及时排除。

  从安全方面考虑,燃油燃气锅炉燃烧系统的自动化是必要的,包括点火程控、熄火保护、燃烧自动调节等。每次锅炉点火失败时,必须设置自动对炉膛进行吹扫,防止炉膛内油气积存,引起爆燃。

  为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸的破坏程度,应在燃油燃气锅炉的炉膛和烟道上设置防爆门。

在发生混合气体爆炸时,防爆门回开启,泄露出高压气体,从而减轻爆炸的破坏程度。

  针对以上问题,长沙锅炉厂生产的水管燃油燃气锅炉在锅炉炉膛的顶部设置一重力薄膜式防爆门,重力防爆门用于保持炉膛压力,薄膜可以防止由于锅炉运行时烟气或空气的泄露而增加的热损失;在省煤器前的尾部烟道上特设置薄膜式防爆门,尾部烟道发生爆燃时,可迅速打开,防止尾部爆燃损坏省煤器或烟道。

  3、燃油燃气锅炉的烟气排放及控制

  根据我国最新锅炉环保标准GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》规定:自2014年7月1日起,新建燃油锅炉污染物排放值为颗粒物30mg/m3,二氧化硫为200 mg/m3,氮氧化物为250 mg/m3;新建燃气锅炉污染物排放值为颗粒物20mg/m3,二氧化硫为50 mg/m3,氮氧化物为200 mg/m3;对于重点地区燃油锅炉污染物排放值为颗粒物30mg/m3,二氧化硫为100 mg/m3,氮氧化物为200 mg/m3;新建燃气锅炉污染物排放值为颗粒物20mg/m3,二氧化硫为50 mg/m3,氮氧化物为150 mg/m3,烟气黑度为≤1级林格曼黑度

  对于燃轻油和天然气锅炉的灰分含量较少,一般不会产生飞灰磨损,也不需要吹灰设备,重油的含量虽然也不高,但其在燃烧过程中高分子烃可能由于缺氧分解出炭黑,沥青等成分可能由于缺氧而分解成固体油焦,油焦破裂后产生焦粒,炭黑和焦粒都不易燃尽,引起积灰。

  燃气锅炉的排烟不存在粉尘污染。燃油锅炉的粉尘污染也比较轻,但燃油锅炉在燃烧不良时易冒黑烟,黑烟是由于燃油缺氧而分解出的炭黑,油气是重油的高分子烃在缺氧时易分解。炭黑的粒径比较小,表面积阀,虽然质量比较轻,但看起来较黑,燃油锅炉只要雾化良好,配风合理,在正常运行时都能达到国家标准。

  由于脱硫设备成本较高,且增加维护及检修工作量,燃油锅炉的二氧化硫排放一般由控制燃油中含硫量及低氧燃烧来达到要求。燃料含硫量小于0.14%,通过合理配风及相应的控制调节,控制燃烧过量空气系数,使燃油处于低氧燃烧状态下,以减少SO3的生成,二氧化硫排放值可达200mg/Nm3以下。燃天然气锅炉二氧化硫排放一般都可达到国家要求。氮氧化物的排放控制由燃烧来控制,通过燃烧器控制火焰燃烧温度、过量空气系数或者通过增加烟气再循环系统来达到排放标准。

  4、低温及高温腐蚀

  燃油锅炉中存在高温腐蚀,燃油中含有钒、钠金属元素的有机盐类,经过燃烧后的氧化物熔点较低,一般在600℃,这些氧化物在炉膛高温下升华胡,再凝结在相对温度较低的受热面上,形成有腐蚀性的高温积灰。一般防止高温腐蚀的措施有:(1)增加镁、钙的氧化物,能与高温积灰的成分作用生成高熔点的化合物;(2)选用耐高温腐蚀性好的材料,一般长沙锅炉厂过热器管使用15CrMoG/GB5310或12Cr1MoVG/GB5310材料;(3)涂覆保护膜,在易发生高温腐蚀的受热面上,涂覆陶瓷、碳化硅等涂料,以提高其耐高温腐蚀性。

  燃油中的硫在燃烧室生成SO2,SO2在燃烧时会进一步生成SO3。SO3与水蒸汽生产H2SO4,硫酸会大大提高烟气的露点。当烟气温度低于露点时,硫酸就会凝结在受热面管壁上,腐蚀受热面。低温腐蚀一般发生在尾部受热面上。为防止低温腐蚀,我们采用控制烟气温度,低氧燃烧器,使用添加剂,采用耐腐蚀材料等方法。根据TSG G0001-2010《锅炉节能技术监督管理规程》的要求:额定蒸发量≥1t/h的蒸汽锅炉或额定热功率≥0.7MW的热水锅炉,排烟温度不高于170℃,故针对含硫量较高的燃油时,烟气的露点也较高,我们一般取排烟温度在160-170℃,含硫量较低的燃油烟气露点稍低,我们排烟温度可取150-160℃。

  燃油燃气锅炉以其燃烧高效率,设备投资少,节能环保等优势,必将发展的更加系统,更加完善。

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