燃烧器的试验和应用

燃烧器的试验和应用
    为适应炼油工业技术发展和老厂改造的需要，提高炼厂加热炉热效率，减少污染，我院设计了GD一i型燃烧器。该燃烧器具有燃烧效率高、氧化氮生成量低的特点。能量为每小时烧油400公斤或烧瓦斯60～200标米3，油和瓦斯可混烧亦可单独烧。
    从1980年10月到1 983年4月，我院与长岭炼油厂合作完成了该燃烧器的热态试验和工业装置使用标定，取得了较为满意的效果。
一、GD-1型燃烧器结构
    燃烧器采用三次调风结构：一次风为恨部风，二次风用耐热铸铁件做成环形孔，三次风为耐火砖壁面冷却风。并设有烟气循环回流。根据标定的各部位的矾压数据，可估算出各次风量的比例。分段燃烧和烟气循环可降低各区域的氧气浓度，降低高温区的烟气温度，使NOx生成量减少。瓦斯喷头为外混式多孔喷头，油枪为内混式蒸汽雾化喷枪。
    一、热态试验情况
    GD-1型燃烧器在投入工业装置上使用之前，于1980年10月首先进行了热态试验，试验中测得的数据如袁l所示。分析
表1的数据可以看出：
    1．第一次热态试验，燃烧器烧瓦斯95公斤／时，烧油2 32公斤／时，火焰温，度高达1480。C，’火焰明亮细长，不飘不散。根据对燃烧室烟气的取样分析结果，估算燃烧室的容积热强度为675×1 0‘千卡／米3．时，燃烧率为,6.4 qo，过剩空气系数为0.907，喷口速度为53.7米／秒，这将改善辐射室传热和提高加热炉热效率。
    2．燃烧器耐火砖的温度为9U0---1350℃，低于火焰温度，说明三次风起到了降低耐火砖表面温度的作用。延长耐火砖使用寿命一直是高效燃烧器的技术难点之一，GD-i型的设计思想可供今后借鉴。
    3．燃烧器消音效果好，噪声低，原米使用老燃烧器，噪声为90～95分贝(A)，GD-i型燃烧器仅为71分贝(A)，明显改善了工作环境。
·47 n表1    GD-i型燃烧器热态试验数据
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┃    参    数          ┃    单    位    第一次热试80年1 0月16日             ┃第二次热试80年1 0月21日   ┃
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┃    燃料油压力        ┃             k g/c m 2    ┃                7       ┃                4         ┃
┃    燃料油流量        ┃l.g/hr                    ┃                        ┃    346                   ┃
┃    蒸气压力          ┃           k g/cm z       ┃               8        ┃      4.3                 ┃
┃    蒸气流量          ┃ kg/hr                    ┃                        ┃       4/                 ┃
┃    瓦斯压力          ┃kg/cma                    ┃                        ┃      0.1                 ┃
┃    瓦斯流量          ┃ kg/hr                    ┃        95              ┃       95                 ┃
┃    一次风动压        ┃    m rriH 2 0            ┃              11        ┃        65                ┃
┃    三次风动压        ┃             rn DiH 2  0  ┃    0.22                ┃                          ┃
┃    风道口动压        ┃         rrirriH 2 0      ┃    2.75                ┃                  6 .7 5  ┃
┃    炉膛负压          ┃    mmH2 0                ┃    ～10                ┃                          ┃
┃    二次风温          ┃     'C                   ┃    355                 ┃    500                   ┃
┃    燃烧火焰温度      ┃     'C                   ┃                 1 480  ┃                 17 00    ┃
┃    耐火砖温度        ┃     'C                   ┃    900                 ┃   1350                   ┃
┃    火焰长度          ┃     rri                  ┃ 1.5～2.0               ┃ 3.5～4.0                 ┃
┃    噪声  、          ┃                          ┃          7L            ┃          71              ┃
┃    NOx含量‘         ┃          m g/N m 3       ┃    i6.3                ┃     9.4                  ┃
┃    C02含量‘         ┃    q。                   ┃          IO            ┃     4.0                  ┃
┃    CO含量6           ┃    q。                   ┃      9.2               ┃     4.4                  ┃
┃    实际空气量        ┃        Nm 3/hr           ┃   3047                 ┃   4612                   ┃
┃    过剩空气系数      ┃       a                  ┃  0.907                 ┃    1.02                  ┃
┃    燃烧室燃烧率      ┃    q。                   ┃              '76 .4    ┃    41.8                  ┃
┃    燃烧室容积热强度  ┃X I 04  kcal/ms.hr        ┃    675                 ┃     498                  ┃
┃    燃烧室压力        ┃             rriDiH 2 0   ┃    31.7                ┃      N                   ┃
┃    喷口速度          ┃  m/s                     ┃    53.7                ┃     N                    ┃
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    ●捆气取样点在燃烧富．
    三、GD-1型燃烧器在常
    压炉上的应用
    GD-i型燃烧器首先在催化炉上试用，基本满足了生产要求，但到后期，局部出现了一些问题，因此对该燃烧器又进行丁改进，然后在常压炉上使用。修改项目如下：
    扩大火口直径，从+440毫米扩到6soo毫米；
    加大三次风口的面积；
    减少烟气回流区，加厚下部保温层厚度；
    加大二次风口的面积；
    提高油枪相对位置。
    1 981年底全厂大检修期间，在常压1 8炉上安装了4个经过修改后的GD-i型燃烧器，满足了生产要求，到1 982年底大检修时，四个燃烧器完好无损。1 983年4月对常压1 8炉进行了全面标定，标定数据见：
    1．这台炉子操作热负荷变化大，有时烧气，有时油、气混烧。在半负荷下，当使用GD-i型燃烧器烧气时，比使用老燃烧器火墙温度（即烟气从辐射室转入对流室处的温度）下降20℃左右，相当于辐射室热效率提高1.6%，预计在设计负荷下辐射热效率可提高3%左右。
    2．烧油所需的雾化蒸汽量少，每公斤燃料油只消耗蒸汽0.2公斤，可节省蒸汽。
    3．关于氧化氮的下降情况
    虽然精确测定烟气中NOx的含量在目前还有一定的困难，但GD-l型燃烧器能显著降低氧化氮这一优点，仍然可从我们取得的数据中反映出来。表1中已列出，热试时GD-l型燃烧器生成的NOx量仅有9.4～16.3mg/Nm3，当时系采用盐酸萘乙二胺比色法测定。为取得更可信的数据，1982年10月在常减压装置上用日本高立理化株式会社生产的“KNOS—600烟道排气分析仪”进行了测定，数据见表3。表3证明GD-l型燃烧器较老燃烧器氧化氮生成量降低很多。
    而在1 983年4月的标定（见表2）中，出现了GD—i型燃烧器NOx生成量反而比老燃烧器多的现象，但这并不奇怪，这是因为燃料的含氮量和烟气中的含氧量在两种情况下有很大的不同所造成的。
    据国外资料介绍，烟气的含氧量每增加】%，烧气时NOx生成量增加8%，烧油时NOx增加l O%，烧煤时NOx增加l 2%。而燃料的含氮量对NOx生成量影响更大。表2列出的数据恰好从一个侧面印证了这些规律．正是因为使用了GD-i型燃烧器，才有效地控制住了NOx的大幅度增加．总的看来，GD-i型燃烧器已能基本满足高标准的环保要求，表4列出了国外环保标准和GD-i型燃烧器NOx生成量的比较数据．
    2．更换、检修油垃方便；
四、结    语
    3．密闭性好，有利于控制炉内过刮空
    我们把GD-i型燃烧器和国外较典型的高效燃烧器——辉式燃烧器主要性能进行比较，列于表5。
    经过近二年的试验和生产实践，操作人员对该燃烧器有如下评价：
    1．燃烧效果好，焰型好：气量：
    4．从火墙温度下降的情况看，能提高辐射室的传热效果：
    5．氧化氮的生成量较低：
    6．噪声低。但尚有需要改进之处：
    1．瓦斯喷头易堵：
    2．瓦斯喷共的高温氧化较严重：
    3．油枪密封结构尚需改进。
    高效燃烧器目前正处于发展阶段，在结构、低氧燃烧和低NOx等方面，经验都不足，需要进一步探讨，我们将继续开展工作，争取设计出更理想的燃烧器。波纹管蒸汽压力式疏水阀和隔膜式疏水阀使用效果良好
    江苏阜宁机械厂生产的波纹管蒸汽压力式疏水阀和隔膜式疏水阀在化工、铁道等部门的工厂中大量使用，获得了良好的节能效果。
    波纹管蒸汽压力式疏水阀过去只能在低压下使用，该厂生产的波纹管蒸汽压力式疏水阀对波纹管灌注液体的工艺作了大的改进，使之能在l6kg／cm2的压力下操作。它的特点是：节能显著，较一般热动力式节约蒸汽？o～30%；能排除接近饱和温度的冷凝水，过冷度可达1-3℃：动作灵敏：噪音小；背压高达80%，有利于回收冷凝水。该疏水阀系上海704研究所设计，属国内首创，经机械部通用机械技术成套公司测试认可，主要技术指标可达英国斯派瑞克一沙克公司同类产品水平。
    隔膜式疏水阀是近年来国内研制的新产品，其特点是：节能好，与热动力式和倒吊桶式相比，可节约蒸汽3～10%：排除冷介质（空气、水）性能好，设备能迅速升温；排水量大，动作平稳；噪音小；能按不同要求控制冷凝水排放温度以亢分利用热能。
    1983年10月在北京橡胶四厂召开了隔膜式疏水阀使用现场会，介绍了该厂自1982年6月开始装用该疏水阀后解、央了跑汽严重的老大难问题、节约了大量燃料的经验。

    化工、医药、建筑等方面的一些设计单位，己准备在设计中加以采用并编入有关手册中。

生物质燃烧机，http://www.jiegankeliji.com
生物质气化站，http://www.598jx.com