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      對于蒸汽過熱爐燃燒器的優(yōu)化改造

      2018-08-25 17:21:18張浩薛瑩瑩李平
      西部論叢 2018年5期
      關(guān)鍵詞:槍頭長明燈高溫區(qū)

      張浩 薛瑩瑩 李平

      【摘 要】 蒸汽過熱爐燃燒器是加熱爐最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部件,通過燃燒器的燃燒,給被加熱介質(zhì)加熱到要求的溫度。隨著環(huán)保要求的日益嚴格,燃燒后的尾氣成分也需要控制,這樣對于早期使用的燃燒器,過于粗放的結(jié)構(gòu)形式,可能就無法滿足生產(chǎn)要求了,必須加以優(yōu)化改造。

      【關(guān)鍵詞】 過熱爐 尾氣NOX 1 改造背景介紹

      1 爐子本體介紹

      蒸汽過熱爐為方箱爐,長16米、寬10米、高50米,熱效率為95%;采用底部加熱式燃燒器,共16臺,分布在輻射段爐膛內(nèi)的四個燃燒室內(nèi),經(jīng)過燃燒器燃燒后的煙氣,經(jīng)過引風機的抽引,排放到煙囪。

      2 排放要求更加嚴格

      NOX是產(chǎn)生酸雨、酸霧的主要成分,如果再不嚴格的加以控制,會嚴重的危害到了我們?nèi)祟惖纳姝h(huán)境?!妒蜔捴乒I(yè)污染物排放標準》GB31570-2015和《石油化學工業(yè)污染物排放標準》GB31571-2015,對工程廢氣的排放有了更高的環(huán)保要求。采用目前燃燒器,尾氣排放的NOX無法滿足這一要求。

      2.1 其他的嘗試

      為了在保證爐子整體熱負荷的同時也能夠降低尾氣NOX的含量,在使用過程中,對燃料氣的成分、操作壓力、爐膛溫度、爐膛氧含量均進行了調(diào)整和優(yōu)化,對尾氣中NOX的含量有一定的改善,但是平均含量仍然在100左右

      3 改造前燃燒器的使用現(xiàn)狀

      3.1 燃燒器槍頭結(jié)焦,火焰偏燒,爐膛溫度不均勻

      燃料氣進入燃燒器噴嘴的過程中,受到周圍主火嘴的高溫火焰影響,有可能會在噴頭下部燒嘴內(nèi)部受熱碳化結(jié)焦,逐漸的發(fā)生火焰偏燒,甚至熄滅或者回火的惡性事故。鑒于這種運行情況,調(diào)整燃料氣組成,預先對燃料氣進行氣液分離,氣液分離器設(shè)置液位計,在產(chǎn)生液相時及時排凈,防止燃料氣帶液。

      3.2 燃燒器長明燈槍頭易被燒壞

      長明燈在整個運行過程中要一直燃燒,對于長明燈的使用壽命是一個很大的挑戰(zhàn)。為了確保長明燈長周期使用,結(jié)合使用情況,對長明燈進行了一系列的改造,改變點火電極的類型,改變長明燈槍頭的長度,增加穩(wěn)定火焰的穩(wěn)流罩,取得很好的效果。

      3.3 燃燒器外壁超溫

      集中火焰式燃燒器容易造成火焰高溫區(qū)過于集中,而且在火盆以下,很容易導致火焰的熱量輻射到爐底和燃燒器外壁,導致燃燒器外壁超溫甚至燒穿,這才運行過程中,也是一個需要關(guān)注和解決的重要問題。

      3.4 煙氣中NOX含量超標

      集中火焰式燃燒器容易造成火焰高溫區(qū)過于集中,進而會導致在高溫區(qū)產(chǎn)生較多的NOX,當焰心溫度超過1500℃時,尾氣中NOX含量將會成倍增加;本過熱爐的燃燒器采購較早,2013年環(huán)保要求為NOX≤240mg/ Nm3,無法滿足日漸嚴格的環(huán)保排放要求,這一點將會是制約煤制油穩(wěn)定的運行的瓶頸,勢必要徹底解決。

      4 優(yōu)化改造措施

      4.1 燃燒器槍頭尺寸及高度、負荷分配調(diào)整

      更改燃燒器中心槍的和邊槍的噴頭尺寸,減少主氣槍負荷,降低火焰高度。調(diào)整邊槍的噴頭尺寸,使得能夠在一定程度上適應新鮮氣的成分變化。

      4.3 解決燃燒器長明燈槍頭易被燒壞,不能長周期運行的問題

      過熱爐長明燈在使用過程中會一直處于高溫區(qū),這對長明燈的使用壽命是一個很大的挑戰(zhàn)。為了確保長明燈長周期使用,結(jié)合使用情況,對長明燈進行了一系列的改造,改變點火電極的類型、改變長明燈槍頭的長度、增加穩(wěn)定火焰的穩(wěn)流罩。

      4.4 解決燃燒器外壁超溫的問題

      為了解決集中火焰式燃燒器外壁超溫的現(xiàn)象,采取了將燃燒器中心槍小火盆增加高度,提高焰心,減少熱輻射的的創(chuàng)新改造,避免過多熱量輻射到燃燒器外壁的方式盡量避免。

      4.5 降低燃燒后的煙氣中NOX含量

      當焰心溫度超過1500℃時,尾氣中NOX含量將會成倍增加;先后經(jīng)過改造噴頭尺寸、改造燃燒器的槍頭形式,進風形式,將獨立的中心槍頭更改為8個小槍頭,槍頭尺寸由φ100更改為φ35,進風形式更改為環(huán)形進風,保證燃料氣與空氣混合均勻。確保能夠滿足生產(chǎn)負荷的要求并且使煙氣達標排放,其中SO2排放濃度≤60mg/Nm3,NOX≤100mg/Nm3(干基O2 3%)。

      5 改造后的效果

      5.1 采用分級燃燒(多槍結(jié)構(gòu))和煙氣再循環(huán)技術(shù),燃燒器中間僅設(shè)計長明燈噴槍和一級輔助氣槍,主氣槍從燃燒器耐火磚邊上伸出,實現(xiàn)了燃料氣分級及通過噴孔高速引入相對溫度低的煙氣,從而真正實現(xiàn)低NOX排放,能很好地滿足國家最新排放標準。

      燃燒器改造后煙氣中NOX含量監(jiān)控

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