燃气锅炉燃烧器的构造解析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,1,燃气锅炉燃烧器的构造,2,2,1,概述,燃气供热锅炉因其节能、环保、自动化程度高、燃烧调整方便、升降温速度快、锅炉热效率高等诸多优点在供热行业越来越受到人们的青睐和广泛应用。由于其使用的燃料是易燃易爆的燃气，因此，燃气的燃烧状态对锅炉的安全运行起到了至关重要的作用。,3,3,下面以新疆某热力公司现有的,3,台,SZS29-1.6/130/70-QT,型燃气锅炉为例分析：,锅炉均由上海某锅炉厂制造和安装，燃烧器采用德国扎克公司产品，为,SG300,鼓风型微正压燃烧器，燃料为本地产的天然气。燃烧器负荷分为,10,档，运行时每档所需的天然气量和空气量已由扎克公司技术人员设置好，使用者无法调节,4,德国生产的扎克燃烧器,5,意大利生产的百得燃烧器,6,6,燃烧器燃烧需要的空气由鼓风机输送，分为一次风和二次风。一次风经过燃烧器的前风箱后形成多股状，与从燃烧器气环喷孔喷出的多股状天然气形成混合气体，并通过燃烧器的稳焰盘向炉膛四周均匀扩散，一次风约占总风量的,70%,。,2,燃烧器烧原理,7,8,9,9,二次风以单股状经过燃烧器中间,DN150mm,的管道由扩散器向炉膛四周均匀扩散，二次风约占总风量的,30%,。一次风可以强烈扰动天然气，迫使天然气的流向由径向向轴向弯曲，使混合气体通过导向叶片后旋转。天然气燃烧器采用垂直交叉混合方式，天然气从喷孔以锅炉径向方向喷出，一次风以锅炉轴向方向喷出，两股气体垂直混合，最终使混合气体的核心为马蹄形状的天然气，空气包裹在马蹄四周。燃烧器的气环上有,6,个喷孔区，每个喷孔区内有,40,个直径为,6mm,的喷孔。,10,11,12,当锅炉负荷最大时天然气在喷孔处的流速可达,100m/s,，一次风的流速为,40m/s,。根据下式可以计算天然气从喷孔出来经过多长距离后其流向才与空气流平行并混合,式中,L,天然气入射后的折服距离或入射深度，,k,天然气喷孔形状分布系数，取,1.6,2.2,d,天然气喷孔直径，,mm,v1,天然气流速，,m/s,1,天然气密度，,kg/m3,v2,一次风流速，,m/s,2,空气密度，,kg/m3,d,天然气从喷孔喷出时流向与一次风流向的夹角,13,13,天然气的密度为,0.8kg/m3,，空气的密度为,1.29kg/m3,：当天然气流向与一次风流向垂直时，,d=90,；取,k=2,，经计算得,L=24mm,。即天然气从喷孔喷出后在锅炉径向的入射深度达到,24mm,后，其速度方向从径向改变为轴向，与一次风气流平行。从理论上分析，如果保持两种气流的平行流动则只能靠扩散作用混合天然气，其混合效果肯定不佳，产生的火焰偏软且发红。而且由于燃烧器气环上只有,6,个喷孔区，导致天然气像,6,片花瓣那样分布，在花瓣位置处天然气过浓，而在花瓣之间基本没有天然气存在。,14,14,通过调节导向叶片角度来调节混合气体的旋转方向，既可以使天然气折服，又可以依靠旋转角度使天然气在,360,方向上均匀分布。另外，混合气可以在稳焰盘处产生稳定的负压区，使高温天然气回流，保证稳定燃烧。,15,15,在燃烧器燃烧调节中，要依靠氧量控制柜对天然气量进行微调，保持空燃比在合理范围内。氧量控制柜不能调节空气量。氧量控制柜工作原理及作用是：通过烟道内的探头测量烟气的含氧量，当含氧量高时，燃烧控制系统会自动增大天然气量；当含氧量低时，燃烧控制系统会自动减少天然气量。氧量控制柜根据探头测得的含氧量，利用空气压缩机,(3,台锅炉共用,),产生的压缩空气调节天然气调节阀来控制天然气的压力，从而达到调节天然气流量的目的。,16,16,燃烧器在正常工作情况下，天然气的压力为,22,45kPa,。鼓风机的风压为,4,6kPa,。燃烧器负荷不同时，天然气压力和鼓风机风压不同，但始终保证在此范围内变化，否则会影响燃烧器的正常燃烧。燃烧器正常燃烧火焰见图,2,。,17,3,存在问题,该车间天然气锅炉供热运行多年，前期燃烧器运行状况良好，但近年发现燃烧器运行不稳定。锅炉运行时存在的主要问题如下：,燃烧器火焰为不规则马蹄状，并且朝水冷壁管处偏烧，火焰呈黄色。燃烧器不正常燃烧火焰见图,3,。,18,18,燃烧室（炉胆）,回燃室,锅炉水冷壁管上有发黑区，形成炭黑，见图,4,。,2009,年经西北节能监测中心对锅炉的烟气进行测试，,CO,严重超标。,烟气测试数据见表,1,。,19,20,20,人员中毒,天然气不完全燃烧会产生大量的,C0,。由于燃烧器运行时会产生振动，使炉膛和烟道密封性能降低而导致,C0,泄漏。,C0,的毒性很大，当空气中的,CO,体积分数达到,10010-6,时会使人轻微中毒，达到,(400,600)10-6,时会使人严重中毒并窒息，达到,400010-6,时可使人迅速死亡。,4,、不完全燃烧的危害,21,在本次测试中烟气中,C0,体积分数已经超过了,400010-6,，如果烟气中,CO,泄漏到空气中，会给操作人员造成致命的危险。,只要烟气中存在大量的,CO,，就会存在危险。为了防止操作人员中毒，进入锅炉间必须先打开轴流风机，通风,5,10min,，并用,CO,检测仪检测，确认空气中,CO,体积分数小于,10010-6,后方可进入锅炉间工作,。,22,22,产生炭黑,天然气不完全燃烧产生的炭黑在水冷壁上积聚会影响热传递，降低锅炉的热效率。在停炉检修时粘在管壁上的炭黑不易清扫，加大了检修的工作量，清扫时炭黑四处飞扬，严重危害了员工的身体健康。,23,23,天然气耗量大,天然气完全燃烧后释放的热量比不完全燃烧要大。天然气的低热值为,35.7MJ/m3,，如果发生不完全燃烧，其释放的热量就小于,35.7MJ/m3,。在实际生产中表现为天然气消耗量的不同，在同一供热负荷下不完全燃烧的耗气量要比完全燃烧的耗气量大。与,2006,年相同负荷比较，由于不完全燃烧，,2007,年每天要多消耗天然气,11953m3/d,，这样就造,成了不必要的能源浪费。,24,24,5,原因分析,天然气锅炉运行中的黄色火焰是一种不完全燃烧现象。一般表现为火焰长而弱，内焰模糊，严重时出现冒黑烟现象。产生黄色火焰和烟气中,CO,体积分数偏大的原因是参与燃烧的空气量不足，或天然气与空气混合不均匀。造成空气量不足或混合不均匀的原因可能有以下,6,方面：,25,25,使用天然气品质与设计不符。,使用天然气压力大大超过额定压力。,燃烧器周围环境差，影响空气的供给或空气质量污染严重。,燃烧器设计不好，混合器效率低。,空气与天然气的配比不合理，存在以下,3,个问题：,26,26,b.,当燃烧器在高负荷,(7,10,档,),运行时会产生振动，长时间振动会导致气门和风门原设置的固定螺栓发生松动移位使天然气量和空气量发生变化，造成空燃比不合理，同时也会造成炉膛和烟道漏风使烟气中,02,体积分数增大。当空气量减少较大时，由于天然气仅能微调，造成空燃比低于正常值，天然气会不完全燃烧并产生大量的,CO,。,27,27,当天然气量增大时，由于空气量无控制系统调节，天然气不完全燃烧会产生黄色火焰、炭黑和大量的,CO,。当空气量增大或天然气量减少时天然气将完全燃烧。由于漏风使烟气中,02,体积分数增大时，氧量控制柜会自动调节天然气调节阀来增大天然气量，而漏风并没有参与燃烧，造成烟气中,CO,体积分数超标。在,10,档运行时，,1,号锅炉烟气中,CO,的体积分数超标是由于炉膛、烟道漏风造成的。,2,号锅炉烟气中,C0,的体积分数超标是由于气门螺栓松动和炉膛、烟道漏风造成的。,28,28,c.,天然气调节阀内部零件老化，导致调节阀减压不恒定，压力波动较大。,一次风扰动性较差，空气与天然气混合不良。在燃烧过程中，炉膛中的温度一般较高，天然气的燃烧速度也较快。如果炉膛内天然气与空气混合不均匀，会使一些区域的氧气量不足，当这些氧气消耗完后，混合气体中只有天然气而没有氧气，即使炉膛温度很高，燃烧也不能继续进行。只有当其他区域的氧气与之混合后，才能继续燃烧。,29,29,当氧气量不足时，天然气燃烧会产生大量的,CO,。因此，应加强气体扰动，增强天然气的回流。通过分析，造成燃烧器一次风扰动性差的主要原因如下：,a.,稳焰盘四周导向叶片角度不正确，使混合气体扰动不强。,b.,鼓风机消声器长时间积灰，造成风道阻力增大，导致风压偏低，一次风的扰动性差。,30,30,在扎克公司技术人员未对燃烧器调节之前，为了防止各种危害的发生，该供热车间采取了以下临时安全措旆,.,当燃烧器在高负荷,(7,10,档,),运行时，为了防止烟气中,CO,的体积分数超标，在保证供热需求的前提下，停止氧量控制柜和空气压缩机的运行，停止,2,号锅炉的运行，运行,1,号锅炉和,3,号锅炉。,降低锅炉供热负荷时先降低,1,号锅炉负荷。,加强锅炉间的强制通风，规定锅炉间通风机,24h,连续运行。加强运行人员和值班人员的巡检力度，并将采取的措施张贴到控制室，组织职工进行学习。,6,采取的临时应急措施,31,31,7,、解决问题的措施,扎克公司技术人员针对出现的问题，采取了以下措施。,合理调节空燃比,a.,拆下天然气调节阀检查，未发现零部件老化现象。通过检测，天然气流量随着档位在正常范围内变化,(560,2970m3/h),。但是在运行中仍然要定期观察，记录天然气的压力是否一直保持在正常范围内。,32,32,b.,燃烧器在,7,10,档下运行，检查气门、风门开度并适当调节，保证空燃比在合理的范围内。在调节时必须用烟气分析仪监测烟气中的,CO,、,NOx,等的含量，使其达到安全范围。在调节过程中必须先增大空气量，随后逐步增大天然气量，以确保调整过程中的安全性。每档调节确定后紧固螺栓，在运行中加强检查，防止松动。加强炉膛和烟道的密封，减少漏风。,33,33,c.,正确安装氧量控制柜探头，使氧量控制柜处于正常工作状态。及时更换损坏的探头，更换后的探头按照规定加热,1h,后,(,加热到,730,，防止烟道冷凝水损坏探头,),放入烟道。氧量控制柜使用时应注意两点：断电后必须将探头从烟道中取出；在保温期暂时停炉不要给氧量控制柜断电，除非保温期结束，探头一直处于通电状态时表面不会有冷凝水产生。,34,34,加强一次风扰动,a.,测试鼓风机风压。风压与,2006,年对比有所降低，,1,号锅炉,2006,年在档位为,1,时风压为,5900Pa,，而在,2007,年,10,月相同档位却为,5544Pa,，这样会使一次风的扰动性差，容易造成天然气不完全燃烧。安排员工清理鼓风机消声器上的积灰后，增大了鼓风风压，提高了一次风的扰动性。,35,35,b.,适当调整导向叶片角度，使混合气体进一步完全混合。这是保证完全燃烧的一项重要措施。这种调节可以改变火焰的旋向、长度及炉膛火焰充满度。未调节前在低档位时火焰朝水冷壁管处偏烧且火焰不均匀，说明导向叶片旋转角度存在问题。调节后火焰位于炉膛中部，火焰均匀，不存在局部黄色。,36,36,由扎克公司技术人员对,1,号、,2,号锅炉燃烧器重新进行调整后，让,1,号、,2,号锅炉的燃烧器在每一档位运行，重新测试鼓风风压、天然气流量及压力、烟气中,02,、,CO,、,NOx,、,CO2,的体积分数、排烟温度、过剩空气系数。,37,通过扎克公司技术人员认真调试后，,2008,年经克拉玛依市西北节能监测中心对,1,号、,2,号锅烟气进行检测，各项技术指标均达到了安全运行的要求。,1,号锅炉调整后烟气测试数据见表,2,，,2,号锅炉调整后烟气测试数据见表,3,。,8,调整后的测试结果,38,39,40,9,仍需解决的问题,锅炉排烟温度高的问题，仍需进行探讨解决。,燃烧器在运行中还存在一些不可预测的不稳定性，操作人员无法凭经验判断燃烧器的运行情况，需要配置一台烟气分析仪进行检测。,需要对,3,台锅炉的天然气流量计进行更换，以便操作人员随时掌握各种负荷下单台锅炉天然气的耗量，以便分析燃烧器的运行状况。,冷水,41,谢谢！,课件部分内容来源于网络，如对内容有异议或侵权的请及时联系删除！,此课件可编辑版，请放心使用,！,