重油燃烧器的保养初探.doc

LB-301大型重油燃烧器的日常维护与保养初探
王峰
（海洋石油开发公司油气集输大队）
摘要：日本OLYMPIA工业株式会社生产的LB-301大型重油燃烧器，燃烧性能好，燃烧安全、节约燃料、无烟、噪音低，全自动程序控制，有可靠的安全保护性能，更能满足生产的需要。 通过对LB-301燃烧器的结构、原理分析和常见故障的诊断排除，找出了影响设备运行的限制性因素，总结出了运行参数，达到了维护正常生产的目的。
关键词：重油燃烧器，限制性因素，维护与保养
海洋石油开发公司油气集输大队海三站担负着埕岛油田海底管线登陆后的原油加热工作，原有三台LB-250型燃烧器，为了满足生产需要，该站2000年流程改造后扩建了三台2MW管式加热炉和三台日本OLYMPIA株式会社生产的LB-301大型重油燃烧器。LB-301燃烧器的燃油系统、自动化控制系统及雾化装置更趋向于完善，操作更有可选性。除全自动运行外，还专门设置了手动运行方式，人工控制点燃时间及小火、大火的自由转换。因其为进口产品，详细资料缺乏，只能在生产中寻找燃烧器维护与保养的详细答案。通过近一年对燃烧器的操作运行及对其结构、原理、常见故障的分析，初步了解了燃烧器运行的规律性。现总结归纳如下：
1 LB-301燃烧器的工作原理
LB-301燃烧器由电机及保护器、鼓风机、风门调节器、燃料泵、油加热器、电磁阀及截止阀、点火变压器及辅助点火系统、雾化器、火焰检测器及程序控制器构成(见图1、2)。集电子点火、原油升温、加压于一体，实现了设备运行全过程检测，具有可靠的安全保护性能。在自动方式因意外情况无法运行时，可采用手动操作方式，保证生产的需要。
工作原理是从油箱送来的燃料油，在燃料泵内加压流经两台电加热器和电磁阀，形成闭合回路循环加热，当油温达到设定温度时，电磁阀1关闭，油回路被截断，压力不断升高，当达到13㎏/㎝2时，与第一级喷嘴相连的截止阀打开，同时，点火变压器在点火电极前端放电产生的电火花，先点燃辅助点火喷嘴喷出的柴油，然后引燃第一级火嘴喷出的燃料油，待第一级火点燃并稳定后，电
磁阀2开点燃第二级火嘴，投入正常燃烧。如图3、4。
2 几个重要日常维护点
2.1 雾化系统
雾化系统是由喷嘴、稳焰器和火焰通风筒组成，三者的相对位置是一个重要的调节项目，直接影响着雾化效果和燃烧质量。燃料油杂质含量高、长时间运行或三者位置不合适都会导致稳焰器上附有油烟结焦和喷嘴流通不畅，烟油堵塞稳焰雾化器上的缝隙，风不能作旋转状吹出，减小了雾化角，降低了雾化度，不能保证风与油滴的充分接触，导致燃烧不良，出现大量黑烟而调节无效或小火着、大火灭甚至根本不燃。稳焰器有三个螺丝固定，可以前后移动，喷嘴距稳焰器7mm为宜。LB-301燃烧器的喷嘴为旁通式喷嘴，内有过滤网和溢油孔，易被泥沙堵塞，需定期用清洗油清洗，一般每月一次。 稳焰器结焦状况，一般为15日一次用清洗油清洗。
2.2 风门调节系统
鼓风机为燃烧和吹扫提供必要的空气，而风门则用于调节燃烧的空气量。随着油压、油质或其他条件的变化如燃烧器、烟道情况，燃烧所需空气量也随之发生变化。必须通过风门控制器调节空气量，空气过剩时会出现火焰长、飘浮无力、不明亮，烟囱中冒白烟，有毒气体CO含量高，严重污染环境。空气量不足时，会出现火焰小、燃烧不充分，燃料油在炉膛内聚集或浓烟滚滚，烟中含碳颗粒多，浪费燃料。通过调节风门控制器上的M2（高燃风门设定）、M3（高燃电磁阀设定）、M4（低燃风门设定）三凸轮调节风量、油量的比例来达到火焰明亮、炉膛清亮、烟囱无烟的目的。在刻度盘上一般来说必须保证M2＞ M3＞M4的顺序。调节完毕系统默认，重新启动时系统自动运行，不用再调节。
2.3 程序控制系统
程序控制器是燃烧机的核心部分，是保证燃烧机整体安全、自动和协调工作的最主要部件。使用过程中必须保证其工作环境干燥、清洁，防止水、油、灰尘、化学物质、各种有毒气体的污染和腐蚀。否则，会破坏其内部元件的正常工作，导致程序发生混乱，甚至失去控制。一般每周进行一次除尘、吹风、清洁干燥处理。
3 影响设备运行的几个因素
重油燃烧器同其他燃烧器一样，为保证其正常、高效、稳定燃烧，必须满足燃烧器运行所必需的燃料油的温度、含水、杂质标准及其他配备措施。
3.1油温
燃料油在常温下粘度一般较大，流动性差且不宜雾化，特别是冬季在室外的燃烧器停炉前，如不用柴油清洗油路，停炉后很快回油金属管受冻堵塞，重新启动时，只能点燃低燃，而高燃不着，需拆下这段金属管用热水烫通，严重影响了正常的生产和设备的运行，鉴于这种情况，海三站扩建了加热炉操作间。油温低会造成不能点燃，或点燃后雾化不好，炉内外气压不平衡，从防爆门处喷火，燃烧不充分有沥青剩余，稳焰器结焦，燃油含水高也是其中原因之一。燃料油需经过燃烧器携带的加热器升温，其粘度降低至20~45CST后可正常使用。油加热器内燃料油循环时才能加热，防止干烧设备损坏。根据燃料油的型号不同升高的温度不同，我们用的燃料油为100#原油。如下表：
燃料油型号
20#
60#
100#
200#
加热温度℃
75~90
95~110
105~120
115~130
3.2 油压
燃烧器正常燃烧所需压力为15~23㎏/㎝2。油压的变化导致喷油量的变化，
从公式Q=(P/P0 )1/2 *λ*ρ* d
式中：Q-喷油量
P-运行压力
P0-标准油压
λ-体积换算系数3.785L/G
ρ-密度
d-喷嘴号数
可以看出，可以调节油压来控制油量，以达到所需的油量供应，油压过低，会使雾化质量变差，燃烧状况恶化；油压过高，则增加油泵的电耗，加快油泵和喷嘴的磨损。油压的调节在一定的范围内进行，一般不超过20%的油量变化，正常运行时油压一般不宜低于17㎏/㎝2，不宜高于20㎏/㎝2。油压可以通过调节回油的开度或旁通的开度升高或降低油压。
3.3 油质
包括燃料油含水和杂质含量。含水的高低影响着燃烧的状况，含水率低时，喷嘴雾化后油滴为油包水型颗粒，燃烧时，内部水滴受热首先膨胀，炸开油层，增大雾化度，形成二次雾化，燃烧效果好。但也不是越低越好，不含水是不能形成二次雾化的，含水率一般应控制在10%以下。若含水过高时，雾化后的油滴为水包油型，不宜点燃，点燃后油火接触面积小，达不到油燃烧所需温度，雾化效果不好，极易熄灭。
含水过高，燃烧器全不能点燃，管理人员深受其害，这时，必须采取措施，如我们在100方燃油罐增加了一台30方燃油罐，两罐倒着使用，降低了燃油含水。另外，在油加热器内易聚集起水来，影响点火，增加了放空阀放出积水，最后运行。燃料油内所含泥沙会影响雾化效果，所以需多级过滤和逐级增加过滤网目数，并定期清洗。

3．4故障诊断程序

A黑烟 一次空气少（风门）
燃烧 B逆火 喷嘴过大（喷嘴）
C火焰颜色差 喷嘴磨损（喷嘴）
D闻到油气味 通风小而炉负荷大（烟囱）
压力调节失败（泵）
油粘度高
E产生呼吸现象 油泵磨损（泵）

喷雾 F声音大 空气过多

光电管模糊
继电器故障
燃烧中止 变压器故障
产生电火花 电机故障
难以燃烧 空气过多
压力调整失败
光电管不接光
电机动作 泵不转
喷嘴堵塞
不喷雾 无油
没有排除空气
油黏度高
继电器失常
不产生电火花 变压器失常
光电管开始动作时感光
开关ON
交流接触器
电机失常
电机不动作 连线不良
泵不良
温控器不良
4 采取的措施
海三站为了克服影响燃烧器运行的限制性因素，采取了一系列措施，取得了很好的效果，并在燃烧器的日常维护上加强了管理。
4.1 增加了一个30方燃油罐，保证了低含水。
海三站建站初期，原油含水约10%，使用渣油燃烧器，后来含水升高，增加了一个100方缓冲罐用于沉降，98年改造为三台250型重油燃烧器，2000年又增建了三台301型重油燃烧器，现在含水已升到30%，增加了一个30方燃油罐。原100方燃油罐用于一级初步沉降脱水，脱水后的燃料油循环至30方燃油罐，30方燃油罐内安装了两根电加热棒， 进行二级升温沉降脱水，保持含水在10%以下。这样，不但升高了温度降低了含水，而且将燃料油中的大颗粒杂质析出随水排出。100方燃油罐温度控制在40~50℃，30方燃油罐控制在70~80℃，燃烧器电加热器温度控制在100~110℃。通过降低燃料油含水大大降低了燃烧器的故障停机率。
4.2 增加了两台燃油泵和多个过滤器，保证油质和工作压力。
增加燃油泵，保证了燃油的循环速度和工作压力，提高了燃油管线内的温度，防止了冬季管线冻结，降低了对燃烧器配备的燃油泵的磨损。过滤器目数为60~100目不等，并靠近燃烧器逐级增加，降低了杂质的影响。原来燃油泵为齿轮型燃油泵，抗沙能力差，齿轮易被磨损，现改用螺杆型燃油泵，提高了抗沙性能，保证了燃油压力。正常运行时，主燃油泵出口端压力为5㎏/㎝2左右，燃烧器燃料泵出口端压力为17㎏/㎝2左右，冬季运行时稍有升高。
4.3 在燃烧器加热器下部安装了放空阀，及时放水。
燃料油在加热器内受热而析出水，时间长了聚集起来，影响燃烧器的正常运行，会出现熄火，且不宜点燃，这时需在放空阀处放出水，然后试着点火运行。在倒罐后突然熄灭时，一般是因为有水在加热器内聚集。
4.4 完善管理措施，保证设备运行正常。
加强对管理人员的重油燃烧器操作规程培训和理论技能知识学习，每日对燃油温度、含水进行跟踪做样检查，切实掌握燃油运行情况，及时采取措施，每两小时进行一次巡回检查，时刻掌握设备的运行状态。
4.5 规范燃油运行，保证正常生产。
春冬季，油温低成为限制性因素，两个油罐的运行方案为：100方罐一次沉降，回油至30方罐进行加热和二次沉降，然后燃用。夏秋季，油温不成为限制性因素，可应用第二套方案：两油罐轮流沉降，循环使用。如图：

2日后
方案一：

运行30方罐，100方罐沉降
30方罐将尽，运行100方罐，回油30方罐

1日后

运行30方罐，100方罐打底水
30方罐满，运行30方罐，100方罐加油沉降

方案二：
运行30方罐，100方罐打底水沉降
30方罐尽，运行100方罐，回油30方罐

100方罐尽，运行30方罐，100方罐加油沉降
30方罐满，继续运行100方罐

由上图可知，若不注意，30方罐有冒罐的可能，所以回油时必须有专人负责监督，加强责任心。建议在两罐上安装液位计和在两罐间增加一台回油泵，减少回油时间，提高安全性。
5 应用效果
通过一系列的流程、设备改造，在生产的过程中取得了良好的效果，把30%的原油含水降低到了10%，储油罐温度升到了80℃，极大的降低了燃料油的杂质，提高了燃烧质量，大幅度的延长了设备维护保养的周期，提高了设备运行质量，并能够及时排除运行中出现的故障，设备完好率达到100%。
6 下步实施
安装温度探头，进行高温报警和高温停炉，随时监控，提高安全系数， 避免事故的发生和降低劳动量。

参考文献：
（1） LB-250型重油燃烧器介绍，日本QLYMLIA株式会社。
（2） （2）LB-301大型重油燃烧器介绍，日本QLYMLIA株式会社。
（3）〈〈燃烧器的原理与应用〉〉。

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