鄭州達(dá)冠生物質(zhì)燃燒機(jī)應(yīng)用研究

時間：2020-01-05作者：鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司瀏覽：34

加熱爐生物質(zhì)燃燒機(jī)研究
摘要針對北方冬夏季溫差大而導(dǎo)致加熱爐負(fù)荷變化大的特點(diǎn)，提出了一種多孔噴嘴多輔助火孔噴頭、高壓引射大氣式生物質(zhì)燃燒機(jī)．對四種噴嘴和噴頭結(jié)構(gòu)各異的該型燃燒器進(jìn)行了性能優(yōu)化試驗(yàn)．結(jié)果表明，3孔噴嘴燃燒器**單孔噴嘴燃燒器；18孔輔助火孔噴頭燃燒器**15孔及21孔輔助火孔噴頭燃燒器；3孔噴嘴18孔輔助火孔噴頭燃燒器性能較好．
    加熱爐屬于長年全天候運(yùn)行的原油集輸**設(shè)備，僅大慶一地在役此種設(shè)備就多達(dá)兩千多臺，在北方四季環(huán)境溫差大，要求加熱爐負(fù)荷變化也能與之適應(yīng)，達(dá)此目的的關(guān)鍵是燃燒器負(fù)荷能在較大的范圍內(nèi)變化，就目前的燃燒器來說，負(fù)荷比僅為1：2.7，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到負(fù)荷調(diào)節(jié)的要求，而且在低負(fù)荷時燃燒效果較低，這不僅造成燃料的浪費(fèi)而且部分未燃盡物在對流受熱面沉積，嚴(yán)重影響傳熱敷果，降低鍋爐效率，因此，為了提高加熱爐效率，減少燃料浪費(fèi)，研制大調(diào)節(jié)比，高效生物質(zhì)燃燒機(jī)具有重要的實(shí)際意義。
1  基本研究思路
    在研究中考慮到負(fù)荷變化時，一、二次風(fēng)配比混合情況直接影響燃燒效率，所以燃燒器必須具有調(diào)節(jié)一二次風(fēng)的能力，根據(jù)油田實(shí)際情況，不便利用自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)一二次風(fēng)量，而文丘利管燃燒器結(jié)構(gòu)簡單且有引射作用，燃?xì)飧咚俳?jīng)過文丘利管收縮部分時，形成負(fù)壓，可引射周圍空氣，這樣隨負(fù)荷變化，燃料引射速度也發(fā)生變化，從而可以調(diào)節(jié)引射空氣量，
    鑒于爐膛呈長圓形，軸向長達(dá)lOm左右舊，為避免火焰過于集中，致使局部熱負(fù)荷過高，造成燒損爐膛受熱面或工質(zhì)在其壁面析碳等不利結(jié)果舊，應(yīng)盡量使火焰拉長，以使輻射熱在大面積上均勻分布，
    為了滿足負(fù)荷大調(diào)節(jié)比的要求，必需做到高負(fù)荷氣流速度快時不脫火，低負(fù)荷氣流速度慢時不回火，提高燃?xì)庠诘拓?fù)荷下的噴射速度，使之不**火焰燃燒速度，可保證低負(fù)荷下不回火，故噴頭直徑不能過大，同時還應(yīng)在其外側(cè)設(shè)置肋片，提高噴頭熱強(qiáng)度，進(jìn)一步穩(wěn)定火焰，在主火孔四周開若干輔助火孔，可防止高負(fù)荷下氣流速度**火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，形成脫火釀成事故，由于輔助火孔直徑小，較主火孔流動阻力大，所以輔助犬孔噴出的燃?xì)馑俣?*主火孔噴出燃?xì)馑俣龋?dāng)主火孔噴出的燃?xì)馑俣纫掩呌诿摶?，而輔助火孔噴出的燃?xì)馑俣冗€很低，這樣輔助火孔噴出的火焰不斷點(diǎn)燃主火孔噴出的高速燃?xì)?，起到穩(wěn)燃的作用，
    為了避**支燃燒器噴出的燃?xì)庠跔t膛中混合不均勻，以及形成長火焰的擴(kuò)散燃燒，采用配比一次風(fēng)使燃料與空氣首先經(jīng)半預(yù)混，使部分燃料反應(yīng)處于動力區(qū)，加速燃燒速度，使火焰形狀趨于合理，
    為提高燃燒器燃燒效率，燃燒器設(shè)計中選用高引射系數(shù)的引射器，來保證一次風(fēng)量，使之與燃料充分預(yù)混，達(dá)到完全燃燒的目的，這種引射器結(jié)構(gòu)有自調(diào)節(jié)能力，在某一負(fù)荷下調(diào)好一次風(fēng)量，燃燒器負(fù)荷變化日寸，一次風(fēng)過量空氣系數(shù)基本不變，二次風(fēng)過量空氣通過擋板從四周均勻供給．
2試驗(yàn)設(shè)備與方法
    為了找出燃燒器運(yùn)行特點(diǎn)及規(guī)律及噴嘴與噴頭較佳匹配，指導(dǎo)實(shí)際設(shè)計和現(xiàn)場運(yùn)行，設(shè)計了兩種噴嘴結(jié)構(gòu)，一種為單孔噴嘴，一種為3孔噴嘴，它們的噴射截面積相同，同時設(shè)計了四種噴頭結(jié)構(gòu)，其中有三種設(shè)計額定負(fù)荷為lOONITI3 11，且主孔與輔助火孔相對截面積比相同，另一種額定負(fù)荷
    本試驗(yàn)在1：1的試驗(yàn)臺上完成，整個試驗(yàn)臺系統(tǒng)如圖1所示，燃燒器靠來氣壓力把燃?xì)鈬娙霠t膛，燃?xì)庠跔t膛內(nèi)燃燒，向工質(zhì)傳熱，被加熱工質(zhì)為北產(chǎn)生的蒸汽自然蒸發(fā)排入大氣中，該試驗(yàn)臺在爐體結(jié)構(gòu)及燃燒傳熱等運(yùn)行條件與實(shí)際爐子工作條件十分相近，
    測試系統(tǒng)包括以下幾部分：負(fù)荷測量及燃料分析；爐膛溫度場，濃度場，速度場測量；煙氣分析；一次風(fēng)氧含量及環(huán)境狀況測試，
    測試溫度采用鎳鉻  鎳硅熱電偶；采用五孔探針測速度場；采用QGS-08型紅外氣體分析儀分析煙氣成份，
    按國家SY 7505加熱爐熱工測試方法的規(guī)定對每種燃燒器進(jìn)行性能測試，選出運(yùn)行效果較好的燃燒器，并對此種燃燒器進(jìn)行50%、80%、**及較高負(fù)荷不脫火及較低負(fù)荷不回火時的燃燒效率測定，燃燒器的燃燒效率是反映燃燒器性能的重要指標(biāo)所以把燃燒效率作為測試的主要內(nèi)容，對于以生物質(zhì)為燃料的燃燒器來說，機(jī)械未完全燃燒損失q4為0，而燃燒效率完全取決于化學(xué)未完全燃燒損失q3的大小，燃燒效率公式1—1q3，q3可由爐膛所測煙氣成分計算得出，
    試驗(yàn)方法：當(dāng)工沉穩(wěn)定之后，進(jìn)行參數(shù)讀取，每一種工況下均讀取三組數(shù)據(jù)，測試過程中在每組工況下三組數(shù)據(jù)的采集間隔為：溫度、壓力、流量不大于30min,燃料分析時間間隔不大于2h.
3  試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 3子L噴嘴燃燒器在較低負(fù)荷和較高負(fù)荷時的
    工作情況
    由表1看出3孔噴嘴燃燒器在較低負(fù)荷30%時，燃燒效率達(dá)98. 00%以上，可穩(wěn)定運(yùn)行，在高負(fù)荷時，隨燃?xì)饬髁吭黾?，流速增加，形成紊流擾動，混合效果好，燃燒效率提高，在110%負(fù)荷時，效率達(dá)99. 61%.本燃燒器效率在高負(fù)荷，調(diào)節(jié)比可達(dá)1：3；6。
3.2 3子L噴嘴15孔噴頭燃燒器與單子L噴嘴15孑L
    噴頭燃燒器燃燒效率比較
    由圖2可以看出，在高負(fù)荷時，3孔噴嘴15孔噴頭燃燒器效率**單孔噴嘴15孔噴頭燃燒器，這主要由于負(fù)荷升高，燃?xì)饬魉僭黾?，在燃燒器?nèi)混合時間縮短，3孔噴嘴燃燒器將燃?xì)夥譃?股，各股之間有空氣存在，空氣可以從燃?xì)鈨?nèi)外混厶，而單孔噴嘴在高速噴出燃?xì)鈺r，混合不充分．導(dǎo)致燃燒效率下降，可見在高負(fù)荷時3孔噴嘴燃燒器**單孔噴嘴燃燒器．
3.3 3孑L噴嘴分別配15孑L 18子L 21孑L噴頭時，燃
    燒器效率隨負(fù)荷變化曲線
    由圖3可見，3孔噴嘴燃燒器隨負(fù)荷升高效率也升高，其中3孔噴嘴18孔噴頭燃燒器在110%負(fù)荷時**3孔噴嘴15孔噴頭和3孔噴嘴21孔噴頭燃燒器．
3.4燃燒器在不同負(fù)荷下一次風(fēng)過量空氣系數(shù)
    比較
    由圖4看出，負(fù)荷大于70%時，隨負(fù)荷變化一次風(fēng)過量空氣系數(shù)基本不變，說明文丘利管式燃*1期王懷彬等：加熱爐生物質(zhì)燃燒機(jī)研究燒器具有一定自調(diào)節(jié)一次風(fēng)量的能力，    荷下排煙損失減少，鍋爐效率提高，
3.6大調(diào)節(jié)比燃燒器試驗(yàn)結(jié)果分析
    優(yōu)化試驗(yàn)給出3孔噴嘴18孔噴頭燃燒器在30%負(fù)荷和110%負(fù)荷燃燒效率均**99%，說明該燃燒器仍有較大的負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力，因此專門測試了此燃燒器在20%，50%，80%，**，135%負(fù)荷的燃燒效率，試驗(yàn)表明，燃燒器在較高負(fù)荷135%時不脫火及較低負(fù)荷20%對不回火，且能在較高的效率下穩(wěn)定運(yùn)行，圖6給出了在加%到135%負(fù)荷區(qū)間內(nèi)燃燒效率曲線，其負(fù)荷調(diào)節(jié)比達(dá)到了1：6. 75.負(fù)荷／%
4結(jié)論
    本文提出的一種多噴嘴、多輔助火孔噴頭、高壓引射大氣式生物質(zhì)燃燒機(jī)調(diào)節(jié)比大、燃燒效率高，對四種噴嘴和噴頭結(jié)構(gòu)各異的該型燃燒器進(jìn)行性能優(yōu)化試驗(yàn)的結(jié)果為：
    (1)在高負(fù)荷時3孔噴嘴燃燒器**單孔噴嘴燃燒器；
    (2)四種文丘利管式燃燒器均可在1：3.6的負(fù)荷調(diào)節(jié)比下穩(wěn)定、高效運(yùn)行；
    (3)3孔噴嘴18孔噴頭燃燒器性能**其它各型燃燒器，調(diào)節(jié)比達(dá)1：6. 75，額定負(fù)荷的燃燒效率為99. 80%，對應(yīng)于較低負(fù)荷與較高負(fù)荷的燃燒效率分別為98. 01%和98. 60%．


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