| 燃油鍋爐尾部再生物質(zhì)燃燒機理初探及對策 |
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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司
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燃油鍋爐尾部再生物質(zhì)燃燒機理初探及對策 一、鍋爐尾部再燃燒事故概況 l、1981年6月6日4號爐在運行過程中。 中班16時交班時爐前有5個焦?fàn)t煤氣燒璜，用量4000ms／h,油槍一支，用油量約800 kg]hJ爐后有3個高爐煤氣燒嘴，用量23000mslt,總發(fā)l熱量約191.965MJ/h（45.85百萬大卡／時），蒸汽負(fù)荷58 - 60t/五），引風(fēng)機擋板開度100%,送風(fēng)機總擋板開度40%，爐膛正壓20～30Pa(2～3 mmHz0)。 夜班；一直靠減少送風(fēng)的手段調(diào)整爐膛負(fù)壓，但始終為正壓。3點40分蒸汽負(fù)荷由53t／h下降至40t／h．5點10分增加i^r高爐煤氣燒嘴，送風(fēng)總開度都由40%降至lo%，煙囪冒黑煙。6點10分停下油槍，負(fù)荷35 t/h,煙囪仍冒黑煙，6點36分-7點15分，負(fù)荷30t／h，點720分負(fù)荷20t]h，送風(fēng)擋板開度為20y0，爐膛正壓，引風(fēng)機入口金屬煙道冒煙，引風(fēng)機電動機電流到零，然后又升至18A,灰斗掉火星。7點30分停送引風(fēng)機}7點50分空予器二回程甲側(cè)墻人孔蓋燒紅，即用消防水滅火。 2\1984午1月20日2號爐在開爐過程中。 15點40分點燃l替焦?fàn)t煤氣燒咀，17點10分點燃4#焦?fàn)t煤氣燒咀；18點02分汽壓達(dá)0.8 MPa,點燃l號油槍，此時鍋爐總熱負(fù)荷約66.9888MJ／h（16百萬大卡／時）。18點20分蒸汽壓力為1.5MPa，溫度300℃，考慮到要砌爐膛入孔處保溫磚，又解列l(wèi)號油槍并加大爐膛負(fù)壓100Pa，排煙溫度為125℃,18點40分再點燃l號油槍，到18點40分，主蒸汽壓為2 MPa,溫度350℃時，發(fā)現(xiàn)操作盤上三個排煙溫度指示均已到頭（滿量程200℃）。 檢查發(fā)現(xiàn)：引風(fēng)機出口防爆門爆破大冒黑煙，接著發(fā)現(xiàn)空預(yù)器甲側(cè)三～四回程人孔燒紅，打開消防蒸汽，火即變暗。 3、1987年1月3日2號爐在停爐過程中。 停爐前，蒸汽負(fù)荷為50 - 57t／h,燃厴燒嘴為2‘、3‘、4‘、6‘油槍,1‘焦?fàn)t煤氣，鍋爐總熱負(fù)荷約為209.34MJ/h(50百萬大卡／時)，10分鐘內(nèi)依次解列各燒嘴，停止送風(fēng)機運行。14點50分停爐時引風(fēng)機擋板開度100%,送風(fēng)機擋板總開度為25%，排煙溫度為170℃，煙囪冒淡黑煙。 該爐全部燃燒火嘴停完后，5號焦?fàn)t：榮氣燒嘴關(guān)不嚴(yán)，引風(fēng)機需要繼續(xù)運行，5務(wù)鐘后排煙溫度達(dá)190℃，即打開消防蒸汽，排煙溫度瞬時間到頭，爐膛負(fù)壓不穩(wěn)，強行停下引風(fēng)機，接著發(fā)現(xiàn)空預(yù)器乙側(cè)三～四回程間人孔蓋板燒紅，用消防水滅火。 -、鍋爐尾部產(chǎn)生再燃燒的機理 物質(zhì)燃燒的三要素是：有可燃物，具備一定的溫度和足夠的氧氣。鍋爐尾部產(chǎn)生再燃燒的機理也不外乎這三點。 l、可燃物沉積在尾部受熱面上，是造成再燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ) 在對鍋爐進(jìn)行的熱平衡試驗過程中，對鍋爐尾部受熱面上沉積的塵垢的測試，表明煙垢中存在著可燃物。未燃盡的油滴粘附在尾部受熱面上，正是形成可燃性煙垢的直接原因。 事故本身已經(jīng)證實：尾部幾次再燃燒均在空預(yù)器，特別是末端被碳黑嚴(yán)重堵塞，甚至水沖不走，鋼釬也捅不動。如左1983年11月的2號爐一、二程回的空預(yù)器上，表面隆起的碳黑山包將入孔門堵塞，引風(fēng)機后煙道劇烈振動，足以說明空預(yù)器煙氣流通截面被堵塞的嚴(yán)重性，、為再燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 經(jīng)過對燃燒性質(zhì)的確定，設(shè)備運行狀況的觀察，分析尾部受熱面煙塵沉積的主要原是： ①使用的油質(zhì)差：自1983年開始使用的高粘度渣油唇9月3日抽樣粘度達(dá)3。24沲，油庫送出油溫為13 5--14℃，油壓壓降達(dá)0.5～0.6MPag油管堵塞經(jīng)常發(fā)生，正在使固的涸槍亦會自堵，‘爐膛的水冷壁面上牢牢的掛上大焦塊，又據(jù)】986年12月5日用油的化驗報告粘度為2.581(100C)，這樣的油要力Ⅱ熱到160℃以上才能達(dá)到3-4'E，而目前的燃油加熱裝置是達(dá)不到這一要求的。廟于油的粘度太大，燃油霧化不好，這是產(chǎn)生可燃性煙垢的主要原因。 ②油槍（燃燒器）長期處在惡劣的條件下工f#，功能逐步減退，再加上其結(jié)構(gòu)是按粘度較溉的勝利油田渣油設(shè)計，難蹦適應(yīng)高牯度油的要求，因此燃燒惡化狀況經(jīng)常出現(xiàn)，以致穴量浦滴碳化而形成碳黑粘附在受熱面土。 ③鍋爐原設(shè)計的鋼珠除塵器的初期未能經(jīng)：曾使用，再加上原設(shè)計上某些結(jié)構(gòu)的問題，很難利用共振力彈掉依附在管壁上的煙塵，天長日久，大量的鋼珠也與碳黑一起沉積在管間，反而加刷碳羆堵塞的作用。 ④由于供熱是有季節(jié)性的，鍋爐經(jīng)常處于低負(fù)荷狀況下運行，煙速較低，隨煙氣流動的碳黑很容易沉積下來。 2、鍋爐尾部出現(xiàn)過剩氧是再燃燒的外因條件 鍋爐尾部煙道中的含氧量來源主要是入爐風(fēng)量過剩，其次是爐體和煙道漏風(fēng)較多。如19 8 -1年2號爐開爐時尾部再燃燒的產(chǎn)生就是}}j予打開入a r琊勢磚，大量新鮮空氣進(jìn)入尾部煙道的原因。麗1987年2號爐停爐君由于引風(fēng)機較長時間運行，同樣尾鄢煙道進(jìn)入大量冷空氣。 特別值得一提的是：尾部過剩氧氣來源的又一途徑，是空預(yù)器鋼管嚼蝕穿孔造成空氣進(jìn)入煙道。例如1981年4號爐尾部再燃燒，就是大量的空氣在空氣預(yù)熱器中短路而形成的i對三次尾部再燃燒情況的檢查分析，證實空氣予熱器確實有大量腐蝕穿孔的現(xiàn)象存在。 尾部受熱面產(chǎn)生腐蝕的主要原因是由于燃料中，特別是渣油中含硫（約2%一4%），而在受熱面的溫度低于煙氣露點時，煙氣中的水蒸汽和硫燃燒生成的蘭氧化硫結(jié)合成的硫酸凝結(jié)在受熱面上，嚴(yán)重的腐蝕著受熱面。由于鍋爐的通常燃燒方式是油一煤氣混燒，局部空氣過剩的狀況必然存在，因此煙氣含氧量通常在4%一s%左右，最嚴(yán)重的出現(xiàn)在4號爐，19 79年開始運行，不到兩年其空預(yù)器就大部分府蝕，從而產(chǎn)生了最嚴(yán)重的一次尾部再燃燒。 3、溫度是促成尾部再燃燒的重要因素 鍋爐尾部再燃燒實際上一個自燃過程。在鍋爐正常運行中，尾部煙道煙氣流速較快。散熱條件好，即使尾部積有煙垢，其熱量也會被煙氣帶走，不會著火燃燒。但是在停爐或鍋爐低負(fù)荷運行，及開爐過程中煙氣流速很低，散熱條件差，煙垢析出的熱量散不出去，溫度逐漸升高，達(dá)到閃點著火燃燒。1981年4號爐尾部再燃燒實際上就發(fā)生在鍋爐低負(fù)荷運行時，送風(fēng)很少，煙氣流速很低。 1981年2號爐的尾部再燃燒發(fā)生在開爐過程中，當(dāng)時尾部煙道堵塞，流通截面很小，煙氣受阻，散熱不良的狀況下發(fā)生的。 1987年2號爐尾部再燃燒則是由于引風(fēng)機將高溫?zé)煔獬榈轿膊繜煹，由于堵塞?yán)重，煙氣流通不暢，就會形成再燃燒，這已得瓣 切的證實。 蘭、防．止尾部魍道再燃燒采取的對策 對鍋爐尾部再燃燒事故機理的分析，使 我們找到了采取的對策。 1、已采取的對策 (1)改裝燃燒器：從設(shè)備上治本這是解決問題的關(guān)鍵，使所用的燃燒裝置要適合現(xiàn)用燃料的特性和燃燒方式。為適應(yīng)油一煤氣混燒的要求，新裝的燃燒器將油、煤氣用風(fēng)分開，加強了燃料的前期混合擾動，操作人員？伸`活操作，保持正常的風(fēng)壓，增加了根部風(fēng)，對油槍實行有效的保護(hù)。 此外，為了從宏觀上控制著油槍的霧化質(zhì)量，設(shè)置了油槍簡易霧化臺，為良好的燃燒奠定了基礎(chǔ)。 (2)加強燃燒調(diào)整，這是從主觀能動性上解決問題的關(guān)鍵所在。 ①為消除油一煤氣間的爭風(fēng)而都燒不好的狀況，將不同燃料分別在不同的鍋爐上使用。 ②積極創(chuàng)造條件多用煤氣，設(shè)法提高排r煙溫度，使尾部受熱面溫度高于煙氣露點，消 除低溫腐蝕。 ⑧采用電視監(jiān)視煙色，為確定是否完全燒提供操作依據(jù)。 ④對油槍實行輪換使用，定期清洗或更 換的制度，確保良好的霧化效果。 (3)對操作人員逐步實行低氧燃燒考核，以化驗氧量分析為依據(jù)，盡量降低過？諝饬俊２δ承┤肟讓嵭衅龃u，減少漏風(fēng)。 (4)從1982年2月開始，對各爐空預(yù)器易腐蝕的一、二回程鋼管更換為GG17硼硅玻璃管。實踐證明這項新工藝、新材料起動了防腐蝕，抑制尾部再燃燒的作用。 (5)堅持每次停爐盾必須煙垢，并用高壓水將尾部受熱面清洗干凈，最近已在2號爐上裝上了旋轉(zhuǎn)式蒸汽吹灰器和固定武半自動高壓水清洗裝置，經(jīng)試用一段時間后1再決定是否推廣（因水洗可能造成停役期腐蝕）。 (6)制定停爐措施，完善各個操作環(huán)節(jié)。 2、可進(jìn)一步考慮的對策 (．1)在使用高粘度渣油時，在爐前裝燃油加熱器，確保燃用油的壓力與溫度。 (2)進(jìn)一步完善燃燒裝置，增強二、三次風(fēng)的可調(diào)性。 (3)將空預(yù)器玻璃管箱的襯管改成不銹鋼管，消除煙腐蝕可能造成的漏風(fēng)，延長玻璃管箱使用時間。 (4)對周期性停爐尾部用堿水沖洗，促酸堿中和，減少酸性腐蝕。 防止以至根除尾部再燃燒事故的產(chǎn)生，是一項繁雜的系統(tǒng)工程，但只要堅持不懈的探索，并主動發(fā)現(xiàn)問題解決問題，相信一定能夠成功。 生物質(zhì)氣化站，http://www.598jx.com
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