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重慶化工醫(yī)學(xué)工程:氣體燃燒裝置回火的表現(xiàn)形式、原因分析和處理辦法

發(fā)布日期:2020-05-21  來源:admin

重慶化工醫(yī)學(xué)工程:氣體燃燒裝置回火的表現(xiàn)形式、原因分析和處理辦法


催化劑的生產(chǎn)制備過程中,大量用到利用高溫進(jìn)行焙燒、加熱與干燥的爐子,也用到處理尾氣的焚燒爐等。通過燃?xì)馀c空氣混合燃燒產(chǎn)生火焰,即燃?xì)饧訜釥t,在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[1]。根據(jù)燃?xì)馀c空氣混合情況不同,一般將氣體燃燒器的燃燒分為三種方式,即擴(kuò)散式燃燒、預(yù)混部分空氣燃燒(大氣式燃燒)和無焰燃燒。對(duì)于后兩種燃燒形式,燃?xì)夂涂諝饣旌虾?,從火嘴噴出并被點(diǎn)燃,不一定形成穩(wěn)定的火焰。氣體回火燃燒就是混合氣體離開火孔的速度小于燃燒速度時(shí),火焰根部鉆進(jìn)火孔,破壞了燃燒的動(dòng)平衡條件,發(fā)生了混合氣體在燃燒器引射管內(nèi)燃燒的狀況,燃燒點(diǎn)的火會(huì)通過管道向氣源方向蔓延?;鼗瓞F(xiàn)象必須解決,它破壞了一次空氣的吸入(當(dāng)燃?xì)庖淇諝鈺r(shí),造成空氣不足,火焰向混合腔進(jìn)行,稱為回?zé)虻挂u回火;當(dāng)空氣引射燃?xì)鈺r(shí),則因空氣量過大,造成不完全燃燒,引起爆鳴和噪音,稱為逆火或爆鳴回火) [2]。如果回火發(fā)生在混合腔內(nèi),可能會(huì)發(fā)生如下狀況:燒毀噴嘴、將混合腔燒變形甚至燒出裂縫,嚴(yán)重回火可能引起爆炸。我單位焚燒爐在投用后一直不正常,頻繁發(fā)生回火現(xiàn)象;鐘罩窯也發(fā)生過一次回火。下面將結(jié)合不同情況對(duì)回火的表現(xiàn)形式作具體描述和原因分析,并提出改造措施,介紹改造后的效果。

1 新活化焚燒爐回火

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

我公司生產(chǎn)運(yùn)行一部新活化系統(tǒng)包括燃?xì)馐交祜L(fēng)間接加熱熱風(fēng)爐、助燃風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)供風(fēng)機(jī)、尾氣焚燒爐、排煙氣風(fēng)機(jī)、智能燃燒控制系統(tǒng)等,尾氣燃燒器使用ECLIPSE公司的線性燃燒器。

1.2 存在問題

尾氣焚燒爐自2017年2月投用以來一直不能穩(wěn)定運(yùn)行,經(jīng)常出現(xiàn)回火。鼓引風(fēng)系統(tǒng)整體運(yùn)行在微負(fù)壓環(huán)境內(nèi),微負(fù)壓為-2 ~ -1 kPa。設(shè)備尾氣燃燒器使用的是ECLIPSE公司的線性燃燒器,爐頭燃?xì)馊牍茉趥?cè)面,因而爐頭整體在外面,燒嘴無法探入系統(tǒng)內(nèi)。這樣,實(shí)際在點(diǎn)火和燃燒過程中,爐頭部份很難和系統(tǒng)一樣保持負(fù)壓。出現(xiàn)的現(xiàn)象是點(diǎn)火初期能正常燃燒,隨著溫度升高,達(dá)到150 ℃左右時(shí)會(huì)出現(xiàn)回火,火焰向外燃燒直接燒到燃?xì)夤芫€,非常危險(xiǎn)。在不點(diǎn)爐的情況下,系統(tǒng)負(fù)壓建立迅速平穩(wěn),負(fù)壓較大;當(dāng)燃燒到150 ℃以下時(shí),燃燒基本平穩(wěn);但通過爐子后面的小視窗可以發(fā)現(xiàn),火焰是向外燒的,窗子開大點(diǎn),火焰就向爐內(nèi)退一點(diǎn),但即使開到*大,當(dāng)溫度達(dá)到150 ℃以上時(shí),火焰就不后退了,在不確定的時(shí)間點(diǎn)就聽到砰的一聲,火焰就向外燒,從爐頭的縫隙噴出。進(jìn)一步觀察可以發(fā)現(xiàn)火焰的顏色是發(fā)黃的,說明系統(tǒng)的供氧不夠。所以一開始我們采取的方法是盡可能密封爐頭和爐體的縫隙,希望能在爐頭建立負(fù)壓,既不讓火焰向外燒又能提供足夠的氧,但不起作用。又在助燃風(fēng)管線上加閥門,通過調(diào)節(jié)助燃風(fēng),調(diào)節(jié)爐頭的壓力,還是不行。從圖1可以看到回火的不同狀態(tài),火焰把焊縫燒開,嚴(yán)重時(shí)把爐頭的固定鋼板都燒塌變形。在平時(shí)的操作中還發(fā)生過點(diǎn)火時(shí)爆燃的情況,爐體劇烈振動(dòng),把爐體外側(cè)固定用的條形鋼帶都震開了,螺絲飛出。氣動(dòng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、干燥機(jī)、儲(chǔ)氣罐、控制閥件、管道等組成??諝鈮嚎s機(jī)的容量根據(jù)氣動(dòng)閘擋水高度、寬度及起升時(shí)間要求確定。氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)控制閥,以備失電情況下可手動(dòng)排氣使閘門倒伏。


1.3 原因分析

不同結(jié)構(gòu)形式的燒嘴,可以造成不同的氣流混合條件,形成不同的混合強(qiáng)度,火焰的穩(wěn)定性也就不同[3]。從本質(zhì)上說,導(dǎo)致燒嘴回火的根本原因是火焰?zhèn)鞑ニ俣却笥跉饬髁鞒鏊俣取H紵齻鞑ミ^程引起的穩(wěn)定狀態(tài)——這一依靠建立氣流速度和燃燒前沿傳播速度之間的平衡關(guān)系被打破所造成的。層流下燃燒前沿的傳播速度稱為正常傳播速度,紊流下的傳播速度稱為實(shí)際傳播速度。盡管實(shí)際燃燒多是在紊流下進(jìn)行,但層流下的燃燒問題是*基本的,也很具有實(shí)際意義。影響正常傳播速度的因素包括可燃?xì)獾某煞帧舛?、相?duì)壓力,可燃混合物的初始溫度、氧含量和流動(dòng)阻力等。如果氣流速度很低,低于此處的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋够鹧鎰偤眠M(jìn)入燒嘴口,在邊界層內(nèi)發(fā)生了回火現(xiàn)象。即,當(dāng)在燒嘴邊緣處的速度梯度g達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí),回火就發(fā)生了。


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