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分類:耐火知識(shí)
發(fā)布:2018-05-24 08:51:39
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頂燃式熱風(fēng)爐的短焰燃燒技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯
頂燃式熱風(fēng)爐的預(yù)燃室是輸送煤氣和空氣預(yù)混燃燒的腔室結(jié)構(gòu),煤氣和空氣在其中瞬間快速預(yù)混點(diǎn)燃并進(jìn)入燃燒室中燃燒。當(dāng)設(shè)定的煤氣、空氣混合燃燒時(shí)段結(jié)束,預(yù)燃室燃燒器煤氣環(huán)道還殘存大量未燃煤氣。當(dāng)轉(zhuǎn)換為送風(fēng)時(shí),在壓力作用下,假如煤氣閥門關(guān)閉不嚴(yán)漏風(fēng),就會(huì)有大量的高溫高壓空氣進(jìn)入環(huán)道,導(dǎo)致未燃煤氣與壓進(jìn)煤氣環(huán)道中的高溫空氣快速點(diǎn)燃爆炸。因此,關(guān)閉閥門時(shí)就必須啟動(dòng)惰性的氮?dú)鈿怏w對(duì)環(huán)道殘存的未燃煤氣實(shí)施稀釋和沖壓吹掃,才可開始安全送風(fēng)。在送風(fēng)轉(zhuǎn)換為燃燒時(shí),煤氣環(huán)道內(nèi)又殘存大量高溫高壓空氣,仍然必須啟動(dòng)氮?dú)獯祾叱绦蜻M(jìn)行稀釋和沖壓吹掃,才可開始安全送煤氣燃燒。這個(gè)程序謂之安全操作程序,其氮?dú)饬坎蛔慊驂毫Σ粔蛞约懊簹忾y門損壞和老化,都是存在的安全隱患。無論如何,安全操作是一切工作的重中之重。除此之外,燃燒爆震對(duì)預(yù)燃室的損壞就是結(jié)構(gòu)缺陷造成,應(yīng)予以優(yōu)化改進(jìn)。
三種燃燒技術(shù)孰優(yōu)孰劣?
目前,頂燃式熱風(fēng)爐有長(zhǎng)焰混合燃燒、短焰混合燃燒、無焰混合燃燒3種形式。爆震燃燒是否與這3種燃燒技術(shù)有關(guān)聯(lián)呢?劉世聚對(duì)此進(jìn)行了分析。
長(zhǎng)焰混合燃燒器特征:預(yù)燃室腔壁面煤氣、空氣上單排下單排分層設(shè)置或上兩排下兩排數(shù)層分層設(shè)置,預(yù)混旋流混合燃燒(文中圖1是2500m3高爐配套的分層預(yù)混旋流混合燃燒使用4年煤氣噴嘴移位實(shí)況,圖2是該燃燒器更換煤氣噴嘴增加限位卡扣砌筑又使用4年后的損壞情況,圖3是在交錯(cuò)短焰設(shè)置噴孔排的上面又增加了單排煤氣噴孔,使其形成長(zhǎng)短焰混合型燃燒,照片反映交錯(cuò)排噴孔完好,而上面單排煤氣噴孔損壞的情況),混合均勻程度一般,燃燒火焰長(zhǎng),廢氣成分中一氧化碳含量高,空氣過剩系數(shù)大,一般為1.1~1.2,風(fēng)溫相對(duì)低。缺點(diǎn)是預(yù)燃室燃燒和送風(fēng)溫差大,預(yù)燃室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。由于混合不好,造成點(diǎn)火混合濃度延時(shí)而爆震燃燒頻繁損壞煤氣噴嘴的事實(shí),說明較大破壞力的爆震燃燒存在。
短焰混合燃燒特征:預(yù)燃室腔壁面煤氣、空氣左右交錯(cuò)設(shè)置旋流混合燃燒(見圖3下排煤氣和空氣交錯(cuò)排列噴孔),混合相對(duì)均勻,火焰較短,燃燒相對(duì)較完全,風(fēng)溫相對(duì)較高,空氣過剩系數(shù)小,一般為1.05~1.06,廢氣量小,排放比較環(huán)保。設(shè)置特點(diǎn)為煤氣和空氣細(xì)分為多股小股流按1∶1比例噴入燃燒室后實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)混合燃燒,弱化了爆震強(qiáng)度,不回火,不爆震,預(yù)燃室燃燒和送風(fēng)溫差小,預(yù)燃室結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定長(zhǎng)壽。與長(zhǎng)焰混合燃燒技術(shù)相比較,其優(yōu)越特性突出。
無焰混合燃燒特征:預(yù)燃室腔壁面設(shè)置為煤氣和空氣先混合預(yù)燃燒后火焰從一個(gè)共用噴嘴噴出再燃燒的結(jié)構(gòu)(圖4中每一個(gè)方孔都是煤氣和空氣混合燃燒后噴出火焰的共用噴孔,回火爆炸狀態(tài)實(shí)況),混合均勻、燃燒完全,通過窺視孔看不到混合燃燒火焰的焰苗,風(fēng)溫較高、空氣過量系數(shù)為1.02,排放環(huán)保,特點(diǎn)是煤氣和空氣分為多股小股流一對(duì)一先混合燃燒后噴出火焰再燃燒。缺點(diǎn)是控制不好易回火造成燃燒室崩塌(見圖5),預(yù)燃室燃燒和送風(fēng)溫差大,預(yù)燃室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。
短焰燃燒技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯
實(shí)踐證明,介于長(zhǎng)焰和無焰之間的短焰混合燃燒技術(shù),是相對(duì)安全且環(huán)保、節(jié)能、無爆震、無回火條件發(fā)生的高效混合燃燒技術(shù)。
該技術(shù)是按照1:1比例在預(yù)燃室腔壁面設(shè)置煤氣、空氣同一水平高度交錯(cuò)設(shè)置旋流混合燃燒(見圖3下排煤氣和空氣交錯(cuò)排列噴孔)技術(shù)。其克服了長(zhǎng)焰和無焰兩種燃燒器混合燃燒的弊端,燃燒無爆震,不回火,預(yù)燃室溫差小,介于高溫和低溫之間的預(yù)燃室溫度結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易損壞。其煤氣、空氣噴出就立即進(jìn)入旋流混合高濃度燃燒著火狀態(tài)。其將煤氣和空氣采用多孔細(xì)股流切割細(xì)分,可使爆震燃燒強(qiáng)度減弱,穩(wěn)定煤氣噴嘴結(jié)構(gòu),使頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)完美,達(dá)到真正的長(zhǎng)期穩(wěn)定、高風(fēng)溫運(yùn)行的目的。
劉世聚表示,豫興公司參與了150多座450m3~2500m3高爐配套煤氣、空氣分層設(shè)置預(yù)混旋流長(zhǎng)焰燃燒頂燃式熱風(fēng)爐煤氣噴嘴損壞大修的案例研究(圖1、2),建設(shè)的160多座短焰燃燒技術(shù)的頂燃式熱風(fēng)爐取得了良好的使用效果(圖3的下排交錯(cuò)噴孔)。實(shí)踐表明,短焰燃燒技術(shù)是綜合了長(zhǎng)焰和無焰技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),并克服了兩者的缺陷,徹底減弱和避免爆震和回火爆炸的領(lǐng)先的燃燒技術(shù),是現(xiàn)階段和今后一段時(shí)期應(yīng)大力推廣的節(jié)能、環(huán)保、高效、高風(fēng)溫長(zhǎng)壽前沿技術(shù)和發(fā)展方向。
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