工業(yè)鍋爐燃氣(油

1、工業(yè)鍋爐燃氣（油）應用技術 楊毅 郵箱： 工業(yè)鍋爐燃氣（油）概述 燃氣（油）鍋爐的節(jié)能效果 熱效率：85%90% 運行能耗：電耗不到燃煤鍋爐的一半；停爐后不需要后續(xù)燃料消耗。 燃料運輸能耗低 鍋爐制造鋼材及其能源消耗低工業(yè)鍋爐燃氣（油）應用技術 燃氣（油）的特性參數(shù)和分類 1 爆炸極限 燃油蒸氣或燃氣與空氣混合后遇火種即發(fā)生爆炸的體積濃度范圍 天然氣 5%15% 焦爐煤氣 5%36% 液化石油氣為1.6%11.1% 燃油為1.2%6% 2 燃氣的華白數(shù) ：W=Q/d w為華白數(shù),mj/m3;Q為燃氣發(fā)熱量mj/m3 d為相對密度。 D=pr/pk pr為燃氣密度mj/m3 ，pk為空氣密度，/

2、m3,標準狀態(tài)下pk =1.293/m3.發(fā)熱量反映燃燒特性，相對密度反映流動特性，華白數(shù)說明燃氣性質(zhì)對燃燒器的要求，華白數(shù)相近的燃氣都可以在同一臺燃燒器上燃燒。工業(yè)鍋爐燃氣（油）概述燃油的凝點 閃點 燃點 黏度凝點是燃油喪失流動狀態(tài)時的溫度（不是變成固體的溫度）。閃點是在大氣壓下燃油蒸氣與空氣的混合物接觸明火就閃火（一閃即滅）時的溫度，在開口容器中測得的叫開口閃點，在封閉容器中測得的叫閉口閃點。燃點是燃油蒸氣與空氣的混合物接觸明火發(fā)生燃燒延續(xù)時間不少于5S時的溫度。 燃油的閃點一般比燃點低1020。燃油黏度表明燃油在一定溫度下的流動特性，黏度越大流動性越差，流動阻力越大，霧化越困難。燃油黏度

3、隨溫度升高而降低。 燃油和燃氣的分類重油 重柴油 輕柴油 工業(yè)鍋爐燃氣（油）概述氣體燃料 城市煤氣 天然氣 液化石油氣 （LPG）它們的華白數(shù)范圍分別為2135MJ/M3，4259MJ/M3，7793MJ/M3。城市煤氣：主要是氫氣為主，含有較多一氧化碳；天然氣：以甲烷（CH4）為主；液化石油氣：以丙烷（C3H8）為主，也有以丁烷（C4H8）為主的。燃油（氣）鍋爐的結構特點燃油（氣）鍋爐的結構特點與燃煤鍋爐的主要區(qū)別在燃燒部分，其他都一樣。與燃煤鍋爐相比，燃油（氣）鍋爐體積小，對水質(zhì)要求較高，是因為燃燒部分不同，其主要特點：易著火和燃燒，煙氣中含灰量少，爐膛負荷高，對流受熱面煙氣流速也高，傳熱

4、強度更大。燃煤鍋爐的受熱面平均蒸發(fā)率為：2025/（.h),燃油(氣)鍋爐的受熱面平均蒸發(fā)率為:50 /（.h),左右,最高可達100 /（.h),總體尺寸小,耗鋼小.沒有進煤和出渣口,容易整體燃燒,一般為微正壓燃燒,排煙損失小.油蒸氣和燃氣與空氣混合都有爆炸危險,設有防爆門.燃燒系統(tǒng)的保護與控制更完善.燃燒原理與燃燒裝置1 燃燒化學反應式和減少產(chǎn)物污染原理燃油的成分是 C,H2 ,O2 ,N2 ,S及少量灰和水分C+ O2 =CO2 2H2+ O2=2H2O S+ O2 =SO2燃氣的成分多以碳氫化合物或氫氣為主,還有,O2 ,N2 ,CO,H2S等CmHn+(m+n/4)O=mCO2+n/

5、2H2OCO+ 1/2O2 = CO2 H2S+3/2O2= SO2 +H2O C+1/1 O2 =CO(不完全燃燒時）燃燒控制的首要任務是避免發(fā)生不完全燃燒。發(fā)熱量，低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量： ：燃料可燃成分產(chǎn)生熱量就是發(fā)熱量，不包含水蒸氣凝結熱的發(fā)熱量，稱低位發(fā)熱量；加上水蒸汽凝結放出的凝結熱，稱為高位發(fā)熱量。燃燒原理與燃燒裝置減少SO2污染的根本措施是燃燒低硫燃料 抑制燃燒過程中NOx產(chǎn)生的有效方法是降低燃燒中心溫度和采用分級燃燒。2 燃氣燃燒機理與燃燒方式燃氣燃燒包括燃氣與空氣混合，著火，完成燃燒三個過程。1 擴散燃燒 2 預混燃燒 （歐科EK ，威索Weishaupt ，百得Baltu

6、r） 3半預混燃燒 （利雅路Riello)3 燃油燃燒機理與燃燒方式燃燒過程：油表面蒸發(fā)出油蒸氣 油蒸氣與空氣混合著火燃燒 新油表面繼續(xù)蒸發(fā)，油蒸氣，煙氣，空氣相互擴散，直到燃盡。（蒸發(fā) 著火燃燒，擴散燃盡三個過程）霧化方式： 壓力霧化 轉杯霧化 介質(zhì)霧化燃燒原理與燃燒裝置4 調(diào)風器與穩(wěn)燃器直流式調(diào)風器與穩(wěn)燃器旋流式調(diào)風器5 點火裝置電熱絲 電火花 點火火焰 （在額定輸出功率小于120Kw時，可直接點火；額定輸出功率1201000Kw時點火功率應小于120Kw或小于額定輸出功率的30%；額定輸出功率大于1000Kw時，首先點燃“開始火焰”，再用以點燃主火焰， “開始火焰”的功率應小于燃燒器最大

7、輸出功率的10%）6 喧口和爐膛7 雙燃料燃燒 雙燃料燃燒器的調(diào)風器，穩(wěn)燃器，點火裝置以及控制部分的火焰監(jiān)測裝置都要同時適合兩種燃料的要求。8 一體式和分體式燃燒器燃燒原理與燃燒裝置燃燒器 燃料噴嘴，調(diào)風器和穩(wěn)燃器，點火器三部分組成。燃燒設備： 燃燒器 爐前燃料系統(tǒng)，供風系統(tǒng)，運行調(diào)節(jié)與控制保護系統(tǒng)（機械 電器，儀表一體化的燃燒設備）簡稱為燃燒器或燃燒機燃料噴嘴，調(diào)風器和穩(wěn)燃器，點火裝置中的點火器三部分和火焰監(jiān)測裝置的電眼或離子電極，燃料與空氣調(diào)節(jié)的聯(lián)動機構以及部分閥門儀表組成“燃燒器本體”，爐前燃料系統(tǒng)，風機，運行調(diào)節(jié)與控制保護系統(tǒng)另外分別單獨組件，稱為“分體燃燒器”，（燃燒器本體，燃氣閥組

8、或燃油泵組件，風機，電控箱和動力電源箱等四大組件）爐前燃料供應系統(tǒng)燃氣（油）鍋爐及爐前燃料供應系統(tǒng)應符合GB5028城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范，GB6222工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程和GB50041鍋爐房設計規(guī)范的要求。燃氣鍋爐供氣系統(tǒng) 城市管道燃氣供應 1 城市燃氣管道壓力分為： 高壓A級，0.8Mpap 1.6Mpa; 高壓B級，0.4Mpap 0.8Mpa ;中壓A級，0.2Mpap 0.4Mpa；中壓B級，0.005Mpap 0.2Mpa；低壓級，p 0.005Mpa等五級。 在進氣母管上設截斷閥（球閥或閘閥）截斷閥前應安裝對空放散管和取樣管，閥后應裝吹掃管。 2 瓶裝液化石油氣供應 兩極減壓 第一級

9、減到0.15Mpa，第二級減到315Kpa，并必須使它氣化，液化石油氣氣化，除減壓外，還需要吸熱。供給它熱量有兩種：爐前燃料供應系統(tǒng)一是氣瓶表面吸收大氣中的熱量自然氣化，氣化能力低，還有1/4氣瓶容積的液化氣用不盡。二是用液化氣加熱器進行加熱。3 燃氣鍋爐爐前供氣系統(tǒng) 強制通風供氣系統(tǒng)爐前燃料供應系統(tǒng)一體式燃氣燃燒器供氣系統(tǒng)爐前燃料供應系統(tǒng)4 燃氣組合閥和燃氣流量特性圖的應用MB-ZRDLE雙級多功能燃氣組合閥就是一種典型的燃氣組合閥，它包含了精細過濾器，壓力調(diào)節(jié)器，燃氣安全閥，燃氣壓力開關，燃氣流量調(diào)節(jié)，用于兩段調(diào)節(jié)燃燒器，燃氣安全閥是快開快關，燃氣流量調(diào)節(jié)閥是快關慢開。AGP閥是一種專門用

10、于滑動或比例調(diào)節(jié)的燃氣組合閥，它能同時反映燃氣壓力，空氣流量，爐膛壓力波動對空/燃比的影響，調(diào)節(jié)空氣系數(shù)的性能比連桿式滑動或比例調(diào)節(jié)好。 燃油鍋爐供油系統(tǒng)鍋爐房日用油箱的總容積不應超過1m3,并嚴禁將油箱設在鍋爐或省煤器上方。日用油箱應采用封閉式，有直通室外的通氣管，通氣管上設阻火器和防雨裝置，并有事故放油管，（回油管）油箱上不能使用玻璃管液位計。分為高低油箱，油面油泵高度不大于4米，油泵入口必須裝過濾器。燃油（氣）鍋爐自動控制與調(diào)節(jié)燃油（氣）鍋爐在水位控制，過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)，水處理和除氧器控制方面以及檢測元件和熱工儀表選擇，安裝，使用方面與燃煤鍋爐是相同的，（燃氣鍋爐儀表需要防爆）自動控制與

11、調(diào)節(jié)的基本任務：保證燃燒安全，防止爐膛爆炸事故，確保鍋爐運行安全；鍋爐啟停程序控制，燃燒工況和鍋爐負荷自動調(diào)節(jié)，保證鍋爐運行處于最佳工況，達到最好的節(jié)能減排效果。燃氣（油）燃燒程序控制燃氣（油）燃燒啟動程序是：安全自檢 風機啟動預備吹掃 點火 正常燃燒與負荷調(diào)節(jié)。停爐程序：燃料電磁閥關閉切斷燃料源 滅火 后吹掃 風機停運 風機回零。燃油（氣）程序控制(額定功率 350kw一體燃燒器控制程序 程序安全預測預吹掃點火燃燒復位待機過程結果自控及聯(lián)合閉合如回路分開停止及復位預檢鼓風確認元件如自檢不成功鎖定鼓風確認如鼓風確認失敗鎖定鼓風機運行后吹掃預檢火焰預檢過程中如燃燒室內(nèi)有火焰鎖定火焰監(jiān)測檢測過程中

12、如熄滅鎖定點火變壓器開始火焰或小火燃燒負荷調(diào)節(jié)燃油（氣）程序控制(功率350kw一體燃燒器控制程序 程序安全預測預吹掃點火燃燒復位待機過程結果自動及聯(lián)鎖，低燃氣壓力保護如回路分開或低燃氣壓力保護動作停止及復位高燃氣壓力保護高燃氣壓力保護動作鎖定氣閥防漏或檢漏檢漏過程中如超出泄漏設定鎖定預檢鼓風確認元件如自檢測不成功鎖定鼓風確認如鼓風確認失敗鎖定鼓風機運行后吹掃_預減火焰預檢過程中如燃燒室內(nèi)有火焰鎖定火焰監(jiān)測檢測過程中如火熄滅鎖定點火變壓器、_開始火焰額定功率1200kw時應先點燃開始火焰后再轉點小火_小火額定功率1200kw時可直接點小火_燃燒負荷調(diào)節(jié)_燃氣(油)鍋爐燃燒系統(tǒng)自動報警與聯(lián)鎖保護

13、 1 熄火保護 2 燃氣閥檢漏 BGXB1規(guī)定燃燒器功率3000kw時必須配置檢漏裝置，1000kw燃燒器功率3000kw時，可配置檢漏裝置或采用帶有關閥指示（CPI）的燃氣安全閥；燃燒器功率1000kw時，一般不配制檢漏裝置，但仍須串聯(lián)兩個電磁閥。 3 燃燒系統(tǒng)其他連鎖保護 4 鍋爐運行安全聯(lián)鎖保護 5 一般電路都有高壓，過電流，缺相和繼電保護燃氣（油）鍋爐負荷調(diào)節(jié) 負荷調(diào)節(jié)方式： 一段 兩段（或三段）， 平滑過渡兩段， 比例調(diào)節(jié) *(最經(jīng)濟）燃燒器選型一 一體式燃燒器選型1）根據(jù)燃料種類和需要的負荷調(diào)節(jié)方式選擇燃燒器種類鍋爐負荷調(diào)節(jié)方式 鍋爐容量為0.5t/h時常用一段調(diào)節(jié)；0.52t/h

14、常用二段調(diào)節(jié)；24t/h鍋爐燃氣的選漸進兩段調(diào)節(jié)，燃油時常用三段調(diào)節(jié)；6t/h以上一般用比例調(diào)節(jié)。2）根據(jù)所需功率和爐膛壓力（爐膛背壓）以及使用地海拔高度選擇燃燒機型號 功率 燃燒機功率=鍋爐功率鍋爐熱效率 單位換算1噸/H=700kw 0.7Mw=60104kcal/h=700kw燃油燃燒器功率也用小時燃油量（/h)表示：輕柴油1 /h=11.86kw（10200kcal/h） 1kw=860kcal/h 爐膛背壓p 負壓燃燒時為p=0，微正壓燃燒時p等于鍋爐煙氣流動總阻力。在沒有確切數(shù)據(jù)的情況，鍋爐煙氣流動阻力一般可按： 0.5t/h鍋爐p=23mbar; 0.51t/h鍋爐 p=46mb

15、ar； 24 t/h鍋爐 p=68mbar ； 68 t/h鍋爐 p=812mbar； 10 t/h鍋爐 p=105mbar。鍋爐有尾部受熱面時加23mbar。1 mbar=10-4MPa.燃燒器選型功率-背壓曲線 與海拔高度有關系3）選擇燃油噴嘴型號和燃氣閥組型號及公稱通徑燃油燃燒器簡單壓力霧化油嘴壓力為7bar的噴油量，單位gal/h. 1gal/h=3.785L/h 1bar=0.1MPa 噴嘴號=(g/pc)/(3.875p/7) g為噴油量，kg/h; p為霧化壓力，bar；pc為燃料密度，kg/L。 兩段或三段火調(diào)節(jié)時，每個噴油嘴量可為額定油耗的1/2或1/3；比例調(diào)節(jié)燃油噴嘴與燃

16、燒機號固定匹配。不同品牌一定型號的燃氣燃燒器，閥組型號大都有固定匹配，其公稱通徑?jīng)Q定于燃氣種類和供氣壓力。4）燃燒器型號選定后，根據(jù)鍋爐火焰形式核對燃燒器火焰尺寸與鍋爐爐膛尺寸是否適應燃燒器選型二 分體式燃燒器選型與一體式燃燒器選型的不同點如下所述分體式燃燒器分為直形火焰和形狀可調(diào)火焰兩種形式。前者適用于鍋殼鍋爐和鍋筒縱置水管鍋爐，后者適用于鍋筒橫置水管鍋爐。分體式燃燒器的風機與燃燒器本體是分開的，所以沒有功率背壓曲線，確定燃燒器機號時只考慮功率，爐膛背壓在選風機時考慮。（需要根據(jù)功率和燃料種類選配噴嘴）分體式燃燒器風機參數(shù)和燃氣供氣壓力 風機風壓 =備用系數(shù)*（爐膛背壓+燃燒器空氣阻力+風道

17、阻力）風機風量根據(jù)燃料消耗量計算，一般按照每1t/h鍋爐功率1000m3/h（風溫20）風量估算。燃氣供氣壓力（爐膛背壓+燃燒器空氣阻力+風道阻力）分體式燃燒器一般都是比例調(diào)節(jié)，蒸汽鍋爐按鍋爐工作壓力選配比例壓力傳感器和比例調(diào)節(jié)儀，熱水鍋爐和有機熱載體鍋爐按出口溫度選配 比例溫度傳感器和比例調(diào)節(jié)儀。分體式燃燒器的燃氣閥組或燃油泵組件按燃料種類和燃料消耗量選配綜合各項，選配控制箱和電源箱。燃氣（油）鍋爐安裝調(diào)試燃氣（油）鍋爐的安裝程序，安裝技術要求，驗收規(guī)范，鍋爐本體及其儀表部分的調(diào)試與運行等與燃煤鍋爐相同，詳見GB50237工業(yè)鍋爐工程施工及驗收規(guī)范。一 安裝的注意重點1）爐墻，護板，防爆門2

18、）煙道，燃料供應系統(tǒng) 3）喧口，燃燒器連接4）電源，控制箱5）燃氣鍋爐房應有燃氣濃度監(jiān)測器二 燃氣（油）鍋爐燃燒調(diào)試1燃燒調(diào)試的基本任務保證燃燒按正常程序穩(wěn)定運行，確保運行安全調(diào)整燃料量適應鍋爐負荷要求，確保用戶實際需要調(diào)整空氣/燃料比達到最佳狀態(tài)，確保最好的節(jié)能減排效果。2 對燃燒器的要求 見下表，其他工業(yè)鍋爐用一體式燃油燃燒器和燃氣燃燒器性能評價技術條件。燃氣（油）鍋爐安裝調(diào)試項目技術要求額定輸出功率P的偏差/KW5%適應電壓波動范圍85%110%空氣系數(shù)（含氧量） 12（3.5%）振動速度6.3mm/s噪音85dB(A)燃料燃油燃氣煙氣中排放物CO 125mg/m395mg/m3NOX

19、300mg/m3200mg/m3CmHn 20mg/m320mg/m3燃料含灰0.01%時的煙塵量50mg/m350mg/m3煙氣黑度 林擱曼1級林擱曼1級點火安全時間 P350kw時7sP350 350kw時5sP350kw時5sP350 350kw時3s熄火安全時間 1S1S吹掃時間 風機最大風量時20S；50%風量時40S負荷調(diào)節(jié)比R P350kw時1：1 350kw P3000kw時2：13000kw P8000kw時3：1 P8000 8000kw時4：1 燃油（氣）鍋爐燃燒調(diào)試3調(diào)試前的檢查與單機試運檢查燃氣閥組前的燃氣供氣壓力，壓力達不到規(guī)定值則不能達到滿負荷。檢查燃料供應供應系統(tǒng)各閥門和風門原始位置，燃氣閥組，壓力開關，溫控開關的設置，燃油霧化片選擇，電器的連接等，過濾器是否暢通。檢查蒸