天然气的燃58彩票烧及燃烧调整
来源:未知       发布时间:2020-06-30 18:01

  自然气的燃烧及燃烧调治_能源/化工_工程科技_专业材料。维普资讯 2 0 0 2 年 第 3期 西 北 电筑 ?2 5? 天 然 气 的 燃 烧 及 燃 烧 调 整 郭 萌 ( 西 北 电

  维普资讯 2 0 0 2 年 第 3期 西 北 电筑 ?2 5? 天 然 气 的 燃 烧 及 燃 烧 调 整 郭 萌 ( 西 北 电 力 筑 设 调 试 施 工 研 究 所 西 安 市 7 1 0 0 3 2 ) 摘 要 针 对 天 然 气 的 特 点 ,结 合 天 然 气 扩 散 燃 烧 及 预 混 燃 烧 基 理 ,对 相 应 的 燃 烧 器 进 行 介 绍 及 自然 气 扩 散燃 烧 预 混燃烧 燃 烧 调 整 分 析 ,从 调治 燃 气 压力 、总风 量及 燃烧 器 配风 等方面 对天 然 气 的燃烧 进 行调 整 。 闭 键词 1 前 言 近 年 来 , 因为 邦 内新 疆 、 陕 北 等 地气 田 的发 现 和 利 用 ,少 量 燃气 锅 炉 也 将 逐 渐 地 投 入 运 行, 而 邦内对自然气燃烧及燃 烧调治方面的经历较少 , 伊 朗 ARAK 电厂 4 ×3 2 5 MW 燃 气 , 燃 油 锅 炉 是 由东 方 锅 炉 厂 生 产 制 制 的 , 燃 用 天 然气 ( n a t u r a l g a s ) 、 渣 油 及 油 气 任 意 比例 混 烧 , 是 我邦首 台 3 2 5 MW 燃气 锅 炉 ,对 试 运 中经 验 进 行 总 结 ,以 供 同类 型 机 组 参考 。 天 然 气 产 生 于 气 田 或 油 田 ,是 发 热 量 很 高 的 优 质 燃 料 ,其 主 要 由 甲 烷 ( CH ) 、 乙 烷 ( c z Hs ) 、丙烷 ( cz Hs ) 等成 分 组 成 ,不 同 产 地 的 天 然 气 组 分 比例 有 一 定 差 别 ,发 热 量 一 般 可 抵达 3 5 0 0 0  ̄4 0 0 0 0 k J / m。 。天 然气 的 组 成 成 分 中可 燃 气 体 甲烷 ( C H )所 占 的 比例 甚大 ,其 燃 烧 反 应 为 :C H +o z —Coz +Hz Q+3 5 0 0 0  ̄4 0 0 0 0 k J / m。 。组 织 天 然 气 的燃 烧 时闭 键 过 程 为 燃 料 与 空 气 及 时 、 充溢 混 合 ,加 热 和 着 火 、燃 尽 。 2 天 然 气 燃 烧 基理 天 然气 与 空 气 流 的混 合 方 式 通 常 分 为 三 种 : 一 是 燃 料 气 与 空 气 流平 行 流 动 间 的 湍 流 混 合 ; 二 是 燃 料 气 与 空 气 流 按 一 定 角 度 或 垂 直 相 交 流 动 ;三 是 燃 料 气 与 空 气 流 均 为 旋 转 气 流 混 合 。 天 然 气 燃 烧 火 焰 分 为扩 散 燃 烧 火焰 和 预 混 燃 烧 火 焰 两 类 。 2 . 1 扩 散 燃 烧 扩 散 燃 烧 火 焰 是 指 气 体 燃 料 与 气氛 正在 炉 内燃 烧 过 程 中 ,一 边 扩 散 混 合 ,一 边 燃 烧 所形 成 的 燃 烧 火 焰 。 扩 散 燃 烧 的 疾 慢 主 要 取决 于 燃 料 与 空 气 混 合强 烈 程 度 。根 据气 流 从 喷 口喷 出 的 雷诺数 R e不 同 , 扩 散 燃 烧 有 层 流 和 湍 流 两种 燃 烧 方 式 。 层 流靠分子运动扩散 , 湍 流 靠 湍流 扩 散。 扩 散 燃 烧 火焰 一 般 较 长 , 气 体 不 完 全 燃 烧 损 失 Q。 较大 , 组 织 扩 散 燃 烧 时 一 定要 担保 充 分 、 强 烈 的 扩 散 混 合 才 能 得 到 满 意 的燃 烧 效 果 。扩 散燃 烧 火 焰 为 发 光 火 焰 。扩 散 燃 烧 火 焰 温 度 不 太 高 、较 均 匀 ,特 别 是 火 焰 稳 定 性 好 .不 会 发 生 回 火 现 象 ,脱 火 的 可 能性 也 很 小 。东 方锅 炉 厂 为 伊 朗 ARAK 电厂 3 2 5 MW 机 组 设 计 的 燃 烧 器 简 图 如 图 1 所示, 该 燃 烧 器 燃 用 天 然气 时 组 织 为 分 级 扩 散 燃 烧 。燃 烧 器 主 要 由燃 气 装 置 ,燃 油 装 置 及 调 风 器 组 成 。 燃 气 装 置 主 要 由气 枪 及 天 燃 气 分 配 集 箱 组 成 ,8根 气 枪 均 匀 地 布 置正在 一 个 与 燃 烧 同 心 的 圆 周 上 ,气 枪 的 头 部 有 径 向 、轴 向 喷孔 ,可 使 燃 料 分 段 燃 烧 ,从 而 有 利 于 降 低 NOx的 生 成量 ,燃 烧 压 力 6 0 k P a ,最 大 着力 3 2 7 Nm。 / h ,燃 气 装 置 的 出 力 调 节 比为 2: 1 ,调 风 器 由 一 次 风 管 、二 次 风 管 、分 级 风 管 , 一 次 风 导 筒 及 调 节 装 置 ,二 次 风 旋 转 器 调 节 装 置 ,分级 风 风 门及 其 装 置 等 组 成 。一 次 风 正在 油 雾 着 火 之 前 与 之混 合 ,一 次 风 量 通 过 一 次 风 滑 动导 筒 位 置 举行 调 节 ,二 次 风 是 燃 烧 器 苛重 供 风 部 分 ,分 级 风 可 降 低 NOx的 生 成 量 , 二 次 风 管 和 分 级 风 管 中均 设 有 轴 向 旋 流 器 ,目标是 使 通 过的风发生回旋 , 旋 转 的风 正在 离 开 燃 烧 器 喷 口后 向四 周 扩 张 , 正在核心处造成一个 负压 区, 从 而 使 高 温 烟 气 回 流 至 此 , 回流 的高 温 烟 气 可 以提 供 足够 的 热量 使 燃 料 着 火 。 分 级 风 旋 流 器 的 维普资讯 2 6? 西 北 电 筑 2 0 0 2年 第 3 期 1 . 油 枪 2 . 天 然 气 分 配 集 箱 3 .二 次风旋 流器调 节装配 5 .分 级风管 6 .分级 风旋 流器 7 . 二 次 风管 4 . 二 次 旋 流 器 9 . 稳 焰 器 8 .天 然气枪 图 1 伊 朗 阿 拉 克 电 厂 扩 散 型 燃 烧 器 简 图 位 置 是 不 可 调 的 ,而 二 次 风 旋 流器 的 位 置 可作 轴 向 调 整 ,且 最 众 可 向后 移 动 1 5 0 mm 。当旋 流 器 的位 置 后 移 时 ,一 部 分 二 次 风 便 不 再 经 过旋 流 器 ,而 形 成 了 一 股 直 流 风 ,该 部 分 风 与 经 过 旋 流器 的 风 混 合 后 ,使 二 次 风 总 的 旋 流 强 度减 弱 ,并 最 终 使 回流 区减 小 。 故 调 节 二 次 风 旋 流 器 的轴 向 位 置 可 以调 节 二 次 风 的 旋 流 强 度 和 回 流 区 的 大 小 , 从 而达 到 调 节 旋 流 强 度 之 目标 。 天 然 气 喷 向 旋 流 二 次 风 ,喷 出 方 向为 径 向 、轴 向 ,进 行 分 级 混 合 , 同 时受 到 中 心 回流 区卷 吸 的 高温烟气 加热 , 举行 燃 烧 ; 该 燃 烧 器 天 然 气 喷 出 部 位 与 燃 烧 器 出 口部 位 距 离 ( 即混 合 长 度 )较 短 ,仅 1 1 0 mm,且 正 常 运 行 时 燃 气 压 力 低 ,约 5 0 ~6 0 k P a 。燃 气 、空 气 一 边 混 合 ,一 边 燃 烧 , 造成扩 散燃烧火焰 。 2 . 2 预 混 燃 烧 预 混 燃 烧 火 焰 是 指 气 体 燃 料 正在 燃 烧 前 与部 分 或 全 部 燃料 所 需 的 空 气 均 匀混 合 后 ,再 送 入 炉 内燃 烧 所 形 成 的火 焰 。预 混 气氛 的燃 烧 属 于 动 力 燃 烧 。当 一 次 风 过 量 空 气 系数 a x <1 . 0时 , 火 焰 有 两 个 锥 面 ,内焰 及 外焰 , 正在 外焰 区 进 行 气 体 燃 料 的 扩 散 燃 烧 , 随a K 增大 , 火 焰 缩短 ,当 a 一 1 . 0时 ,外 焰 不正在 存 正在 ,形 成 不 发 光 性 火 焰 ,此 工 况 下 , 燃料 燃烧速率很疾 , 燃 烧 几 乎 可 以正在 瞬 时 完 成 , 形 成 无 焰 燃 烧 。日本 三 菱 公 司 为 S HAHI D RAJ AI电 厂 2 6 0 M W 机 组 设 计 的 燃 烧器组织简 图如图 2 所示, 该 燃 烧 器 燃 烧 天 然 气 时 组 织 为 预 混 式燃 烧 。 燃 烧 器 由燃 气 装 置 、 燃 油装配及 配风器构成 , 燃 气装 置 主 要 由气 枪 及 分 配 集 箱 组 成 , 6根 气 枪 均 匀 分 布 安顿 正在 一个 与 燃 烧 同 心 的 圆上 ,气 枪 头 部 喷 孔 方 向 形 成 一 切 向 圆 ,燃 烧 压 力 为 2 5 0 k P a ,着力 调 节 比为 5: 1 ,最 大 出 力 3 2 5 0 Nm。 / h;调 风器 苛重 由 一 次 风 锥 形 管 、二 次 风 管 、三 次 风 管 、二 次 风 环 形 调 节 挡 板 以 及 三 次 风 调 节 挡 板 组 成 ,二 次 风 是 燃 烧 的 苛重 供 风部 分 ,经 过 切 向环 形 挡 板 后 产 生 回旋 , 通 过 调 节 环 形 叶 片开 度 可 调 节 二 次 风 的旋 流 强 度 , 三 次 风 苛重 正在 油 雾 着 火 之 前 同化 , 提 供 根 部 风 ;燃 烧 器 出 口设 有 耐 火 砖 。从 天 然气 燃 烧 组 织 上分 析 ,强 烈 的 燃 气 、 空 气 混 合 主 要 由三 个 因 素 决 定 :1 ) 天 然 气 喷 出射 流形 成 一 个 切 圆 方 向 ,燃 料 气 产 生旋 转 ,与 一 次 风 同化 , 同 时受 到 旋 转 二 次 风 的 卷 吸 ,举行 强 烈 的 混 合 ,天 然 气 射 流及 二 次 风 旋 转 方 向 如 图 3 ;2 )从 燃 烧 器 的 结 构 看 ,预 混 长 度 4 0 0  ̄4 5 0 mm ;3 )天 然气 压 力 高 ,燃 气 气 流 速 度 大 ,燃气 、空 气 相 对 速 度 大 ,混 合 强 烈 、均 匀 。从 而 形 成 不 发 光 火 焰 ,且 火 焰 短 ,为 预 混 燃 烧 火 焰 。 维普资讯 2 0 0 2年 第 3期 西北 电 筑 ?2 7? 1 .主油 燃烧器 2 .天 然 气 环 形 集 箱 3 .主自然气 燃烧 器 6 . 二 次 风 管 7 . 二 次 风环 形 调 节 挡 板 8 .耐火 砖 4 . 燃 烧 器 套 管 5 . 一 次 风 锥 形 管 9 . 三 次 风 管 1 0 . 三 次 风 调 节 挡 板 图 2 预 混式 燃烧 器简 图 3 天 然 气 的 燃烧 调 整 对 于 天 然 气 的燃 烧 调 整 ,可 以从 天 然 气 的工 作 参 数 、 总风 量 调 节 及 燃 烧 器 配 风 等 方 面 进 行 ,详 述 如 下 : 起初 , 正在 允 许 范 围 内调 整 天 然 气 的工 作 压 力 , 肯定负荷时 , 调 整 天 然 气 工 作 压 力 的 同 时 ,必 须 相 应 调 整 投 运 燃 烧 器 的数 目。对 于 扩 散 燃 烧 ,天 然 气 压 力提 高 后 ,增 强 了混 合 , 反 而使 火 焰 缩 短 。 该伎俩厘革 了燃烧器的 着力 , 同 时 通 过 增 减 不 同高 度 的燃 烧 器 , 改 变 炉 膛 火 焰 中 心 的 高 度 ,从 而 改 变炉 膛 的 辐 射 特 性 ,可 有用 调 节 过 热 及 再 热 蒸 汽 温 度 。如 果 锅 炉 实 际运 行 汽 温 或 减 温 水 量 与 设 计 误差较大 时 , 可 以通 过 该 伎俩 调 节 , 制服燃气汽锅安排权谋 较少 , 改 变 炉 内 的 气 度 分 布 特 性 。 同 时 要 注 意 压 力 调 节 必 须 正在 允 许 范 围 图 3 天 然 气射 流 与 二 次 内 ,避免 局 部 热 负 荷 过 高 ,破 坏 水 冷 壁 水 循 环 等 。伊 朗 ARAK 电 风 旋 转 方 向 厂汽锅其 配有 2 4个 燃 烧 器 ,前 后 墙 布 置 ,采 用 对 冲燃 烧 方 式 ,依 次 向 上 分 为 A、B、C三 层 , 燃 气 满 负荷 工 况 下 ,初 期 按 设 计燃 烧 器 全 投 运 行 方 式 ,过 热 与 再 热 减 温 水 总 量 达 到 1 5 9 t / h + 4 9 t / h( 过 热 减 温 +再 热 减 温 ) , 远赶过安排值 9 1 . 6 t / h +o t / h( 过热减温 +再热减温 ) , 降 低 了 机 组 效 率 ,58彩票同 时 影 响 机 组 长 期 安 全 运 行 ,又 因为 设 计 调 节 手 段 有 限 ,于是 采 用 逐 步 停 运 高 层 ( 即 C 层 )燃 烧器 ,提 高 燃 烧 器 前 天 然 气 压 力 ,降 低 炉 膛 火 焰 中 心 高 度 ,减 温 水 量 减 少 到 9 9 t / h+2 9 t / h( 过热 减温+再热减温 ) ,过 热 减 温 水量 基 本 和 设 计值 接 近 ,再热 减 温 水 量 因为 汽 机 高 缸 排 汽 温 度 高 于 设 计 值 、锅 炉 再热 器 受 热 面设 计 等 其 它 原 因 不行 调 整 至 设 计 值 邻近 ,正在此 不 再 赘 述 。 同 时 火 焰 强 度 提 高 ,火 焰 长度 缩 短 ,该 试 验 数 据 及 结 果 参 看 外 1 。 其 次 是 对 锅 炉 燃 烧 总 风 量 的 安排 , 因为 自然 气 燃 料 的 性 质 使 其 可 能 正在 燃 烧 器 、炉 膛 或烟 囱 正在 没 有 任 何 可 睹 迹 象 的 情 况 下 ,出 现 苛 重 偏 离 正 确 的燃 料 / 空 气 比率 ,导 致 燃 烧 恶 化 ,尤 其 关于试运机 组更为风险 , 于是正在试运 中 , 要 求 经 常检 查 机 组 负 荷 、二 次 风 量 、天 然 气 流 量 、 烟 维普资讯 2 8? 西 北 电筑 2 0 0 2年 第 3期 防 止 气 中 的 Oz 、C O含 量等紧张参数 , 并 且 核 算 相 闭 参 数 的 比例 ,对 于 可 疑 参 数 , 查 出来源 , 燃 烧 恶 化 ,保 证 锅 炉 的 安 全 运 行 。调 节 锅 炉 总 风 量 正在 合 适 范 围 内 ,对 于 燃 气 微 正 压 锅 炉 炉 膛 出 口过 量 空 气 系 数 正在 1 , O 5 ~1 . 0 7 ,对 平 衡 通 风 燃 气 锅 炉 炉 膛 出 口过 量 空 气 系 数 正在 1 . O 8 ~ 1 . 1 0 ,根 据 性 能试 验 确 定 其 最 佳 值 。 注 :燃 烧 器 偏 号 中 第 一 个 字 母 F 指 前 墙 、R 指 后 墙 ,第 二 个 字 母 指 层 数 , 第 三 个 数 字 指 位 置 编 号 最 后 ,对 于 燃 烧 器 调 风器 的 调 节 。根 据 其 调 风 器 的 结 构 特 点及 各 级 风 对 燃 烧 所 起 的作 用 不 同 ,调 节 各级 风 量 ,通 过 大 量试 验 确 定 其 最 佳 配 风 方 式 .保 证 各 燃 烧 器 燃 烧 充 分 ,提 高 锅 炉整个结果 。 参 考 文 献 l 徐 通 模 等 . 锅 炉 燃 烧 设 备 . 西 安 交 通 大 学 出 版 社 2 陈 立 勋 ,曹 子 栋 . 锅 炉 本 体 布 置 及 计 算 . 西 安 交 通 大 学 出 版 社 日本 研 制 出 两 种 新 钛 合 金 日本 钢 管 公 司 研 制 成 功 两 种 新 的 钛 合金 ;超 塑 性 成 形 的 S P一7 0 0和 冷 成 形 的 C F一 8 0 0 。 两 种 钛 合 金 的 突 出特 点 是具 有 杰出 的 可 加 工性 。Ti 6 Al 4 V 合 金 惟有 正在 大 约 9 O O ℃的 温 度 才达 到 超 塑 性 , 于是 所 用 模 具价 格 腾贵 、寿 命 较 短 。新 研 制 的两 种 钛 合 金 通 过 添 加 数 量 非 常 少 的 几 种 其 它 元 素 就 解 决 了上 述 题目 。 比如 , S P一7 0 0合 金 正在 7 7 5 ℃时 就 呈 现 超 塑 性 , 其 延 伸 率 可 达 2 0 0 0 , 室 温 强 度 比 Ti 6 Al 4 V合 金逾越 1 O 9 / 6 ~2 O 9 / 5 ; C F一8 0 0合 金 具 有 优 异 的 冷 冲 压 和 冷 轧 制 成 形 性 ,拉 伸 和 弯 蓝 时 不 需 加 热 ,而 超 低 温 时 显 示 出 与 Ti 6 AI 4 V 合 金 相 同 的 强 度 ,而 其 韧性提升 5 O 左 右 ,它 能 经 受 1 8 O度 的 弯 曲 ,冷 轧 成 品 率 也很 高 。