向天然气转换时工业加热设备的调整

上海煤气_》2004年第4期向天然气转换时工业加热设备的调整上海燃气浦东销售有限公司王谨杨凤玲摘要:文章介绍了气体和液体燃料用于工业加热的一些基本特性,以及对工业加热设备的燃料从人工煤气或油向天然气转换时,设备应做的调整。关键词:工业加热设备人工煤气油天然气技术准备设备调整由于天然气是一种高效、清洁能源,天然气将备在燃料转换时有如下的基本特征得到大规模应用。由于将进行燃料的转换,即从人工煤气或油转换至天然气。许多工业加热设备需要1.1燃烧产物无根本变化做一些相应的调整。在由一种燃料向另一种燃料过渡时,其燃烧产物的组分并不会发生根本的变化,只是因燃料的特1气体和液体燃料用于工业加热的一些基本特征性不一样,产物中的CH比会发生一些变化。在按化学计量比燃烧的情况下,产生的烟气中工业加热设备所涉及的燃料一般都是碳氢化CO2比例是:天然气1%-12%,油15%-16%,人合物(CHn)燃烧释放出的产物随燃烧状况(如燃料工煤气是12%-15%的性质,空燃比、过氧燃烧还是缺氧燃烧等)而变。过氧燃烧时,燃烧产物主要为CO2,HO,O2和1.2燃烧空气量与烟气量基本相当N2;而缺氧燃烧时,燃烧产物主要为CO和H2。在相当的热负荷,燃烧所需的空气量基本相当,燃烧气体燃料时还可能会岀现未燃尽颗粒(自由所产生的烟气量也基本相当(表1),这是一个涉及碳),液体燃料燃烧时,更是经常如此。工业加热设工业燃烧实际的基本特征。表1各种燃料助燃空气量与烟气量lkWh(低热值)所需助燃空气量(m3)kWh低热值)所产生的湿烟气量(m)天然气液化石油气人工煤气油然气液化石油气人工煤气油0.880.98由此可以得出工业加热设备进行燃料转换的则是2000℃,两者相差60-70:℃,即从油转换为般结论天然气时,燃烧温度要下跌3.5%。这是由过量空气在由一种燃料向另一种燃料转换时,供给燃烧所导致的所需空气的设备不必做调整或改动这一点对一体在对工业加热设备进行燃料转换后,燃烧温度化的燃烧机尤为重要);同样,燃料变动时,排烟系并不会引起明显的变化统也不必做变动(对原来烧重油的情况在考虑酸露点时,尤其如此)1.4爆燃速度(燃烧速度)概括地讲,对于爆燃速度,主要考虑两个因素3燃烧温度由热传导而引起的混合物过热与自由基层向未燃天然气的平均理论燃烧温度为1930℃,而油层的传导速度。www.sh-gas.com上海煤气_》2004年第4期因为人工煤气中H含量一般为30%~40%,天◆燃烧室内的压力然气或商业丙烷气的燃烧速度(约0.4m/s比人工煤◆确定炉膛中的火焰形状、长度以及温度的截气低2~3倍。因此,当工业加热设备由人工煤气转面图换至天然气时,如果负荷和燃烧器出口截面不变◇产品的质量以及生产数量方面的相关数据有导致脱火的趋势,应着重考虑采取措施防止脱2.1.1.2燃气和空气供应系统火对于燃气和空气供应系统,需要了解采用预混燃烧器、在引射器附近点火的大气式◆燃气调压器的特性燃烧器的工业加热设备,则有燃烧速度大于混合物◇燃气供应管的截面积(如在液化石油气向天出口速度而导致回火的趋势,应着重考虑采取措施然气转换时,就非常重要)防止回火◇阀的直径和特性;◇混合装置,燃气负荷可能的变化(如在液化气2气一气转换向天然气转换时,燃气负荷就可能减半);◇是否有燃气引射器,是否要调整引射器的直2.1转换时的准备工作径等等。21.1技术准备了解这些情况可能会很烦琐,但很必要,它是在负荷不变以及需要的助燃空气量和排放的取得转换成功必不可少的基本条件烟气量基本相当的情况下,燃料转换时并不牵涉到自20世纪60年代以来,法国燃气公司以及许根本的调整。然而,为了达到一个成功的转换,必多其它燃气公司都采用这种重视操作性的方法,使须先对工业燃烧装置的运行条件和性能有一个充得转换的成功率一直保持在9%以上.。分的了解,从而可预先知道怎样根据新燃料的特性2.1.2资料的管理(利用现存的资料)来进行调节以达到成功的转换」先考虑人工煤气转换成天然气时,怎样检查资21.1.1工业加热设备料,这些方法也适用于其它情形对于工业加热设备,需要了解以下情况检查资料时会出现几种可能性令设备整体的最大功率(装机功率和有效功率)2.1.2.1资料是最近1-15年间的和最小功率。如果这些数据不确定,或者因为设备一般,设备是按可使用各种燃气而设计的转比较复杂而导致数据不全,应立即进行测定换只需考虑怎样调节,如压力调节,皮膜更换等」◇燃烧机的数量及其热负荷制造商应当给出对应于各种燃气的负荷曲线◇设备类型;和调整清单。◇燃气与空气是分别供应还是预先混合2.122资料是10~25年前的◇额定负荷下,燃气和空气的压力有些设备可能是适用于各种燃气的,那么只需◇运行模式:全范围调节还是很少调节与供应商联系,做出相应调整。有些设备也可能只◇燃烧机有关数据:制造商、制造日期、编号、适用于设计燃气,此时不必考虑调整,而是寻找适启用日期、使用年限、类型(鼓风式、大气式还是预用新燃气的替代产品混式)、头部形式(燃烧器岀口截面)、喷嘴直径、燃如果制造商仍存在,则确认设备是否可以调整气压力等等(只做较小变动),或考虑设备是否需要做整体更换,◇大约的炉壁温度(根据热处理的工况不同,有另外,还可以与其它制造商接触一下,比较价格和时是可变的)有时还需了解温度随时间变化的曲线质量以及售后服务保证或者是达到所需温度的时间;当设备非常陈旧,无法找到制造商的铭牌时◇炉膛內气体的大致组分(CO2、O2含量,有时可在现有制造商中或市场上按预算价找到对应的对某些热处理工艺还包括CO含量)产品;当找不到相应的设备时,就必须将供气系统www.sh-gas.com上海煤气_》2004年第4期的特性明确列岀_,或由一个制造商按要求来进行转2.3.1对于大气引射式燃烧器,主要的调整是:加换,或由燃气供应企业,有时可能是工业企业本身大出口截面积,增加必要的火焰稳定系统,按上游来进行这项工作压力调整引射器的直径必须安排优秀的技术人员对前期准备的资料2.3.2对于燃气、空气部分预混或完全预混燃烧器进行分析,他必须有丰富的工业领域知识,并在转的燃烧机出口截面部分可采取上述同样措施换方面有许多成功的经验。另外,还必须检查空气一燃气混合装置是否作为了尽可能全面了解加热设备的特性资料,必过调整须和工业企业的人员共同调查和确认◇如果空气是引射流(控制燃气流量),只要调◇管网图,在图上逐个核实流量点,并考虑到节供燃气管路(将被引射的燃气压力调至O,以服从扩展的可能性;优化管径选择燃烧机內混合装置的需要)◆管网的可能供应压力30kPa的管网压力下◇如果燃气是引射流这种情况很少),则必须对应的平均流量一般为500m/h)c调整燃气压力、引射器直径_。一般推荐管网压力采用5~10kPa。2.3.3通常,燃气、空气分别供气的燃烧机(或头部混合)是空气流量(按热负荷确定)控制燃气流量(服2.2人工煤气向天然气转换时需解决的主要问题从于空气的压力),必须调整燃气的压力和(或隔膜当从人工煤气转换成天然气后,在负荷不变和的直径.。出口截面积不改变时,更容易引起脱火。这是在做23.4设备转换调整时,应注意的安全事项好上述准备工作后,应着重考虑的一个主要问题◇所有的调整必须符合所涉及的现行规范或技下面讨论一下克服这一难点的一些技术原则。术规定2.2.1增加燃烧器头部的截面积(约50%-100%)◇必须检査上游压力控制部件(燃气的低限-高在这种情况下,如果是多孔燃烧器,增加火孔限压力、空气压力控制装置)是否符合要求的数量并略微提高它们的直径,比直接增加火孔的◆必须有点火前预吹扫、点火失败吹扫和熄火出口截面积更好后的后吹扫程序,并检查相应的时间设置是否足2.22稳定主火够稳定主火,一般有以下常用措施,可根据具体点火装置和主火监测装置是否可靠;情况进行选择◇燃烧质量(工况)CO排放(大型装置还需考虑◇在主火控制系统增加稳焰措施,这是大气引NOκ)是否符合有关规范或技术规定。射式火焰燃烧器或预混式燃烧器_,以及许多排式燃烧器最常用的措施(如饼干炉)3油一气转换◇在火焰部分制造旋流或紊流(锅炉的一体化燃烧杋或一些低温加热裝置的燃烧杋’如烘漆炉);油的燃烧特性与气的燃烧特性极其相似油一◆分隔火孔,从而降低气流速度气转换在以下方面更不必作任何调整◇预热空气至200~400:℃。但这种措施仍然较◆燃烧室的容积少采用,因为这样会导致设计布局和供气系统的重◇排烟装置大调整◇助燃空气的供气系统◆对于炉壁温度较高的热处理炉,可采用调整由于油和空气没有预混,油是被机械地或气动炉墙上的进岀口的方法(如冶金行业的轧压炉锻造地雾化后再与助燃空气混合的,因此,使用油的燃炉等)。烧设备(装置)的设计从一开始就不同,而且不易实现较好的燃烧状况ε所谓较好的燃烧状况是指油与2、3工业燃烧器的技术调整空气充分混合,(下转第44页)www.sh-gas.com