关于石化企业老式蒸汽锅炉送气设备改进的思考

【摘 要】本文从改进锅炉燃烧送气设备的角度，探讨提高锅炉燃烧率的途径，为锅炉燃油部分改进提出建议，使锅炉的运行更优化、更高效。

【关键词】锅炉；送气设备；改进

锅炉是耗用大量燃料的动力设备。锅炉工作的安全性和经济性与燃料的性质有密切的关系，不同类型的燃料采用不同的燃烧方式和燃烧设备。

在我国炼油和化工企业中锅炉的主要燃料仍为重油，每年要燃用大量的重油。随着炼油工业的发展，石油的深加工得到了很大的发展，重油的二次加工已成为炼厂一个重要的效益增长点；其次，低碳经济发展，对石化企业节能环保提出更高要求，因而，节约重油的使用量是石油企业的首要任务，尤其是提高锅炉燃烧率，降低重油使用量更显得更为重要。

1 老式中压蒸汽锅炉调风器的结构

我国部分老炼油厂的中压蒸汽锅炉，原有调风器为旋流式。调风器常用的结构型式主要有自吸引风式调风器、旋流调风器、平流调风器三种。自吸引风式调风器主要同小容量的气流雾化油烧咀配套使用；对于机械雾化油烧咀，经常采用旋流调风器，使用这种调风器能加强根部送风，并使火焰变得粗短明亮起来；大容量锅炉目前经常使用平流调风器，这种调风器阻力小，又因为平流调风器的一次风，通过稳焰器为旋转风，这股旋转风能加强根部送风。

2 中压蒸汽锅炉重油燃烧特点

中压蒸汽锅炉的燃烧总是先通过雾化成细小的油滴后再燃烧，油滴的燃烧共分三个阶段——加热蒸发阶段、扩散混合阶段、着火燃烧阶段。由于油的沸点总是低于油的燃点，因此，油滴总是先蒸发成气体并以气态的形式进行燃烧。油滴在炉膛中受热后，首先是表面开始蒸发，接着是油蒸汽和周围空气进行相互扩散混合，当油蒸汽和空气的混合物达到着火温度后燃烧既开始。在燃烧中，油滴的内部继续被加热蒸发，同时也进行着油蒸汽和空气的扩散和混合，新的油蒸汽和空气的混合物取代了已经散逸的燃烧产物，从而使燃烧得以继续，直到油滴完全燃尽为止。

油滴燃烧存在着油滴、油蒸汽区、燃烧区和外层空气区四个区域，在油滴表面，油蒸汽浓度最大，随着油蒸汽向周围的扩散，其浓度不断降低。而当进入燃烧区域后，则因油蒸汽的燃烧而使其浓度降为零。与此相反，空气中的氧气是从周围向油滴扩散的，在燃烧区域中，由于油蒸汽的燃烧而具有最高温度，随着热量向外的传播离开燃烧区域后其温度不断降低。油滴的燃烧首先是低分子的成分先蒸发燃烧，促使周围温度更快地升高，为高分子油份的蒸发和着火燃烧创造了条件，最后是焦核的燃烧，由于油中所含的灰份极少，燃尽条件颇为优越，燃烧过程主要是气相反应。由此可见，油燃烧的化学反应是极为迅速的。

3 老式蒸汽锅炉油气不完全燃烧的成因分析

雾化的油滴蒸发成油气在温度高于650℃缺氧的情况下会发生碳氧化合物裂解而产生很难燃尽的碳黑粒子是造成不完全燃烧热损失的主要原因。

在上文我们介绍了老式中压蒸汽锅炉调风器的三种结构形式均为根部送风。适量的一次风送入油雾根部，使油雾一离开喷嘴就和一次风混合，然后被回流的高温烟气加热而着火燃烧。根部送风能将一部分空气和油雾预先混合，使油气被氧化不发生裂解。燃料油的燃烧是扩散燃烧，强化混合是提高热效率的关键，除根部风在着火前已和油雾混合以外，其余的二次风也应在燃烧器出口以后就尽快和油雾混合，这就要求风量和喷油量相适应，气流的扩散角和燃料油雾化角相配合。只要气流扩散角小于燃料油雾化角，二次风就能直接切入油雾。另外一、二次风气流要有一定的风速、扩散角和射程来达到强烈的初期扰动，加强油雾和空气的混合，只有这样才能提高燃烧效率。

4 提高燃烧效率的主要途径

4.1 设置稳燃器

在平流式调风器的中心设置了一个稳燃器，适当选择结构参数，使回流区大小适中，位置得当，有效地稳定燃烧，同时使中心气流旋转，加强了空气和油雾的早期混合。

4.2 瓦斯喷嘴的改进

瓦斯喷嘴的改进既要满足平流调风器的特点，又要使瓦斯气更均匀地与空气混合，将原有的设置在风进口中心的瓦斯喷头改为预埋在燃烧碹口内的环形喷嘴。由于是预埋在燃烧碹口内，直径的增加，使燃烧火焰分布更均匀，燃烧更完全、更合理。

4.3 点火枪结构的改进

由于调风器中心设置了稳燃器，原有斜插式点火枪就无法直接伸到燃烧区域，所以点火枪的位置由斜插式改为正面直插式，在点火枪旁边设置一个更小的瓦斯喷嘴，点火时利用一次风的影响和小瓦斯喷嘴喷出的火焰长度透过稳燃器达到燃烧区域点火。

4.4 油枪套筒的改进

原油枪套筒为大瓦斯喷头，改造为套筒头部为稳燃器，尾部为一个方箱，设有一个45°的盖板，在此火嘴未燃烧时可以挡住炉膛火和风的反串；在火嘴点燃后，由油枪挡住火和风的反串，而此盖板可以靠重力卡住油枪的定位环，使油枪不会因压力的影响而震动。

4.5 风档板的改进

原有的档板在风道的入口为水平布置，由于水平档板受重力的影响，经常出现自动脱落而关闭的现象，使燃烧的火嘴突然出现供氧不足，严重影响运行。改造为设置为圆筒形重叠外固定、内移动式，外部固定的钢板即外风门，每块和每块之间间距为40mm设置为圆筒形；内部形式和外部一样，只是直径略小，直接插入即内风门，在调节风量时，由调节机构转动内风门，当内外风门的40mm间距重叠时为进风量最大。这样就解决了原有档板脱落造成的燃烧缺氧的问题，而且避免了突发事件的产生，提高了运行可靠度。

[责任编辑：曹明明]

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