原因分析
(1)長明燈噴頭處位于中心氣槍外側,因中心氣槍負荷較高,長明燈處于高溫區,使長明燈上噴頭焊縫老化,導致火焰從焊縫處燃燒,燒壞長明燈噴頭。
(2)現使用的燃燒器是根據當時的環保要求所設計并制造的。中心氣槍布置在燃燒器中心位置,燃燒器本體由火盆磚和火道磚組成燃燒道,在燃燒道內形成了燃燒火焰。
(3)由于燃料中氫含量較高(61%),火焰燃燒較快,所以導致耐火磚中心區域火焰溫度很高,由于耐火磚安裝時與爐底之間填塞的隔熱襯里有損壞或者沒塞結實,耐火磚溫度輻射至爐底板及燃燒器上筒體,導致燃燒器殼體超溫。
(4)高溫區在燃燒器的中心位置,局部高溫使空氣中的N2 和O2反應生成大量NOx(NO、NO2);燃料氣中,氫含量過高(大于20%),導致燃料燃燒速度過快,火焰中心溫度較高,所以形成較大量的NOx,導致煙氣排放不能滿足排放標準。
解決措施
1.燃燒器槍頭尺寸及高度、負荷分配調整
結合燃料氣的成分變化情況,更改燃燒器中心槍的和邊槍的噴頭尺寸,減少中心槍20%的負荷,降低火焰高度。調整邊槍的噴頭尺寸,使得能夠在一定程度上適應新鮮氣的成分變化。
2.燃燒器槍頭結焦,火焰偏燒,爐膛溫度不均
燃料氣進入燃燒器噴嘴的過程中,受到周圍主火嘴的高溫火焰影響,有可能會在噴頭下部燒嘴內部受熱碳化結焦,逐漸的發生火焰偏燒,爐膛溫度不均勻。鑒于這種運行情況,調整燃料氣組成,預先對燃料氣進行氣液分離,氣液分離器設置液位計,在產生液相時及時排凈,防止燃料氣帶液。
3.燃燒器外壁超溫
為了解決集中火焰式燃燒器外壁超溫的現象,采取了將燃燒器中心槍小火盆增加高度,提高焰心,減少熱輻射的的創新改造,避免過多熱量輻射到燃燒器外壁的方式盡量避免。
4.燃燒后的煙氣中NOx含量超標
采用分級燃燒(多槍結構),內外兩層邊氣槍;煙氣再循環技術,燃燒器中改變燃燒器的耐火磚結構形式,將高溫區進行切割間僅設計長明燈噴槍和一級輔助氣槍,主氣槍從燃燒器耐火磚邊上伸出,實現了燃料氣分級及通過噴孔高速引入相對溫度低的煙氣,將燃燒器的火焰高溫區切割成數個區域,避免高溫區的產生,將獨立的中心槍頭更改為8個小槍頭,槍頭尺寸由φ80更改為φ34,進風形式更改為環形進風,保證燃料氣與空氣混合均勻。燃料分級燃燒技術將燃料氣噴嘴布置成階梯狀,所有燃燒空氣注入燃燒器中心,依次通過階梯狀的燃料氣噴嘴,形成多個燃燒區。位置最低的噴頭上方為一級燃燒區,一級燃料氣在大量過剩空氣條件下完全燃燒,溫度不容易升高,生成的氮氧化物減少,二級燃料氣噴嘴通常布置在火道磚外側,將二級燃料注入來自上游的混合煙氣中。二級燃料氣高速噴射可產生低壓區,將爐內遇冷下沉的貧氧煙氣吸入燃燒區參與燃燒,這樣不但降低了火焰溫度,也可以降低燃燒區域的氧濃度,從而降低NOx的生成。