殼牌煤氣化技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)之一,殼牌公司自20 世紀(jì)50 年代就開始煤氣化技術(shù)的研發(fā), 從6t/d、150t/d 中試裝置一步步做起,至1988 年將第一臺(tái)2000t/d 級(jí)的氣化爐成功應(yīng)用于荷蘭的Buggenun IGCC 電廠, 至今已有近60 年的研發(fā)歷史。我國自1997 年來已陸續(xù)引進(jìn)23臺(tái)殼牌氣化爐,單臺(tái)氣化爐日投煤能力為1000t 或2000t,產(chǎn)品合成氣大部分用于生產(chǎn)合成氨、甲醇和氫氣,目前有10 套以上裝置已經(jīng)開車。
從已投產(chǎn)的氣化爐運(yùn)行情況看,殼牌氣化爐的設(shè)計(jì)理念非常先進(jìn),但存在的問題也很突出,主要是運(yùn)行穩(wěn)定性差, 故障率高, 例如: 鎖斗開關(guān)閥卡死、大渣塊容易堵管、開工燒嘴易燒壞、粉煤輸送不穩(wěn)定、激冷器壓縮機(jī)和飛灰陶瓷過濾器故障頻繁等,這些都是殼牌爐的“軟肋”,主要是設(shè)計(jì)上的先天不足導(dǎo)致的 。
按氣化工藝要求,氣化爐內(nèi)需用高壓氮?dú)夂蜔烊紵臒煔獬鋲旱郊s1MPa 后才投入煤粉,如此高的壓力和高密度的惰性環(huán)境,無疑將給氣化爐點(diǎn)火造成很大難度。因此,與常規(guī)火電負(fù)壓燃燒的燃煤鍋爐相比, 殼牌氣化爐的點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜, 共設(shè)計(jì)了三級(jí)點(diǎn)火, 并對(duì)應(yīng)設(shè)置了點(diǎn)火燒嘴(IB)、開工燒嘴(SUB)、粉煤燒嘴(CB),以此來克服爐內(nèi)高壓和高濃度氮?dú)鈱?duì)點(diǎn)火的影響。燒嘴數(shù)量共6個(gè):其中點(diǎn)火燒嘴1 個(gè),燃燒介質(zhì)為燃料氣(天然氣或液化石油氣)加儀表空氣;開工燒嘴1 個(gè),燃燒介質(zhì)為純氧加柴油;粉煤燒嘴4 個(gè),燃燒介質(zhì)為粉煤、純氧加水蒸氣。開工燒嘴功率約為10MW(為粉煤燒嘴功率的6%),點(diǎn)火燒嘴功率約為100kW(為開工燒嘴功率的1%)。
燒嘴點(diǎn)火和開工燒嘴位于同一個(gè)垂直平面,均為插入式結(jié)構(gòu),開工階段,開工和點(diǎn)火燒嘴暫時(shí)插入氣化爐內(nèi),之后隨即撤出,其伸縮過程全部由DCS 控制。4 個(gè)粉煤燒嘴與點(diǎn)火燒嘴位于同一水平面,均勻分布,為固定式結(jié)構(gòu),安裝在水冷壁上的隔焰罩內(nèi)。
下面簡述殼牌氣化爐的三級(jí)點(diǎn)火過程:
當(dāng)高壓氮?dú)馔瓿蓪?duì)氣化爐的吹掃后,系統(tǒng)先通過電子點(diǎn)火裝置將點(diǎn)火燒嘴IB 點(diǎn)燃, 隨后啟動(dòng)系統(tǒng)的引氧程序,待引氧程序第一階段( 即氧氣引至SUB 閥前)完成后,啟動(dòng)開工燒嘴SUB 的點(diǎn)火順控程序13KS0003,若SUB 點(diǎn)火成功,點(diǎn)火燒嘴立即退出,并啟動(dòng)煤燒嘴的粉煤循環(huán),同時(shí)氣化系統(tǒng)開始升壓(在SUB 點(diǎn)火成功后,一旦燃燒煙氣中氧氣含量小于0.5%, 系統(tǒng)放空方式隨即從大氣放空切換至火炬燃燒排放),壓力調(diào)節(jié)閥B(粗合成氣去火炬總管排放閥)由手動(dòng)變?yōu)樽詣?dòng)調(diào)節(jié)模式來調(diào)節(jié)氣化爐的壓力,當(dāng)氣化爐壓力達(dá)到0.65MPa 時(shí)開始啟動(dòng)激冷氣循環(huán)壓縮機(jī)并調(diào)整穩(wěn)定(根據(jù)各型號(hào)壓縮機(jī)不同的特性,有的用戶已改為常壓啟動(dòng)),當(dāng)壓力接近1.0MPa 時(shí)開始投入第一個(gè)粉煤燒嘴CB,穩(wěn)定幾分鐘后開始投人第二個(gè)粉煤燒嘴(與第一個(gè)燒嘴相對(duì)), 當(dāng)?shù)诙€(gè)粉煤燒嘴點(diǎn)燃后, 開工燒嘴立即退出,隨后再依次點(diǎn)燃剩下的兩個(gè)粉煤燒嘴,至此氣化爐點(diǎn)火過程結(jié)束 。
氣化爐開工燒嘴主要用于開工階段給氣化爐升溫升壓以及點(diǎn)燃主粉煤燒嘴,開工燒嘴為插入式結(jié)構(gòu),配有可遙控的(DCS 控制)機(jī)械插入裝置。整個(gè)插入系統(tǒng)由燒嘴支架支撐,配有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、滑車、滑軌及限位等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)滑車,滑車通過“夾緊萬向節(jié)”帶動(dòng)燒嘴,經(jīng)由一個(gè)填料函、兩個(gè)密封球閥和中間隔離環(huán)( 內(nèi)充高壓密封氮)插入和退出氣化爐, 其作用是當(dāng)燒嘴退出氣化爐后,防止?fàn)t內(nèi)的高溫高壓氣體從燒嘴通道竄出而損壞燒嘴,發(fā)生安全事故?;嚨男谐潭ㄎ挥扇?jí)限位(減速限位、正常限位和極限限位)控制,此外還配有氣動(dòng)的機(jī)械定位銷。
開工燒嘴的關(guān)鍵部位為燒嘴頭。燒嘴頭由水夾套和銅頭組成。冷卻水進(jìn)入燒嘴頭后分為兩股,一股用來冷卻水夾套,另一股用來冷卻銅頭。銅頭內(nèi)加工有12 個(gè)柴油通道(第一代燒嘴只設(shè)計(jì)了6 個(gè)),直徑約1mm。水夾套與銅頭之間形成的環(huán)形空間為氧通道, 此環(huán)形空間的尾端為柴油及氧氣的混合區(qū)。燒嘴正常工作時(shí),高速噴入的氧氣夾帶柴油,從銅頭與水夾套的縫隙間高速噴出并霧化(此處的縫隙大小可通過SUB 外部的調(diào)整螺栓來控制其霧化效果),遇到點(diǎn)火燒嘴燃燒的小火焰后迅速燃燒,形成巨大的火焰環(huán)。燒嘴頭被高溫火焰輻射而產(chǎn)生的熱量迅速被冷卻水帶走,以防止燒嘴頭燒壞 。
發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 點(diǎn)火能量 怎么計(jì)算呢
電感能量計(jì)算公式為:w=LI^2,L為電感的電感量,單位為亨,I為電流強(qiáng)度,單位為安。這樣用15毫亨的電感,在電流為20A時(shí)突然斷開,在斷點(diǎn)處可得到300mJ的放電能量。電容的能量公式為W=CU^2。...
子內(nèi)置四條點(diǎn)火曲線的微電腦點(diǎn)火器(電容放電CDI型)推出后,在摩托車愛好者、經(jīng)銷商以及部分摩托車廠家中都引起了較大的反響,通過對(duì)部分愛好者、代理商的試銷及意見反饋情況來看,內(nèi)置四條點(diǎn)火曲線的微電腦點(diǎn)火...
電脈沖點(diǎn)火式煤氣灶不點(diǎn)火
開工燒嘴點(diǎn)火是氣化爐點(diǎn)火的關(guān)鍵, 也是難點(diǎn)。據(jù)悉,國內(nèi)大部分殼牌氣化爐在首次開車時(shí)都頻繁發(fā)生開工燒嘴被燒壞現(xiàn)象,有時(shí)點(diǎn)一次火連續(xù)燒壞3~4 次,導(dǎo)致不停地拆裝燒嘴。此外,若開工燒嘴點(diǎn)火失敗,必須立即停止氣化開車程序,重新執(zhí)行氣化爐吹掃程序(因?yàn)閺臒熘袊姵龅挠脱趸旌衔飳埩粼跉饣癄t內(nèi),若不將其吹掃干凈,再次點(diǎn)火時(shí)很容易發(fā)生爆燃現(xiàn)象),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,嚴(yán)重影響了開車進(jìn)程。
那么開工燒嘴為何如此容易燒壞呢? 從設(shè)計(jì)原理上分析, 最關(guān)鍵因素在于其燃燒方式為純氧燃燒。因開工燒嘴點(diǎn)火時(shí),氣化爐內(nèi)充滿了氮?dú)猓藭r(shí)只有用純氧作為助燃劑才能將大功率的開工燒嘴點(diǎn)燃,但純氧燃燒很難控制,主要是氧氣與柴油的混合比例(即通常說的“氧油比”)以及到達(dá)燒嘴頭的同步性不好調(diào)整, 氧氣偏多火焰溫度就會(huì)瞬間劇增,氧氣偏少又會(huì)導(dǎo)致滅火。
第二個(gè)因素在于其噴頭的材質(zhì)選擇,殼牌選擇用紫銅來制作燒嘴噴頭,通常簡稱為“銅頭”,其原因有兩個(gè):一是銅具有良好的熱傳導(dǎo)性能,這樣噴頭因高溫火焰輻射而快速增加的熱量能迅速地被冷卻水帶走,以防止噴頭因高溫而燒毀;二是銅具有良好的抗氧化性,這樣流經(jīng)噴頭四周的純氧不會(huì)輕易將噴頭氧化腐蝕,從而延長了燒嘴的壽命。但是,銅用作噴頭也存在一個(gè)致命的弱點(diǎn),就是其熔點(diǎn)偏低,不耐高溫,很容易被燒毀。
客觀地說,針對(duì)氣化爐特殊的運(yùn)行工況, 殼牌對(duì)開工燒嘴采取以上的設(shè)計(jì)理念還是很先進(jìn)的(目前仍沒有更好的設(shè)計(jì)方案來替代), 只要充分掌握了純氧燃燒的特性和銅頭的特點(diǎn),在實(shí)際操作中采取有效的、針對(duì)性的預(yù)防措施,還是能大大降低開工燒嘴的故障率。但由于經(jīng)驗(yàn)上的不足,國內(nèi)大多數(shù)殼牌爐在開工初期總是頻繁出現(xiàn)開工燒嘴點(diǎn)火故障,其原因是多方面的,由于篇幅有限,以下只列舉幾個(gè)典型案例加以分析:
根據(jù)殼牌工藝要求,開工燒嘴點(diǎn)火時(shí)最關(guān)鍵的一點(diǎn)是要保證氧氣和柴油同時(shí)到達(dá)燒嘴噴頭,如果氧氣比柴油先到, 噴出的氧氣一遇到點(diǎn)火燒嘴火焰,瞬間將產(chǎn)生約3000℃的高溫火焰,很快就會(huì)將銅頭燒化。但實(shí)際操作中不可能做到氧油絕對(duì)同步,為確保氧氣滯后于柴油,實(shí)際操作中往往采取讓柴油先到的辦法,因?yàn)椴裼腿舯妊鯕庀鹊?,柴油將被氧管線里的高壓吹掃氮霧化而噴出,對(duì)燒嘴沒有影響,但早到時(shí)間也不能偏長,否則大量的柴油噴入爐膛,極易發(fā)生事故。
具體時(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)來測定。通常的做法是通過做試驗(yàn)(用水代替油、用氮?dú)獯嫜鯕?來測定氧氣和柴油開關(guān)閥動(dòng)作時(shí)間和各自到達(dá)噴嘴頭的時(shí)間( 用秒表測定),再將測定的時(shí)間值輸入到DCS的開工燒嘴順控程序中(氧氣在管內(nèi)的流速比柴油快,它到達(dá)噴頭的時(shí)間肯定比柴油短,可通過DCS組態(tài)在順控程序中進(jìn)行延時(shí)設(shè)定)。但在實(shí)際操作中,由于時(shí)間測量上的誤差,經(jīng)常會(huì)發(fā)生氧比油先到的現(xiàn)象,致使銅頭因高溫而燒毀。
開工燒嘴正常工作時(shí),氧氣開關(guān)閥13XV0023 和柴油開關(guān)閥13XV0024 為全開狀態(tài), 氧管線吹掃閥13XY0027 和油管線吹掃閥13XV0025、13XV0026 處于關(guān)閉狀態(tài)。開工燒嘴正常退出時(shí),由DCS 執(zhí)行順控程序,先開啟13XV0025、13XV0026 和13XY0027,將高壓吹掃氮?dú)庀妊a(bǔ)進(jìn)氧油管線, 然后再關(guān)閉13XV0023 和13XV0024, 切斷氧氣和柴油, 目的是防止燒嘴退出時(shí)燒嘴里的油和氧被爐膛的高背壓往回頂,產(chǎn)生回火現(xiàn)象而將燒嘴燒壞。
以上指的是燒嘴的正常退出程序,按理說非正常退出時(shí)也應(yīng)如此,但有些氣化爐在開工燒嘴因聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作而發(fā)生跳車時(shí),經(jīng)常將燒嘴燒壞,后經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn), 每當(dāng)燒嘴非正常退出( 跳車) 時(shí),13XV0025、13XV0026 和13XY0027 的開啟總是比13XV0023 和13XV0024 的關(guān)閉晚,即氧油已切斷而高壓吹掃氮?dú)鈦聿患把a(bǔ)上,導(dǎo)致回火而燒毀燒嘴。
為何會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢? 有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員從DCS 與ESD 之間找到了原因: 燒嘴系統(tǒng)正常退出時(shí)由DCS 控制, 而跳車時(shí)則由ESD 通過DCS 向13XV0025、13XV0026 和13XY0027 發(fā)出“開” 的命令, 同時(shí)直接向13XV0023 和13XV0024 發(fā)出“ 關(guān)”命令,可ESD 與DCS 之間通訊需要時(shí)間,致使高壓吹掃氮滯后(約1.3s)補(bǔ)進(jìn),造成開工燒嘴回火被燒壞。后來將以上3 個(gè)閥門全部改為由ESD 直接控制后,問題得以解決。
殼牌爐的柴油泵一般都設(shè)在零米,且大都采用往復(fù)泵,往復(fù)泵的優(yōu)點(diǎn)是揚(yáng)程大,缺點(diǎn)是出口壓力不穩(wěn),為保持柴油管線的壓力穩(wěn)定,在泵的出口都設(shè)計(jì)了柴油緩沖罐(也稱作阻尼器或蓄能器),目的是隨時(shí)調(diào)整柴油管線的壓力,防止開工燒嘴因油壓不穩(wěn)而跳車。但由于柴油緩沖罐也安裝在零米,而開工燒嘴安裝在43m 層, 兩者之間連接管線太長、且高度相差大, 制約了緩沖罐的壓力調(diào)節(jié)能力,致使開工燒嘴經(jīng)常因油壓不穩(wěn)導(dǎo)致氧油比超限而跳車。據(jù)悉,龍宇煤化工通過調(diào)整柴油緩沖罐的位置而圓滿解決了這一問題,具體整改方案概述如下:把位于零米的柴油緩沖罐移至38m 的平臺(tái)上。
在緩沖罐投用前,先用高壓氮?dú)庀蚬迌?nèi)充25~30kgf(1kgf 約等于9.806N,下同)的壓力,使罐內(nèi)的液位達(dá)到5cm 左右,當(dāng)柴油管線內(nèi)的壓力大于30kgf 時(shí)再投用緩沖罐。這樣不僅縮短了緩沖罐與開工燒嘴的距離,而且可使罐內(nèi)有足夠可壓縮的氣體,從而讓緩沖罐起到了很好的穩(wěn)壓作用。
殼牌氣化爐設(shè)置了專門的火焰探測器(通常稱為火檢),用來檢測開工燒嘴點(diǎn)火是否成功,此檢測信號(hào)既用來保護(hù)開工燒嘴,同時(shí)又給粉煤燒嘴的投放提供了條件。火焰探測器是通過紫外線探測火焰強(qiáng)度的,檢測的是電離信號(hào),并輸出給DCS(開關(guān)量信號(hào))。
當(dāng)氧氣開關(guān)閥13XV0023 開啟后, 開工燒嘴順控程序?qū)⒀舆t幾秒來檢測火檢信號(hào),如果未檢測到火焰,開工燒嘴將立即跳車,以保護(hù)燒嘴。
因氧氣從開關(guān)閥到燒嘴噴頭需要時(shí)間,且燒嘴剛點(diǎn)著時(shí),氧油混合燃燒并不穩(wěn)定,且火焰強(qiáng)度也不高,所以在順控程序中對(duì)火檢信號(hào)設(shè)置了延遲時(shí)間,以確保檢測信號(hào)的準(zhǔn)確。這一設(shè)計(jì)是非常合理的,關(guān)鍵是如何確定合適的延遲時(shí)間,若時(shí)間偏短,燒嘴還未點(diǎn)著或點(diǎn)著后火焰還沒穩(wěn)定就跳車了,屬誤停車;若時(shí)間偏長,燒嘴如果確實(shí)未點(diǎn)燃而沒有及時(shí)跳車,很容易把燒嘴燒壞,而且柴油留在爐內(nèi),在下次點(diǎn)火時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆燃,危害到設(shè)備安全。
據(jù)技術(shù)人員介紹,火檢信號(hào)的延遲檢測時(shí)間一般設(shè)置為3~5s 較合適, 具體準(zhǔn)確時(shí)間需現(xiàn)場做試驗(yàn)測定,各燒嘴略有不同 。
盡管國內(nèi)外生產(chǎn)燒嘴的廠家很多,但殼牌目前只認(rèn)證了唯一的燒嘴供貨商: 德國沃爾特·布林克曼公司。目前國內(nèi)所有殼牌氣化爐的開工燒嘴全部采用該公司的產(chǎn)品。
德國沃爾特·布林克曼公司成立于1883 年,是一家專業(yè)生產(chǎn)各類燃燒器、烘干系統(tǒng)的知名企業(yè),其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、制鋁、石灰燒制及化工行業(yè)。目前該公司已被德國克萊德公司收購,更名為克萊德·貝爾格曼·布林克曼有限公司。該公司在工業(yè)燒嘴和加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工方面一直處于世界領(lǐng)先地位,曾為韓國浦項(xiàng)鋼鐵廠的煉鋼工藝設(shè)計(jì)了功率達(dá)300MW 的燃燒器。同時(shí),布林克曼公司是殼牌氣化爐開工燒嘴的唯一指定生產(chǎn)商, 為歐洲的IGCC 電站提供了相應(yīng)的燃燒系統(tǒng), 包括西班牙IGCC 電站的開工燒嘴, 荷蘭IGCC 電站的點(diǎn)火燒嘴、開工燒嘴以及惰性氣體發(fā)生器等。
正因?yàn)槠洚a(chǎn)品的唯一性,導(dǎo)致其銷售價(jià)格一直居高不下,據(jù)悉一套燒嘴(一臺(tái)點(diǎn)火燒嘴加一臺(tái)開工燒嘴)的價(jià)格約80 萬歐元( 約680 萬人民幣), 且降價(jià)的余地很小。
對(duì)于國產(chǎn)氣化爐燒嘴來說,經(jīng)了解, 目前最值得關(guān)注的是西安遠(yuǎn)征公司的產(chǎn)品。該公司的全稱為西安航天遠(yuǎn)征流體控制股份有限公司,成立于2001年5 月18 日, 是以中國航天科技集團(tuán)公司六院第十一研究所與航天六院為主體,以液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特種技術(shù)為依托的高科技股份有限公司,專業(yè)從事石化熱能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)。該公司利用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)高效燃燒和傳熱技術(shù),先后開發(fā)了渣油氣化爐燒嘴、天然氣造氣燒嘴、二段轉(zhuǎn)化爐燒嘴、焦?fàn)t氣轉(zhuǎn)化爐燒嘴、水煤漿氣化燒嘴、干粉氣化燒嘴,以及為各種氣化爐(轉(zhuǎn)化爐)配套的工藝燒嘴,并成功地應(yīng)用于我國的石油化工領(lǐng)域。
2006 年該公司開始啟動(dòng)殼牌氣化爐點(diǎn)火燒嘴與開工燒嘴的資格認(rèn)證工作。2010 年6 月,航天部六院十一所介質(zhì)試驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)和建設(shè)的殼牌全尺寸燒嘴試驗(yàn)系統(tǒng)經(jīng)過了綜合測試,并通過了殼牌專家組的評(píng)審驗(yàn)收。該試驗(yàn)系統(tǒng)由工藝系統(tǒng)和測控系統(tǒng)兩部分組成,是目前國內(nèi)最先進(jìn)、最完善的石化燒嘴試驗(yàn)臺(tái)。但由于該公司產(chǎn)品一直沒有殼牌爐應(yīng)用業(yè)績,所以至今未獲得殼牌的資格認(rèn)證,只獲取了殼牌對(duì)其技術(shù)方案的認(rèn)可。據(jù)悉,云南云天化于2010 年5 月已向遠(yuǎn)征公司定購了兩臺(tái)開工燒嘴,一臺(tái)完全克隆原布林克曼的燒嘴,一臺(tái)為遠(yuǎn)征公司自主研發(fā)生產(chǎn)的燒嘴,近期準(zhǔn)備交貨 。
以上第4 部分只列舉了幾個(gè)開工燒嘴典型故障案例,實(shí)際上造成開工燒嘴點(diǎn)火故障的原因是多方面的, 要從根本上降低殼牌爐開工燒嘴的故障率,一定要針對(duì)燒嘴的特性,在燒嘴的安裝、調(diào)試和運(yùn)行等各個(gè)階段, 均采取有針對(duì)性的預(yù)防措施,具體建議如下:
① 燒嘴安裝前,要按規(guī)定做好相關(guān)試驗(yàn),如燒嘴噴頭霧化試驗(yàn)、柴油管線和氧氣管線充氮模擬試驗(yàn)等,測定相關(guān)閥門帶壓時(shí)的開關(guān)時(shí)間、柴油(用高壓水代替)和氧氣(用高壓氮?dú)獯?各自送到開工燒嘴頭部的時(shí)間、柴油流量控制閥和壓力調(diào)節(jié)閥的預(yù)設(shè)開度、氧閥開的延遲時(shí)間等相關(guān)參數(shù)以及燒嘴順控程序的正確性,盡量獲得精確的數(shù)據(jù)。
② 嚴(yán)格按照說明書要求的尺寸來安裝設(shè)備,開工燒嘴插入位置既不能離氣化爐水冷壁太近而燒壞水冷壁,也不能離水冷壁太遠(yuǎn)而造成燃燒火焰分散,導(dǎo)致火焰強(qiáng)度低而使粉煤燒嘴難以點(diǎn)燃。
③ 因燒嘴銅頭在首次開車時(shí)很容易燒壞, 而從我方的采購合同中了解到布林克曼只隨機(jī)提供了兩個(gè)燒嘴頭備件,從殼牌爐開車經(jīng)驗(yàn)分析,此備件的數(shù)量是不夠的,為此在燒嘴調(diào)試前至少應(yīng)預(yù)先委托國內(nèi)相關(guān)廠家加工幾個(gè)銅頭以做備用。
④ 純氧點(diǎn)火控制難度很大, 稍有不慎就會(huì)將燒嘴燒壞,建議點(diǎn)火時(shí)在純氧中加入適量的高壓氮?dú)?,以降低氧氣的純度,變成富氧點(diǎn)火。具體做法是當(dāng)順控程序33KS0003 運(yùn)行到要點(diǎn)火開氧油閥前,先將氧管線的氮?dú)獯祾唛y33FV0020 預(yù)開一定閥度,目的是向氧管線里補(bǔ)進(jìn)少量的氮?dú)? 具體的氮?dú)庋a(bǔ)充量須現(xiàn)場試驗(yàn)測定)。據(jù)悉,國內(nèi)有些殼牌爐用戶采用此方法后取得了良好的效果。
⑤ 從以下幾方面加強(qiáng)開工燒嘴的日常維護(hù):
采購時(shí)確保柴油的質(zhì)量,并保證柴油系統(tǒng)過濾器的投運(yùn)效果,防止柴油管路堵塞而引起開工燒嘴跳車。此外,還應(yīng)定期通過柴油罐導(dǎo)淋排水裝置將柴油中的水排掉;氣化爐停車后,爐內(nèi)熔渣肯定會(huì)將開工燒嘴的插入孔覆蓋,因此,每當(dāng)開工燒嘴投運(yùn)前,應(yīng)及時(shí)將覆蓋插入孔的渣層清除,防止開工燒嘴插入時(shí)燒嘴頭與渣層相撞,造成物理損傷;每當(dāng)開工燒嘴投運(yùn)前,應(yīng)及時(shí)清除燒嘴驅(qū)動(dòng)鏈條上的雜物, 并檢測驅(qū)動(dòng)小車所有限位開關(guān)是否正常,確保燒嘴伸縮正常;開工燒嘴投運(yùn)前,仔細(xì)檢查進(jìn)入燒嘴的氧氣、柴油、冷卻水軟管,看是否有破損或泄漏現(xiàn)象(據(jù)悉2010 年7 月下旬天津堿廠的SUB 點(diǎn)火時(shí), 因氧氣軟管存在問題而導(dǎo)致跳車); 嚴(yán)寒季節(jié), 一定要確保柴油管線的伴熱系統(tǒng)運(yùn)行良好,以防止柴油因低溫而變稠,流動(dòng)性變差而引起燒嘴跳車;點(diǎn)火燒嘴點(diǎn)火成功后,要保證其燃燒火焰有足夠的長度,給開工燒嘴點(diǎn)火創(chuàng)造有利條件;開工燒嘴正常運(yùn)行時(shí),應(yīng)密切注意燒嘴冷卻水系統(tǒng),防止冷卻水量減少而造成燒嘴頭燒壞;維護(hù)好氧氣和柴油管線上的遠(yuǎn)傳壓力表33PI0029 和33PI0035,并定期檢測,確保其測量信號(hào)的準(zhǔn)確,防止其誤發(fā)信號(hào)而跳燒嘴;開工燒嘴點(diǎn)燃后,應(yīng)將氣化爐壓力控制在1.2MPa 以下,否則開工燒嘴會(huì)因背壓大、火焰不穩(wěn)而跳車[3];控制好氧油比,某些業(yè)內(nèi)人士建議燒嘴點(diǎn)火時(shí)氧油比定為3.2~3.3 較合適, 隨著氣化爐壓力的逐步提高(提壓速度約為5kPa/min),氧氣的壓力也應(yīng)隨之增加(由空分系統(tǒng)調(diào)節(jié)),氧油比也就適當(dāng)提高, 但必須小于3.5。具體數(shù)值有待調(diào)試中確定;開工燒嘴燃燒時(shí)間不宜過長,以防止燒嘴頭因長期高溫而燒壞。因?yàn)殂~頭雖然有冷卻水對(duì)其冷卻,但是長時(shí)間的高溫輻射,將會(huì)造成銅頭有少許變形。在下一次點(diǎn)火時(shí),有可能造成點(diǎn)火失敗。為此,一旦SUB 點(diǎn)燃后,如果氣化爐壓力未在正常時(shí)間內(nèi)達(dá)到投粉煤燒嘴的要求或粉煤燒嘴點(diǎn)火不成功,應(yīng)暫時(shí)將開工燒嘴退出,待冷卻后再繼續(xù)點(diǎn)火,以保護(hù)SUB;殼牌的設(shè)計(jì)理念是安全第一,為此在開工燒嘴的順控程序中設(shè)置了很多聯(lián)鎖保護(hù)來保證燒嘴的安全,導(dǎo)致開工燒嘴跳車頻繁,有些用戶為了省事,將其中的一些保護(hù)解除掉,這樣的做法盡管是不得已而為之,但在解除保護(hù)前一定要仔細(xì)分析該保護(hù)的重要性,不要隨意解除,否則將很容易造成開工燒嘴燒壞。
同時(shí),應(yīng)密切關(guān)注西安遠(yuǎn)征公司產(chǎn)品在殼牌爐上的應(yīng)用情況,在保證安全穩(wěn)定的前提下,盡量實(shí)現(xiàn)開工燒嘴的國產(chǎn)化 。
開工燒嘴是氣化爐點(diǎn)火系統(tǒng)中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的設(shè)備,它在殼牌氣化爐的整個(gè)啟動(dòng)過程中起著至關(guān)重要的作用,也是氣化爐開車的難點(diǎn)所在,而且價(jià)格昂貴,為此建議國內(nèi)殼牌爐用戶加強(qiáng)相互間的交流,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),從開工燒嘴安裝開始直到投產(chǎn)運(yùn)行, 各階段都能積極采取有針對(duì)性的預(yù)防措施,少走彎路,盡量降低開工燒嘴點(diǎn)火的故障率。
此外,鑒于開工燒嘴昂貴的價(jià)格和被外商壟斷的局面,建議國內(nèi)殼牌爐用戶積極配合國內(nèi)相關(guān)企業(yè)做好開工燒嘴的自主創(chuàng)新工作,盡快實(shí)現(xiàn)開工燒嘴的國產(chǎn)化,降低設(shè)備成本,打破外商的壟斷 。
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三、工作原理 1. 高空點(diǎn)火裝置 當(dāng)放空火炬需排放時(shí),首先使用該裝置。可在現(xiàn)場或控制室控制柜上操作電磁閥 開關(guān)及點(diǎn)火開關(guān),使天燃?xì)馑椭烈鹜?,引火筒上電嘴打火將其點(diǎn)燃。引火筒火焰將 火炬氣引燃,同時(shí)可在遠(yuǎn)程控制柜上顯示引火筒火焰溫度信號(hào)。 2. 外傳火點(diǎn)火裝置 該裝置為火炬?zhèn)溆命c(diǎn)火裝置 當(dāng)火炬站場因故停電或高空點(diǎn)火裝置發(fā)生故障時(shí) ,可在現(xiàn)場打開外傳火燃?xì)夤芫€ 上手動(dòng)閥,操作就地控制柜上點(diǎn)火開關(guān),電嘴打火將引火管點(diǎn)燃,火焰迅速傳至火炬頭 將火炬引燃。 四、操作規(guī)程 1.系統(tǒng)操作前首先檢查燃?xì)夤芫€是否暢通 ,保證點(diǎn)火用天然氣壓力在 0.2-0.4MPa,同時(shí)檢查并 排掉管線中的冷凝液。電磁閥前后的截止閥常開,旁路閥處于常閉狀態(tài)。 2.控制室操作 (1) 將遠(yuǎn)程控制柜上電源開關(guān)轉(zhuǎn)換至遠(yuǎn)程 ,此時(shí)遠(yuǎn)程指示燈亮。 (2)在遠(yuǎn)程控制柜上按下電磁閥按鈕 (帶自鎖)。電磁閥打開, 再按下點(diǎn)火按鈕 (不帶自
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點(diǎn)火開關(guān)位置說明
點(diǎn)火燒嘴是燃燒設(shè)備的重要組成部分, 它有助于燃料的著火和火焰的穩(wěn)定,其性能的優(yōu)劣將直接影響到鍋爐的安全運(yùn)行、能耗和環(huán)境。然而,鍋爐點(diǎn)火燒嘴的工作條件比較惡劣,長期受爐膛高溫輻射和火焰沖刷,容易造成蠕變、高溫變形和損壞。
在實(shí)際應(yīng)用中,我車間燃?xì)忮仩t的點(diǎn)火燒嘴頻頻損壞。燒嘴的損壞往往引起周邊水冷璧損壞、燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低。而我車間所使用的燃料是鋼鐵生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品,且處于煤氣用戶的末端, 其煤氣壓力及配比經(jīng)常大幅度的變化,當(dāng)煤氣壓力及配比突變時(shí),損壞的燒嘴極易引起過鍋爐燃燒的不穩(wěn)定,尤其在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),易造成煤氣滅火或爆燃的嚴(yán)重后果,給鍋爐的安全運(yùn)行帶來極大的安全隱患。
因此,在運(yùn)行中如何合理調(diào)整燃燒,避免點(diǎn)火燒嘴損壞,是我們運(yùn)行人員急需解決的一大課題 。
通過分析點(diǎn)火燒嘴損壞的原因, 總結(jié)出根據(jù)爐內(nèi)不同的燃燒工況,合理的調(diào)整煤氣量與配風(fēng)比的方法,并在實(shí)際運(yùn)行中加以應(yīng)用,有效地保護(hù)和延長燒嘴本身使用壽命,減少了點(diǎn)火燒嘴的損壞率,在很大程度上消除了由于燒嘴損壞帶來的安全隱患,確保了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行 。2100433B
根據(jù)燃燒器的工作原理和所使用燃料的特性, 結(jié)合運(yùn)行現(xiàn)狀,我們分析出了點(diǎn)火燒嘴損壞的主要原因:
1)當(dāng)燃料量增強(qiáng)后,造成燃燒器區(qū)域壁面熱強(qiáng)度過大,點(diǎn)火燒嘴長時(shí)間的處于高溫火焰中,得不到冷卻;
2)當(dāng)燃料中焦?fàn)t煤氣配比的增多,燃燒得到了強(qiáng)化,燃燒器局部溫度升高,點(diǎn)火燒嘴被燒壞;
3)當(dāng)燃料量減少時(shí),熱風(fēng)量沒有相應(yīng)的減少,使燃燒器區(qū)域含氧量增多,從而使點(diǎn)火燒嘴高溫富氧燒蝕損壞;
4)燃料中含焦油成分過多,在點(diǎn)火燒嘴處結(jié)渣,使得燒嘴傳熱熱阻增加而損壞 。