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焙燒爐燃燒不正常的原因分析及解決方法
焙燒爐燃燒不正常的原因分析及解決方法 摘要：分析燃氣焙燒爐爐溫低、火焰軟而短不正常工況產(chǎn)生的原因,從而提出解決實際問題的辦法。 1概述 湯姆遜佛山彩色顯像管有限公司的焙燒爐岡長時間停產(chǎn)，恢復(fù)生產(chǎn)前委托我司對焙燒爐的燃燒系統(tǒng)進行檢查維修。焙燒爐燃燒系統(tǒng)分為十個工作區(qū)、每區(qū)由爐前管道、燃燒裝置和燃燒監(jiān)視裝置組成。每區(qū)爐前管道設(shè)置一組調(diào)壓器，燃氣通過調(diào)壓器店、再通道爐前管道分配給本區(qū)的燃燒器。檢查調(diào)試中我們發(fā)現(xiàn)焙燒爐燃燒系統(tǒng)存在以下不正常工況、十個工作區(qū)中、有三個工作區(qū)火焰軟而短，爐溫低。 2問題分析 2．1焙燒爐爐溫低的原因 焙燒爐生產(chǎn)工藝要求：爐溫330℃、火焰硬、長2米、檢查中發(fā)現(xiàn)實際爐溫為280℃，火焰軟而短，長小于1米、燃燒特性不能滿足生產(chǎn)工藝要求。 根據(jù)燃氣工業(yè)爐的燃燒特性，引起爐溫低的因素有 ： (1)燃燒器的熱負(fù)荷��； (2)燃燒器布置不合理； (3)燃燒器噴嘴堵塞； (4)爐前燃氣壓力下降； (5)燃燒器頭部損壞，燃燒工況惡化； (6)空氣供應(yīng)不足或過剩； 由于焙燒爐以前能正常運行，可排除第(1)(2)兩個因素。對燃燒器進行檢查后、燃燒器是引射式低壓燃燒器，結(jié)構(gòu)正常．可排除第(3)(5)兩個因素。因此，可集中從第(4)(6)兩點對燃燒系統(tǒng)不正常工況產(chǎn)生的原因進行分析、從而找出解決問題的辦法。 2．2爐前燃氣壓力對火焰及爐溫的影響 焙燒爐的燃燒器為低壓引射式燃燒器。根據(jù)《燃氣燃燒與應(yīng)用》中燃氣引射空氣的原理及動量定理,連續(xù)性及能量守恒定律；當(dāng)爐前燃氣壓力降低時，燃氣引射的空氣量Ma減少。由《燃氣燃燒與應(yīng)用》中火孔出口燃氣流Vp為： Lg(1十us) Vp=---------------- Fp Lg＝0．0035Ud2√H／S 式中 Lg——圓形噴嘴的流量(m3／h) u＝ma／mg——質(zhì)量引射系數(shù)；當(dāng)燃氣量及燃氣壓力降低時，ma減少，u減少。 Fp——火孔面積(當(dāng)燃燒器選定時Fp一定) M——噴嘴流量系數(shù) H——燃氣壓力(Pa) S——燃氣的相對密度(空氣＝1) 當(dāng)爐前燃氣壓力下降，燃氣供給量不足時，Lg減小，u減小，則氣流速度Vp減小。根據(jù)燃氣燃燒的特性，Vp，值的大小直接影響火焰的長度與燃燒器的燃燒強度，燃燒強度又直接影響爐溫的高低。圖1為擴散式燃燒器噴賭氣流速度與燃燒火焰長度工況的變化關(guān)系。 從圖1可知，當(dāng)V，增大時，因氧氣向焰面擴散的速度基本未變，這就使焰面的收縮點離噴口越來越遠、火焰長度不斷增加。這時、火焰的表面積增加、單位時衙內(nèi)燃氣燃燒量增加，于是爐內(nèi)燃燒強度增加。當(dāng)氣流流速度進一步增加、氣體流動狀態(tài)由層流變?yōu)槲闪鲿r、紊流火焰雖變短，但由于燃氣與空氣的混合大大加強、燃燒過程得到強化、火焰表現(xiàn)為硬。 由氣流速度Vp與燃燒器提供的燃燒強度之間的關(guān)系也可用下式表示： Q＝Fp·qp 而 H1 × Vp qp=-----———10-6 (1十a(chǎn)'V0) 式中 qp——--火孔熱強度(Kw／mm2) H1——--燃氣低熱值(KJ／N計) a'———次空氣系數(shù) V0———理論空氣需要量(Nnl’) Vp——--火扎出口氣流速度(m／s) 由上式可得，燃燒器的燃燒強度隨燃氣出口流速Vp增加而增加。 通過以上分祈可知。爐前燃氣壓力降低，造成燃燒器出口氣流速度減小，使火焰變短，變軟，使燃燒熱強度降低。因此、爐前燃氣壓力下降是造成爐溫低的原因之一。 2．2空氣供應(yīng)對爐溫的影響 空氣供給量的多少也會影響爐溫的高低。由燃氣燃燒反應(yīng)必須具備的條件可知、燃氣燃燒需供給適量的氧氣。每標(biāo)準(zhǔn)立方煤氣按燃燒反應(yīng)計量方程式完全燃燒所需的空氣量，稱為理論空氣需要量V0。燃氣與空氣混合燃燒時、由于存在不均勻性、因此燃氣完全燃燒所需實際空氣量為V、實際供給的空氣量V與理論空氣需要量V0之比稱為過剩空氣系數(shù)a，即a＝V／V0。在燃燒過程個。的值對燃燒設(shè)備的熱效率有著直接的影響。。過小，燃氣燃燒時的化學(xué)熱不能充 分發(fā)揮；a過大,煙氣體積增大,爐膛溫度降低,增加了排煙熱損失，使燃燒器的熱效率下降，結(jié)果使?fàn)t溫降低。爐子熱效率與過�？諝庀禂�(shù)、排煙溫度的關(guān)系可用圖2直觀表示。 由以上分析及圖2可知空氣供給量不足或過剩，會使?fàn)t體熱效率降低，爐溫降低。 3解決焙燒爐不正常工況的方法 綜上分祈，烙燒爐火焰軟而短、爐溫低的原因有兩個,一是爐前燃氣壓力低；二是燃氣燃燒時空氣供給量不合理。要提高爐溫，可通過調(diào)節(jié)爐前燃氣調(diào)壓器、提高爐前壓力，同時調(diào)節(jié)空氣供給量與之配合，使燃氣充分燃燒，增大燃燒強度，提高供給爐膛的熱量，從而提高爐堂的溫度來滿足生產(chǎn)工藝的要求。 4總結(jié) 在實際工作中、理論指導(dǎo)實踐是十分重要的、通過對焙燒爐前燃氣壓力的調(diào)節(jié)及空氣進入量的調(diào)配、圓滿地解決了焙燒爐火焰軟而短、爐溫低的問題。
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