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燃气焙烧(shāo)炉炉温(wēn)低、火焰(yàn)软而短不正常工况产生的原因,洛(luò)阳(yáng)燃烧器(qì)厂(chǎng)家(jiā):焙烧炉(lú)燃烧器 不正(zhèng)常(cháng)的原因分析及解决方法
2.1焙烧炉炉温低的原因
焙烧炉生产工艺(yì)要求:炉温(wēn)330℃、火焰硬(yìng)、长2米、检查中发现实际(jì)炉温为280℃,火(huǒ)焰(yàn)软而短(duǎn),长小于(yú)1米、燃烧特性不能满足生产工艺要求。
根据燃(rán)气工业炉的燃烧特性,引起炉(lú)温低(dī)的因素有 :
(1)燃烧器的热负荷小;
(2)燃(rán)烧(shāo)器布置(zhì)不合理;
(3)燃烧器喷嘴堵(dǔ)塞;
(4)炉前燃气压力下降;
(5)燃烧器头部损坏(huài),燃烧工况恶化;
(6)空气供应不足或(huò)过剩;
由于焙烧炉以前能正常运行,可排除第(1)(2)两个因素。对燃烧器进行(háng)检查后、燃(rán)烧器(qì)是引射式低压燃烧器,结构正常.可排除第(3)(5)两个因(yīn)素。因此,可集中(zhōng)从第(4)(6)两点对燃烧系(xì)统不正常工况产生(shēng)的原因进行分析、从而找出解决问题的办法。
2.2炉前燃气压力(lì)对火(huǒ)焰及炉温的影响(xiǎng)
焙(bèi)烧炉(lú)的燃(rán)烧器为低压引射式燃烧器。根据《燃气(qì)燃烧与(yǔ)应(yīng)用》中燃气引射空气的原理及(jí)动量定理,连(lián)续性及能量(liàng)守恒定律;当炉前燃气压力降低时(shí),燃气(qì)引射的空气量Ma减少。由《燃(rán)气(qì)燃烧与应(yīng)用(yòng)》中火孔出口燃气流Vp为(wéi):
Lg(1十us)
Vp=----------------
Fp
Lg=0.0035Ud2√H/S
式中 Lg——圆形喷(pēn)嘴的流量(m3/h)
u=ma/mg——质量引射系(xì)数;当燃气量及燃气压力降低时,ma减少,u减少。
Fp——火孔面积(当燃烧器选定时Fp一定)
M——喷嘴流量系数
H——燃(rán)气压力(lì)(Pa)
S——燃气(qì)的相对密度(空气=1)
当炉前(qián)燃气压力(lì)下(xià)降,燃气(qì)供给量(liàng)不足时(shí),Lg减小,u减小,则气流(liú)速度Vp减小。根(gēn)据燃气(qì)燃烧的特(tè)性,Vp,值(zhí)的大小直接影响火焰的(de)长度与燃(rán)烧器(qì)的燃烧强度,燃烧强度又直接影响炉温的高(gāo)低(dī)。图1为扩散式燃烧器喷(pēn)赌气流速度(dù)与燃烧(shāo)火(huǒ)焰长度工况的变化关系。
从图1可知,当V,增大时(shí),因氧(yǎng)气向焰面(miàn)扩散的(de)速度基(jī)本未变,这就使(shǐ)焰面的收缩点离喷口越(yuè)来越远(yuǎn)、火焰长度(dù)不断(duàn)增加。这时、火焰的表面积增加、单位时衙内燃气燃烧量增加,于是炉内(nèi)燃烧强度增加。当气流流速(sù)度进一步增加、气体流动状态由层流变为紊(wěn)流时(shí)、紊流火焰虽变(biàn)短,但由于燃气(qì)与空气的混合大大加强(qiáng)、燃烧过程得到(dào)强化(huà)、火焰表现为硬。
由气流(liú)速(sù)度Vp与燃烧器(qì)提供的燃烧(shāo)强度之(zhī)间的关系也可用下式表(biǎo)示:
Q=Fp·qp
而
H1 × Vp
qp=-----———10-6
(1十a'V0)
式中 qp——--火孔(kǒng)热(rè)强(qiáng)度(Kw/mm2)
H1——--燃气(qì)低热值(zhí)(KJ/N计)
a'———次空气系(xì)数
V0———理论空气需要量(Nnl’)
Vp——--火扎出口气流速度(m/s)
由上式可得,燃烧器(qì)的(de)燃(rán)烧强度(dù)随(suí)燃气出(chū)口(kǒu)流速Vp增加而增加。
通过(guò)以上分祈(qí)可知。炉(lú)前燃气压力降低,造成燃烧器出口气流(liú)速度减小,使(shǐ)火焰变(biàn)短,变软,使燃烧热强度降低(dī)。因此、炉前燃气压力(lì)下降是造成炉(lú)温低的原因之(zhī)一。
2.2空气(qì)供应对炉温的影响
空气(qì)供给量的多少也会影响炉(lú)温的(de)高低。由燃气燃烧反应必须具备(bèi)的(de)条件可知、燃气燃烧需供给适量的氧气。每标准(zhǔn)立方煤(méi)气(qì)按燃(rán)烧(shāo)反(fǎn)应计量方程式(shì)完(wán)全(quán)燃烧所需的空气(qì)量,称为理论空气需要量V0。燃气与(yǔ)空气混合(hé)燃烧时、由于存(cún)在(zài)不均匀性、因(yīn)此燃气完(wán)全燃(rán)烧所需实际空气量(liàng)为V、实(shí)际(jì)供给的空气量V与(yǔ)理论(lùn)空气需要(yào)量V0之比称(chēng)为过剩空气(qì)系数a,即a=V/V0。在燃烧过程个。的值对燃烧设备的(de)热效率有着直(zhí)接的影响。。过小,燃气燃烧时的化学热不能(néng)充
分(fèn)发挥;a过大,烟(yān)气体积(jī)增大,炉膛温(wēn)度降低,增(zēng)加了排烟热(rè)损(sǔn)失,使燃烧器(qì)的热效率下(xià)降,结果使炉(lú)温降低。炉子热(rè)效(xiào)率与过剩空气系数、排烟温度的关系可用(yòng)图(tú)2直(zhí)观(guān)表示。
由以上分析及(jí)图2可知(zhī)空(kōng)气供给(gěi)量(liàng)不(bú)足或过剩,会使炉体热效率降低,炉温(wēn)降(jiàng)低。
3解决焙(bèi)烧(shāo)炉不正常工况的方法
综上分(fèn)祈,烙烧炉(lú)火(huǒ)焰软而短、炉温低的原因有两个,一是(shì)炉前燃气压力低;二是燃气(qì)燃烧时空气(qì)供给(gěi)量不合理。要提高炉温,可通(tōng)过(guò)调节炉前(qián)燃气调压器、提(tí)高炉前压力(lì),同时调节(jiē)空气供给量与之配合(hé),使燃气(qì)充分燃烧,增大(dà)燃烧强(qiáng)度(dù),提高供给炉膛的热量,从(cóng)而提高炉堂的温度来满足生(shēng)产工艺的要(yào)求。
4总结
在实际工作中(zhōng)、理论(lùn)指导实践是十分重要的、通过对焙烧炉前(qián)燃气压力的调(diào)节及空气(qì)进入量的调配、圆满地解决了焙烧炉火焰软而短、炉温低(dī)的问题。