燃烧效率.docx

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燃烧效率

提高蓄热式还原炉燃烧效率的途径

一、提高蓄热式还原炉燃烧效率的途径

燃烧是在有氧状态下的一种化学反应，也就是某种元素与氧发生化学反应生成氧化物的放热反应过程。

燃烧涉及的主要物质，即燃料和氧。

其中氧是由空气来供给的。

空气中包含的79%的氮，%的氧和极少量的其它气体。

所谓提高燃烧效率，就是让适量的燃料和适量的空气组成最佳比例进行燃烧。

因为空气中有79%的氮气，这些氮气不参加燃烧，但在燃烧过程中被加热，吸取了能量然后从烟道中被排到大气中去。

即为了使空气中%的氧参与燃烧，必须要加热比氧多将近4倍的氮，然后将其放掉。

这些能量的损耗是不可避免的，但却可以减到最低的程度。

如果能在保证燃料充分燃耗的前提下最大程度地减少空气的输入量，则这种形式的损耗将减至最低。

但空气量的减少是保证燃料充分燃烧的前提下，否则由于燃料未充分燃烧的能量损失也是十分可观的。

当鼓风量过大时（即空燃比α偏大），虽然能使燃料充分燃烧，但烟气中过剩空气量偏大，表现为烟气中O2含量高，过剩空气带走的热损失增大，导致热效率偏低。

与此同时，过量的氧气会与燃料中的S、烟气中的N2反应生成SO2、NOX等有害物质。

而对于还原炉，烟气中氧含量过高还会导致还原罐氧化烧损。

当鼓风量偏低时（即空燃比α减小），表现为烟气中O2含量低，CO含量高，虽说排烟热损失小，但燃料没有完全燃烧，热损失增大，热效率也将降低。

另外，烟囱也会冒黑烟而污染环境。

综上所述，减少不必要的能量损耗、提高燃烧效率的关键就在于使空气和燃料的配合达到最佳程度，既不浪费更多的燃料，也不加热更多的空气再白白放掉。

怎样才能做到这一点呢由于烟道气中含有所有这些信息，所以一个最直接的方法就是利用分析仪监视烟道中的能量损失情况，并适量调整空/燃比，使能耗降到最低。

目前几乎所有的工业炉窑是在调试时找出燃烧的最佳空/燃比点，并以烟道氧含量来标志。

一般将氧含量控制在3%-5%。

由此可知提高燃烧效率最直接的方法就是使用烟气分析仪器（如烟气分析仪、燃烧效率测定仪、氧化锆氧含量检测仪）连续监测烟道气体成分，分析烟气中O2含量和CO含量，调节助燃空气和燃料的流量，确定最佳的空气消耗系数。

烟气分析仪已经成为控制炉窑燃烧和运行不可缺少的重要设备，正确使用它并通过它合理调节炉窑热工操作参数，将收到以下效果：

（1）节约能源。

减少助燃空气量和排风量，节省通风机动力费用。

减少烟气中过量空气带走的热量损失，达到节能的目的。

或减少过量燃烧供给量，直接实现节约燃料。

（2）减少环境污染。

减少NOX、SO2等污染物的排放。

（3）提高产品质量。

控制烟气残氧量可减少还原罐氧化烧损，提高企业经济效益。

4）延长炉窑使用寿命。

二.发生炉煤气燃烧计算

已知发生炉煤气湿成分（%）为：

CO干

H2干

CH4干

CNHM干

CO2干

H2S干

O2干

N2干

H2O

CO湿

H2湿

CH4湿

CNHM湿

CO2湿

H2S湿

O2湿

N2湿

H2O湿

煤气中水分为加压机出口温度40℃时，饱和含水量是m3,则：

H2O湿=湿=R干{100/（100+干水）}

1、煤气发热量按公式

Q低用=CO湿+H2湿+CH4湿+C2H4湿+……+H2S湿

=

=（KJ/m³）=1438（Kcal/m³）

1，助燃空气量按公式

L0=

CO湿+H2湿+2CH4湿+3C2H4湿-O2湿+H2S湿

21

=

21

=（m³/m³）

取a=,则

Ln=（m³/m³）

湿空气需要量（若需考虑空气中的水时）

Ln湿=Ln（1+ϕg水干）（m³/kg）或（m³/m³）

=（1+式中ϕ--当地空气平均相对湿度按照（68％）；

g水干--空气的饱和水汽含量，（按照20〫,g水干=m³）。

2，实际燃烧产物体积按公式（1-20）

VCO2=（CO+CO2+CH4+2C2H6）*

=（++）

=（m³/m³）

VH2O=（2CH4+3C2H6+H2+H2S+H2O+ϕg水干LN）*

=（+++）

=（m³/m³）

VO2=（a-1）LO

=（）

=（m³/m³）

VN2=（N2+79LN）*

=（+）

=（m³/m³）

则:

Vn=VCO2+VH2O+VN2+VO2+VSO2

=++0++（m³/m³）

=（m³/m³）

4、实际燃烧产物组成

CO2=（VCO2/Vn）100%

=

=%

H2O=（VH2O/Vn）100%

=.

=%

O2=（VO2/Vn）100%

=

=%

N2=（VN2/Vn）100%

=

=%

烟气检测：

及时掌握燃烧气氛，确定燃烧是否充分或空气过剩。

烟气标准：

残氧≤5％（3-5％）

CO≤1％

CO2≤15±2％

注：

1、烟气中残氧含量以煤烟为准，CO含量以空烟为准；

2、检测时，残氧通过烟气中CO2含量进行比对分析；如果CO2含量偏差较大，需查明是泄漏的原因，还是实际空气系数过大的问题；否则，不能作为调整的依据。

检测时，监测点前系统不允许有泄漏。

三、脉冲燃烧调整规程

1、各部门职责

a、车间

Ⅰ、加强对烧嘴前手阀及烧嘴进行维护；

烧嘴喷口是燃烧系统的关键部位，要最优的气体出口速度和喷射角度，既保证充分燃烧又强化炉内温度均衡，避免局部高温过热；

Ⅱ、负责炉内温度的均衡，勤侧、勤调、亲看；

Ⅲ、负责升温曲线的制定；

b、中控

Ⅰ、对入炉煤气、空气的量进行适时控制及调整，要保证总量供用的稳定；

Ⅱ、负责根据实际煤气热值对空燃比进行修正；（加强煤气成分的热值化验，填报）

Ⅲ、及时通过气缸上的接近开关及控制界面的启闭位置，了解换向是否正常，及时判断故障；（三通换向阀，以压缩空气为气源，通过PLC模块输出的24v电源控制电磁阀的得电与失电，控制气源的通断，来打开或关闭阀门）

Ⅳ、通过烟气分析控制空煤比，并结合实际操作经验，逐步摸索，使空燃比趋于合理；

c、电控

Ⅰ、加强对各换向阀、快切阀、调节阀、电磁阀，气缸等脉冲燃烧控制系统设备的维护；

Ⅱ、对温度、流量、压力等仪器仪表进行效验；

Ⅲ、负责脉冲燃烧系统各流量阀、调节阀开度，及升温曲线的设定；

2、操作规程

a、参照以往各烧嘴前手动蝶阀开度，逐个打开各个烧嘴；

如:

1线或二线

上排烧嘴由外向内煤气开度：

40-50％→20-25％→0-5％

下排烧嘴由外向内煤气开度：

20-25％→10-15％→0-5％

空气手阀开度：

比煤气大10％；

注意：

下排烧嘴空间较小，不要开的过大，否则易烧损氧化还原罐；

b、监测还原罐罐温，根据还原罐纵向横向温差，逐个烧嘴进行调节，确保还原炉内温度均衡，并做好记录，特别是烧嘴前手阀的开度，必须在现场做好标记；

注意：

※一线、二线还原炉还原罐前、中、后三个火道中心温度，作为每个烧嘴供热量的依据；逐个还原罐的温度，作为烧嘴火焰长度的依据；

※三线、四线还原罐前、中、后温度，作为每个烧嘴火焰长度的依据；逐个还原罐的温度，作为烧嘴供热量大小的依据；

※各工况均在距烧嘴喷口1m左右达到最高温度，随后温度变化不大，比较平缓，火焰长度适宜；

c、罐温均衡，火焰长度合适后，观测中控界面空气、煤气流量，压力，流量阀开度，并做好记录；

d、逐个按调整好的开度，确定每个烧嘴的空气、煤气流量；

（※因煤气手阀易堵，运行20天左右稍加大开度，30天左右再适当开大，但不要超过30-35％；）

e、监测烟气，根据烟气残氧、CO、及实际空气过剩系数，调整空煤比；确保空煤比合理，烟气成分符合要求；

f、逐个微调烧嘴，确保每个烧嘴空煤比与中控显示空煤比相符（或接近），温度均衡；

g、设定煤气、空气、烟气流量阀开度，脉冲燃烧投入运行；