燃油锅炉尾部再燃烧机理初探及对策

燃油锅炉尾部再燃烧机理初探及对策
    一、锅炉尾部再燃烧事故概况
    l、1981年6月6日4号炉在运行过程中。
    中班16时交班时炉前有5个焦炉煤气烧璜，用量4000ms／h,油枪一支，用油量约800 kg]hJ炉后有3个高炉煤气烧嘴，用量23000mslt,总发l热量约191.965MJ/h（45.85百万大卡／时），蒸汽负荷58 - 60t/五），引风机挡板开度**,送风机总挡板开度40%，炉膛正压20～30Pa(2～3 mmHz0)。
    夜班；一直靠减少送风的手段调整炉膛负压，但始终为正压。3点40分蒸汽负荷由53t／h下降至40t／h．5点10分增加i^r高炉煤气烧嘴，送风总开度都由40%降至lo%，烟囱冒黑烟。6点10分停下油枪，负荷35 t/h,烟囱仍冒黑烟，6点36分-7点15分，负荷30t／h，点720分负荷20t]h，送风挡板开度为20y0，炉膛正压，引风机入口金属烟道冒烟，引风机电动机电流到零，然后又升至18A,灰斗掉火星。7点30分停送引风机}7点50分空予器二回程甲侧墙人孔盖烧红，即用消防水灭火。
    2\1984午1月20日2号炉在开炉过程中。
    15点40分点燃l替焦炉煤气烧咀，17点10分点燃4#焦炉煤气烧咀；18点02分汽压达0.8 MPa,点燃l号油枪，此时锅炉总热负荷约66.9888MJ／h（16百万大卡／时）。18点20分蒸汽压力为1.5MPa，温度300℃，考虑到要砌炉膛入孔处保温砖，又解列l号油枪并加大炉膛负压100Pa，排烟温度为125℃,18点40分再点燃l号油枪，到18点40分，主蒸汽压为2
 MPa,温度350℃时，发现操作盘上三个排烟温度指示均已到头（满量程200℃）。
    检查发现：引风机出口防爆门爆破大冒黑烟，接着发现空预器甲侧三～四回程人孔烧红，打开消防蒸汽，火即变暗。
    3、1987年1月3日2号炉在停炉过程中。
    停炉前，蒸汽负荷为50 - 57t／h,燃厣烧嘴为2‘、3‘、4‘、6‘油枪,1‘焦炉煤气，锅炉总热负荷约为209.34MJ/h(50百万大卡／时)，10分钟内依次解列各烧嘴，停止送风机运行。14点50分停炉时引风机挡板开度**,送风机挡板总开度为25%，排烟温度为170℃，烟囱冒淡黑烟。
    该炉全部燃烧火嘴停完后，5号焦炉：荣气烧嘴关不严，引风机需要继续运行，5务钟后排烟温度达190℃，即打开消防蒸汽，排烟温度瞬时间到头，炉膛负压不稳，强行停下引风机，接着发现空预器乙侧三～四回程间人孔盖板烧红，用消防水灭火。
    -、锅炉尾部产生再燃烧的机理
    物质燃烧的三要素是：有可燃物，具备一定的温度和足够的氧气。锅炉尾部产生再燃烧的机理也不外乎这三点。
    l、可燃物沉积在尾部受热面上，是造成再燃烧的物质基础
    在对锅炉进行的热平衡试验过程中，对锅炉尾部受热面上沉积的尘垢的测试，表明烟垢中存在着可燃物。未燃尽的油滴粘附在尾部受热面上，正是形成可燃性烟垢的直接原因。
    事故本身已经证实：尾部几次再燃烧均在空预器，特别是末端被碳黑严重堵塞，甚至水冲不走，钢钎也捅不动。如左1983年11月的2号炉一、二程回的空预器上，表面隆起的碳黑山包将入孔门堵塞，引风机后烟道剧烈振动，足以说明空预器烟气流通截面被堵塞的严重性，、为再燃烧提供了物质基础。
    经过对燃烧性质的确定，设备运行状况的观察，分析尾部受热面烟尘沉积的主要原是：
    ①使用的油质差：自1983年开始使用的高粘度渣油唇9月3日抽样粘度达3。24沲，油库送出油温为13 5--14℃，油压压降达0.5～0.6MPag油管堵塞经常发生，正在使固的涸枪亦会自堵，‘炉膛的水冷壁面上牢牢的挂上大焦块，又据】986年12月5日用油的化验报告粘度为2.581(100C)，这样的油要力Ⅱ热到160℃以上才能达到3-4'E，而目前的燃油加热装置是达不到这一要求的。庙于油的粘度太大，燃油雾化不好，这是产生可燃性烟垢的主要原因。
    ②油枪（燃烧器）长期处在恶劣的条件下工f#，功能逐步减退，再加上其结构是按粘度较溉的胜利油田渣油设计，难蹦适应高牯度油的要求，因此燃烧恶化状况经常出现，以致穴量浦滴碳化而形成碳黑粘附在受热面土。
    ③锅炉原设计的钢珠除尘器的初期未能经：曾使用，再加上原设计上某些结构的问题，很难利用共振力弹掉依附在管壁上的烟尘，天长日久，大量的钢珠也与碳黑一起沉积在管间，反而加刷碳罴堵塞的作用。
    ④由于供热是有季节性的，锅炉经常处于低负荷状况下运行，烟速较低，随烟气流动的碳黑很容易沉积下来。
    2、锅炉尾部出现过剩氧是再燃烧的外因条件
    锅炉尾部烟道中的含氧量来源主要是入炉风量过剩，其次是炉体和烟道漏风较多。如19 8 -1年2号炉开炉时尾部再燃烧的产生就是}}j予打开入a r琊势砖，大量新鲜空气进入尾部烟道的原因。丽1987年2号炉停炉君由于引风机较长时间运行，同样尾鄢烟道进入大量冷空气。
    特别值得一提的是：尾部过剩氧气来源的又一途径，是空预器钢管嚼蚀穿孔造成空气进入烟道。例如1981年4号炉尾部再燃烧，就是大量的空气在空气预热器中短路而形成的i对三次尾部再燃烧情况的检查分析，证实空气予热器确实有大量腐蚀穿孔的现象存在。
    尾部受热面产生腐蚀的主要原因是由于燃料中，特别是渣油中含硫（约2%一4%），而在受热面的温度低于烟气露点时，烟气中的水蒸汽和硫燃烧生成的兰氧化硫结合成的硫酸凝结在受热面上，严重的腐蚀着受热面。由于锅炉的通常燃烧方式是油一煤气混烧，局部空气过剩的状况必然存在，因此烟气含氧量通常在4%一s%左右，较严重的出现在4号炉，19 79年开始运行，不到两年其空预器就大部分府蚀，从而产生了较严重的一次尾部再燃烧。
    3、温度是促成尾部再燃烧的重要因素
    锅炉尾部再燃烧实际上一个自燃过程。在锅炉正常运行中，尾部烟道烟气流速较快。散热条件好，即使尾部积有烟垢，其热量也会被烟气带走，不会着火燃烧。但是在停炉或锅炉低负荷运行，及开炉过程中烟气流速很低，散热条件差，烟垢析出的热量散不出去，温度逐渐升高，达到闪点着火燃烧。1981年4号炉尾部再燃烧实际上就发生在锅炉低负荷运行时，送风很少，烟气流速很低。
    1981年2号炉的尾部再燃烧发生在开炉过程中，当时尾部烟道堵塞，流通截面很小，烟气受阻，散热不良的状况下发生的。
    1987年2号炉尾部再燃烧则是由于引风机将高温烟气抽到尾部烟道，由于堵塞严重，烟气流通不畅，就会形成再燃烧，这已得瓣
切的证实。
    兰、防．止尾部魍道再燃烧采取的对策
    对锅炉尾部再燃烧事故机理的分析，使  我们找到了采取的对策。
    1、已采取的对策
    (1)改装燃烧器：从设备上治本这是解决问题的关键，使所用的燃烧装置要适合现用燃料的特性和燃烧方式。为适应油一煤气混烧的要求，新装的燃烧器将油、煤气用风分开，加强了燃料的前期混合扰动，操作人员。可灵活操作，保持正常的风压，增加了根部风，对油枪实行有效的保护。
    此外，为了从宏观上控制着油枪的雾化质量，设置了油枪简易雾化台，为良好的燃烧奠定了基础。
    (2)加强燃烧调整，这是从主观能动性上解决问题的关键所在。
    ①为消除油一煤气间的争风而都烧不好的状况，将不同燃料分别在不同的锅炉上使用。
    ②积极创造条件多用煤气，设法提高排r烟温度，使尾部受热面温度**烟气露点，消
除低温腐蚀。
    ⑧采用电视监视烟色，为确定是否完全烧提供操作依据。
    ④对油枪实行轮换使用，定期清洗或更
换的制度，确保良好的雾化效果。
    (3)对操作人员逐步实行低氧燃烧考核，以化验氧量分析为依据，尽量降低过剩空气量。并对某些入孔实行砌砖，减少漏风。
    (4)从1982年2月开始，对各炉空预器易腐蚀的一、二回程钢管更换为GG17硼硅玻璃管。实践证明这项新工艺、新材料起动了防腐蚀，抑制尾部再燃烧的作用。
    (5)坚持每次停炉盾必须清除烟垢，并用高压水将尾部受热面清洗干净，较近已在2号炉上装上了旋转式蒸汽吹灰器和固定武半自动高压水清洗装置，经试用一段时间后1再决定是否推广（因水洗可能造成停役期腐蚀）。
    (6)制定停炉措施，完善各个操作环节。
    2、可进一步考虑的对策
    (．1)在使用高粘度渣油时，在炉前装燃油加热器，确保燃用油的压力与温度。
    (2)进一步完善燃烧装置，增强二、三次风的可调性。
    (3)将空预器玻璃管箱的衬管改成不锈钢管，消除烟腐蚀可能造成的漏风，延长玻璃管箱使用时间。
    (4)对周期性停炉尾部用碱水冲洗，促酸碱中和，减少酸性腐蚀。
    防止以至根除尾部再燃烧事故的产生，是一项繁杂的系统工程，但只要坚持不懈的探索，并主动发现问题解决问题，相信一定能够成功。

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