重慶化工醫(yī)學(xué)工程:氣體燃燒裝置回火的表現(xiàn)形式、原因分析和處理辦法
發(fā)布日期：2020-05-21 來源：admin
重慶化工醫(yī)學(xué)工程:氣體燃燒裝置回火的表現(xiàn)形式,、原因分析和處理辦法
催化劑的生產(chǎn)制備過程中,，大量用到利用高溫進(jìn)行焙燒,、加熱與干燥的爐子，也用到處理尾氣的焚燒爐等,。通過燃?xì)馀c空氣混合燃燒產(chǎn)生火焰,，即燃?xì)饧訜釥t，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[1],。根據(jù)燃?xì)馀c空氣混合情況不同,，一般將氣體燃燒器的燃燒分為三種方式，即擴(kuò)散式燃燒,、預(yù)混部分空氣燃燒（大氣式燃燒）和無焰燃燒,。對于后兩種燃燒形式，燃?xì)夂涂諝饣旌虾?，從火嘴噴出并被點(diǎn)燃,，不一定形成穩(wěn)定的火焰。氣體回火燃燒就是混合氣體離開火孔的速度小于燃燒速度時,，火焰根部鉆進(jìn)火孔,，破壞了燃燒的動平衡條件，發(fā)生了混合氣體在燃燒器引射管內(nèi)燃燒的狀況,，燃燒點(diǎn)的火會通過管道向氣源方向蔓延,。回火現(xiàn)象必須解決,，它破壞了一次空氣的吸入（當(dāng)燃?xì)庖淇諝鈺r,，造成空氣不足，火焰向混合腔進(jìn)行,，稱為回?zé)虻挂u回火,；當(dāng)空氣引射燃?xì)鈺r，則因空氣量過大，造成不完全燃燒,，引起爆鳴和噪音,，稱為逆火或爆鳴回火） [2]。如果回火發(fā)生在混合腔內(nèi),，可能會發(fā)生如下狀況：燒毀噴嘴,、將混合腔燒變形甚至燒出裂縫，嚴(yán)重回火可能引起爆炸,。我單位焚燒爐在投用后一直不正常,，頻繁發(fā)生回火現(xiàn)象；鐘罩窯也發(fā)生過一次回火,。下面將結(jié)合不同情況對回火的表現(xiàn)形式作具體描述和原因分析,，并提出改造措施，介紹改造后的效果,。
1 新活化焚燒爐回火
1.1 系統(tǒng)簡介
我公司生產(chǎn)運(yùn)行一部新活化系統(tǒng)包括燃?xì)馐交祜L(fēng)間接加熱熱風(fēng)爐,、助燃風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)供風(fēng)機(jī),、尾氣焚燒爐,、排煙氣風(fēng)機(jī)、智能燃燒控制系統(tǒng)等,，尾氣燃燒器使用ECLIPSE公司的線性燃燒器,。
1.2 存在問題
尾氣焚燒爐自2017年2月投用以來一直不能穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)常出現(xiàn)回火,。鼓引風(fēng)系統(tǒng)整體運(yùn)行在微負(fù)壓環(huán)境內(nèi),，微負(fù)壓為-2 ～ -1 kPa。設(shè)備尾氣燃燒器使用的是ECLIPSE公司的線性燃燒器,，爐頭燃?xì)馊牍茉趥?cè)面,，因而爐頭整體在外面，燒嘴無法探入系統(tǒng)內(nèi),。這樣,，實際在點(diǎn)火和燃燒過程中，爐頭部份很難和系統(tǒng)一樣保持負(fù)壓,。出現(xiàn)的現(xiàn)象是點(diǎn)火初期能正常燃燒,，隨著溫度升高，達(dá)到150 ℃左右時會出現(xiàn)回火,，火焰向外燃燒直接燒到燃?xì)夤芫€,，非常危險。在不點(diǎn)爐的情況下,，系統(tǒng)負(fù)壓建立迅速平穩(wěn),，負(fù)壓較大,；當(dāng)燃燒到150 ℃以下時，燃燒基本平穩(wěn),；但通過爐子后面的小視窗可以發(fā)現(xiàn),，火焰是向外燒的，窗子開大點(diǎn),，火焰就向爐內(nèi)退一點(diǎn),，但即使開到*大，當(dāng)溫度達(dá)到150 ℃以上時,，火焰就不后退了,，在不確定的時間點(diǎn)就聽到砰的一聲，火焰就向外燒,，從爐頭的縫隙噴出。進(jìn)一步觀察可以發(fā)現(xiàn)火焰的顏色是發(fā)黃的,，說明系統(tǒng)的供氧不夠,。所以一開始我們采取的方法是盡可能密封爐頭和爐體的縫隙，希望能在爐頭建立負(fù)壓,，既不讓火焰向外燒又能提供足夠的氧,，但不起作用。又在助燃風(fēng)管線上加閥門,，通過調(diào)節(jié)助燃風(fēng),，調(diào)節(jié)爐頭的壓力，還是不行,。從圖1可以看到回火的不同狀態(tài),，火焰把焊縫燒開，嚴(yán)重時把爐頭的固定鋼板都燒塌變形,。在平時的操作中還發(fā)生過點(diǎn)火時爆燃的情況,，爐體劇烈振動，把爐體外側(cè)固定用的條形鋼帶都震開了,，螺絲飛出,。氣動系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、干燥機(jī),、儲氣罐,、控制閥件、管道等組成,?？諝鈮嚎s機(jī)的容量根據(jù)氣動閘擋水高度、寬度及起升時間要求確定,。氣動系統(tǒng)設(shè)有手動控制閥,，以備失電情況下可手動排氣使閘門倒伏。
1.3 原因分析
不同結(jié)構(gòu)形式的燒嘴，可以造成不同的氣流混合條件,，形成不同的混合強(qiáng)度,，火焰的穩(wěn)定性也就不同[3]。從本質(zhì)上說,，導(dǎo)致燒嘴回火的根本原因是火焰?zhèn)鞑ニ俣却笥跉饬髁鞒鏊俣?。燃燒傳播過程引起的穩(wěn)定狀態(tài)——這一依靠建立氣流速度和燃燒前沿傳播速度之間的平衡關(guān)系被打破所造成的。層流下燃燒前沿的傳播速度稱為正常傳播速度,，紊流下的傳播速度稱為實際傳播速度,。盡管實際燃燒多是在紊流下進(jìn)行，但層流下的燃燒問題是*基本的,，也很具有實際意義,。影響正常傳播速度的因素包括可燃?xì)獾某煞帧舛?、相對壓力,，可燃混合物的初始溫度、氧含量和流動阻力等,。如果氣流速度很低,，低于此處的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋够鹧鎰偤眠M(jìn)入燒嘴口,，在邊界層內(nèi)發(fā)生了回火現(xiàn)象,。即，當(dāng)在燒嘴邊緣處的速度梯度g達(dá)到一個臨界值時,，回火就發(fā)生了,。
