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(duì)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(shí),，火焰根部鉆進(jìn)火孔,，破壞了燃燒的動(dòng)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(huì)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(shí),，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(shí)，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(huì)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(duì)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(jiǎn)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(shí)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(shí)會(huì)出現(xiàn)回火,，火焰向外燃燒直接燒到燃?xì)夤芫€，非常危險(xiǎn),。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(shí),，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(shí),，火焰就不后退了,，在不確定的時(shí)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(shí)把爐頭的固定鋼板都燒塌變形,。在平時(shí)的操作中還發(fā)生過點(diǎn)火時(shí)爆燃的情況，爐體劇烈振動(dòng),，把爐體外側(cè)固定用的條形鋼帶都震開了,，螺絲飛出。氣動(dòng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī),、干燥機(jī),、儲(chǔ)氣罐、控制閥件,、管道等組成,。空氣壓縮機(jī)的容量根據(jù)氣動(dòng)閘擋水高度,、寬度及起升時(shí)間要求確定,。氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)控制閥，以備失電情況下可手動(dòng)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(shí)際傳播速度,。盡管實(shí)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(shí)際意義,。影響正常傳播速度的因素包括可燃?xì)獾某煞?、濃度,、相?duì)壓力，可燃混合物的初始溫度,、氧含量和流動(dòng)阻力等,。如果氣流速度很低，低于此處的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，使火焰剛好進(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(gè)臨界值時(shí),，回火就發(fā)生了。
