天然气焙烧炉作业时燃烧不正常的问题分析处理

发布时间：2021/10/18 16:17:57 来源:www.jsxjn.net 浏览次数：

 

一、控制系统问题分析

       控制系统问题导致燃烧不正常在焙烧的过程控制中，从天然气焙烧炉的各点采集温度和负压信号经本地控制系统PLC处理，周期性传输至中央控制调节站，调节站将这些信号与设定值进行对比分析处理，然后将指令通过PLC节点控制器，对燃烧架的电磁阀进行调节，来控制燃料的输入量和排烟架的蝶阀开度，达到温度的控制。在这个焙烧过程中，控制量受多种因素的影响：如负压、火道含氧量、气体流速，焙烧炉密封、热电偶故障等。每一个因素的错误出现都会导致天然气不正常燃烧。比如炉室火道温度过低，控制系统通过信息比对，发现温度低后会不断的向火道内喷天然气，已达到升温的目的，但是在实际生产中如果温度过低之后就大量喷入天然气，不但不会使火道温度上升，反而会使火道温度急剧下降。这就是天然气没有充分燃烧的结果，造成天然气过量，过量的天然气还会带走火道的部分热量和火道氧气，造成本来就低的的火道温度继续下降，这也是自动控制系统的弊端和缺陷。另外燃烧架的热电偶也常会出现故障，使采集的温度信号错误，控制系统用错误的信号进行比对，发出的控制信号和控制指令当然也是错误的，这种情况往往使得燃烧不充分造成天然气的浪费和燃烧系统的紊乱。因此保证燃烧系统信息采集的正常化和偏差值在控制系数范围之内是系统正常燃烧的前提。

二、天然气喷嘴问题分析和处理分析

       燃烧架的喷嘴问题导致燃烧的不正常我们的焙烧炉室深度是5360mm，在生产中天然气的着火温度为750℃～850℃。因此生产中要求火焰强度硬，长度在0.3～0.5倍的深度才能满足生产需求，但是在实际的生产中发现天然气的燃烧不能满足生产工艺需求，在焙烧过程中实际温度曲线与设定的曲线不能吻合，或者不能很好的追赶既定的升温曲线。生产中通过不断的摸索，我们发现造成上述问题的原因之一是喷嘴出现口径烧化变小或堵塞造成天然气不能顺利的从喷嘴喷出，或者由于堵塞使喷嘴喷出的天然气量急剧减少，致使天然气的火焰变软变短，达不到燃烧的温度要求；原因之二是喷嘴口经过长时间使用烧化分叉致，造成喷嘴处的天然气压力减小，使喷嘴处的天然气喷出的瞬间四散而达不到喷射的长度，达不到燃烧温度的要求。致使喷嘴口天然气压力不足，火焰软而短。

 

三、天然气压力不足导致燃烧的问题分析

正常情况下天然气的总管压力为110kPa左右。以前曾经出现火道温度滞后，天然气耗量升高的迹象，后车间经过多方面的原因查找，逐个排除，然后查实由于天然气的压力降为80kPa～90kPa造成这种不利因素，并且此种不利因素对产品造成一定的影响。后经过协调，将车间天然气总管压力上调至110kPa，解决了温度滞后等问题。究其原因，当天然气压力降低时，天然气供給量就会不足，天然气瞬时流量将减小，则燃烧器喷嘴的天然气气流速度减小。根据气体的燃烧特性，燃烧器出口燃气气流速度的大小，直接影响火焰的强度与燃烧器的燃烧强度，而这两者又直接影响到炉室火道温度的高低。在燃烧系统的工作过程中，当燃烧器出口气流速度增加时，因氧气向焰面扩散的速度基本未变，这就使焰面的收缩点离喷口越来越远、火焰长度不断增加。这时、火焰的表面积增加、单位时间内燃气燃烧量增加，于是火道内燃烧强度增加。当气流流速度进一步增加、由于燃气与空气的混合大大加强、燃烧过程得到强化、火焰表现为硬性[1]。由上可知，燃烧系统燃烧器的燃烧强度是随喷嘴口天然气流速的增加而增加的，当天然气压力降低，造成喷嘴出口气流速度减小，使火焰变短，变软，使得燃烧器热强度降低。因此，保证天然气压力是燃烧系统正常燃烧的必备条件，也是保证火道温度和产品质量的前提条件。

四、空气供应量问题分析处理

燃烧系统的空气供应量对正常燃烧的影响焙烧炉室在运行中，空气供应来自于两个源头。一是鼓风架对火道的鼓风量，二是燃烧器底座的观火孔。空气供给量的多少直接影响火道温度的高低。燃烧反应应该具备燃气燃烧供给适量的氧气。每标准立方天然气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，称为理论空气需要量V0。燃气与空气混合燃烧时、由于存在不均匀性、因此燃气完全燃烧所需实际空气量为V、实际供给的空气量V与理论空气需要量V0之比称为过剩空气系数a，即a＝V／V0。在燃烧过程中a值对燃烧器的热效率有着直接的影响。a值过小，天然气出现过剩，燃烧的热能不能充分发挥；a过大,烟气量变大,大量的烟气会带走部分热量，致使火道温度降低,增加了排烟热损失，使燃烧器的热效率下降，结果使火道降低。由以上分析可知空气供给量不足或过剩，都会影响天然气的正常燃烧，使火道热效率降低，火道温度降低。

五、问题处理方案

1、保证燃烧系统的控制系统正常稳定运行、热电偶测温及各个测温测压架的准确性。调温工发现火道温差大时，及时地打为手动调节，避免出现自控系统因自身缺陷导致天然气喷量过大，过剩使之不能正常充分燃烧。

2、对喷嘴的情况及时检查，发现有烧化和堵塞的，及时更换。

3、对天然气的压力适时监控，确保压力在110±5kPa的范围内。

4、正常生产过程中燃烧器观火孔都是关闭的，必要时可打开进行调节。燃烧系统中空气供应量重点是对鼓风架适时进行调整，达到控制空气供应量的目的。控制的标准是使得天然气既能够充分正常燃烧，又不带走火道热量。

       用逐个影响因素排除的方法，切实解决了我们生产中的实际问题，通过效果的验证，能够解决一定问题。相信只要我们能够认真的按照上述结论去做，就一定能够较大程度的解决焙烧车间天然气燃烧不正常的问题。不正常燃烧问题的解决将有利于我们焙烧工艺控制中边火道温度、挥发份位置、天然气、净化焦油排放量等指标的有效控制。