燃油鍋爐油噴嘴霧化效果的分析與改進

1燃燒設(shè)備的影響3.1噸/天的高壓儲油爐配備了一家十二烷基壓力廠的水泵裝置，由安裝了十二烷基壓力裝置和pta裝置組成，壓力量為1.4mpa、1.6mpa和0.35mpa。三個a和b爐的固定蒸發(fā)量為160噸h，c爐為220噸h。主要燃燒設(shè)備包括油嘴噴霧干燥器和配風(fēng)器，燃油油為重油和分解燃油油。在鍋爐運行過程中隨鍋爐負(fù)荷增加或降低,燃油噴嘴的霧化效果降低,導(dǎo)致爐膛內(nèi)燃料燃燒不完全,煙囪冒黑煙,油槍和爐膛受熱面結(jié)焦。油噴嘴受高溫影響,產(chǎn)生變形,墊片密封不嚴(yán)密,油槍漏油,影響燃油的霧化質(zhì)量并產(chǎn)生結(jié)焦,嚴(yán)重時,在不到一周的時間內(nèi)就引起油霧化器噴口嚴(yán)重破口,油不能完全燃燒,油霧化器和爐膛尾部煙道結(jié)焦,發(fā)生二次燃燒,甚至出現(xiàn)燃油入風(fēng)道引起失火等惡性事故。因此,油噴嘴霧化效果分析和運行參數(shù)改進與調(diào)整對燃油鍋爐安全和經(jīng)濟運行有重要意義。2油霧化程度的影響3臺鍋爐的油霧化器均采用內(nèi)混式Y(jié)型蒸汽機械式霧化器,結(jié)構(gòu)如圖1。蒸汽通過內(nèi)管分流至各個蒸汽孔,并在混合孔內(nèi)膨脹加速。油經(jīng)過內(nèi)外管之間的環(huán)形通道進入油孔,再在混合孔內(nèi)被高速蒸汽流沖擊,在混合孔壁面上形成油膜,油膜在蒸汽高速流動和蒸汽在噴口外再膨脹過程中被破碎成細油滴。實際燃燒過程中,配風(fēng)器一般是固定不變的,因此燃油能否完全燃燒關(guān)鍵在油霧化器出口的油滴的大小,即油霧化程度。油霧化程度與油霧化器結(jié)構(gòu)、油壓力及蒸汽壓力等參數(shù)有關(guān)。影響油噴嘴霧化效果的主要因素有:霧化蒸汽壓力、燃油壓力、蒸汽與燃油壓力之比、油粘度、油噴嘴的結(jié)構(gòu)以及噴嘴的進油和進汽方式等。噴嘴霧化特性試驗表明:當(dāng)霧化蒸汽壓力較低,或燃油壓力較高時,霧化粒子的平均直徑隨燃油壓力增大而增大。但是在適當(dāng)?shù)暮愣ǖ恼羝麎毫ο?燃油壓力在一定范圍內(nèi)變化,霧化粒子的平均直徑基本上保持不變。在燃油壓力一定時,霧化粒子的直徑隨蒸汽壓力增大而減小。試驗表明在霧化蒸汽壓力與燃油壓力之比大于0.9,且蒸汽壓力和燃油壓力均大于0.4MPa時,燃油壓力和蒸汽壓力在一定范圍內(nèi)變化,噴嘴出口仍然可以得到較好的霧化效果。試驗獲得的霧化粒子的平均直徑與霧化蒸汽壓力與燃油壓力之比的關(guān)系可以表示為:改變蒸汽和燃油進入方式,燃油經(jīng)過噴嘴中間,蒸汽在周圍流動時噴嘴霧化效果有所改進。3改進措施根據(jù)試驗結(jié)果和實際運行情況,對3臺燃油鍋爐的油噴嘴運行提出了如下一些改進措施,運行結(jié)果表明,這些措施取得了較好的效果。3.1保持霧化壓力在燃油調(diào)節(jié)器和蒸汽調(diào)節(jié)器之間加裝一個壓差調(diào)節(jié)器如圖2。因為燃油壓力和霧化蒸汽壓力在一定壓力差范圍內(nèi)變化時,噴嘴均能有良好的霧化效果,所以通過壓差調(diào)節(jié)器保持霧化蒸汽壓力大于0.9倍的燃油壓力。根據(jù)燃油壓力信號和霧化蒸汽壓力信號,壓差調(diào)節(jié)器經(jīng)過比較后輸出一個調(diào)節(jié)信號以控制霧化蒸汽調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)霧化蒸汽與燃油的壓力比,保證燃油有最佳的霧化效果并在爐內(nèi)完全燃燒。3.2鍋爐負(fù)荷對燃油霧化效果的影響為了使燃料油壓力與蒸汽壓力能夠在一定的范圍內(nèi)變化,使燃油達到最佳的霧化效果并且有最合適的火焰長度,在鍋爐負(fù)荷變化時,根據(jù)鍋爐負(fù)荷的大小,及時調(diào)整投用的油噴嘴數(shù)量。當(dāng)鍋爐負(fù)荷升高時,增加噴嘴個數(shù),以降低燃油壓力,保證良好的燃油霧化效果。實際運行中,當(dāng)燃油壓力保持在1.0～1.5MPa時,燃油霧化效果較好。3.3霧化粒子直徑隨燃油壓力變化噴嘴霧化特性試驗表明,改變?nèi)加秃挽F化蒸汽的進入方式,采用如圖3的流動路線,在相同的霧化蒸汽和燃油壓力下,霧化粒子的直徑有所減小。原流動方式下(如圖1),蒸汽壓力相同時,霧化粒子直徑隨燃油壓力升高而顯著增大,霧化效果急劇惡化。因此,改變?nèi)加秃挽F化蒸汽的流動方式,不僅可以得到更好的霧化效果,而且減小了燃油壓力波動對霧化效果的影響,操作更加穩(wěn)定可靠。3.4渣油時犯力Y型噴嘴在燃燒優(yōu)質(zhì)燃油時,不易結(jié)焦,但是在燃燒渣油時,噴嘴容易結(jié)焦和堵塞。采用油孔與汽孔相垂直的新型噴嘴,有利于將油孔內(nèi)的殘油帶走,油孔不易堵塞,同時在小流量工況下燃油也有較好的霧化效果。3.5密封墊片對接會出現(xiàn)結(jié)焦油槍長期高溫運行時,其內(nèi)外套管結(jié)合部容易發(fā)生變形,在清理油槍時,經(jīng)常出現(xiàn)墊片安裝不合適的問題。因為廠家提供的密封墊片一般是統(tǒng)一規(guī)格的,所以經(jīng)常出現(xiàn)加一只墊片有縫隙,加兩只墊片又太厚的問題,并導(dǎo)致油槍漏油,影響霧化質(zhì)量并容易產(chǎn)生結(jié)焦。因此采用不同厚度的墊片以適應(yīng)油槍變形造成的不同間隙的密封需要可以確保油槍頭不漏油,減少油槍頭結(jié)焦和堵塞對鍋爐運行的影響。3.6原料質(zhì)量不符合燃油噴嘴的破口除了因為油槍漏油,油槍結(jié)焦和堵塞的原因外,還與噴嘴鋼材質(zhì)量不符合要求,硬度較低等因素有關(guān)。當(dāng)燃油油質(zhì)發(fā)生變化,油內(nèi)含有雜質(zhì)時,噴口會受到高速磨損,使其破裂。采用材質(zhì)合格的高性能燃油噴嘴可以減少油霧化器噴口破口和油槍檢修次數(shù),保證鍋爐正常運行。3.7不同燃油加熱溫度對鍋爐運行的影響燃油粘度太大或太小均不利于油的霧化,而燃油粘度主要受溫度影響,因此鍋爐運行中,應(yīng)該根據(jù)燃油品質(zhì),合理調(diào)整燃油的加熱溫度以確保燃油有良好的霧化效果。根據(jù)鍋爐的實際運行經(jīng)驗,燃油溫度一般保持在150℃左右。4延長燃油鍋爐運行故障通過對燃油鍋爐油噴嘴霧化效果分析,采用了一