焙烧炉燃烧不正常的原因分析及解决方法 |
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摘要：分析燃气焙烧炉炉温低、火焰软而短不正常工况产生的原因,从而提出解决实际问题的办法。
1概述
汤姆逊佛山彩色显像管有限公司的焙烧炉冈长时间停产，恢复生产前委托我司对焙烧炉的燃烧系统进行检查维修。焙烧炉燃烧系统分为十个工作区、每区由炉前管道、燃烧装置和燃烧监视装置组成。每区炉前管道设置一组调压器，燃气通过调压器店、再通道炉前管道分配给本区的燃烧器。检查调试中我们发现焙烧炉燃烧系统存在以下不正常工况、十个工作区中、有三个工作区火焰软而短，炉温低。
2问题分析
2．1焙烧炉炉温低的原因
焙烧炉生产工艺要求：炉温330℃、火焰硬、长2米、检查中发现实际炉温为280℃，火焰软而短，长小于1米、燃烧特性不能满足生产工艺要求。
根据燃气工业炉的燃烧特性，引起炉温低的因素有 ：
(1)燃烧器的热负荷小；
(2)燃烧器布置不合理；
(3)燃烧器喷嘴堵塞；
(4)炉前燃气压力下降；
(5)燃烧器头部损坏，燃烧工况恶化；
(6)空气供应不足或过剩；
由于焙烧炉以前能正常运行，可排除第(1)(2)两个因素。对燃烧器进行检查后、燃烧器是引射式低压燃烧器，结构正常．可排除第(3)(5)两个因素。因此，可集中从第(4)(6)两点对燃烧系统不正常工况产生的原因进行分析、从而找出解决问题的办法。
2．2炉前燃气压力对火焰及炉温的影响
焙烧炉的燃烧器为低压引射式燃烧器。根据《燃气燃烧与应用》中燃气引射空气的原理及动量定理,连续性及能量守恒定律；当炉前燃气压力降低时，燃气引射的空气量Ma减少。由《燃气燃烧与应用》中火孔出口燃气流Vp为：
Lg(1十us)
Vp=----------------
Fp
Lg＝0．0035Ud2√H／S
式中 Lg——圆形喷嘴的流量(m3／h)
u＝ma／mg——质量引射系数；当燃气量及燃气压力降低时，ma减少，u减少。
Fp——火孔面积(当燃烧器选定时Fp一定)
M——喷嘴流量系数
H——燃气压力(Pa)
S——燃气的相对密度(空气＝1)
当炉前燃气压力下降，燃气供给量不足时，Lg减小，u减小，则气流速度Vp减小。根据燃气燃烧的特性，Vp，值的大小直接影响火焰的长度与燃烧器的燃烧强度，燃烧强度又直接影响炉温的高低。图1为扩散式燃烧器喷赌气流速度与燃烧火焰长度工况的变化关系。
从图1可知，当V，增大时，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、单位时衙内燃气燃烧量增加，于是炉内燃烧强度增加。当气流流速度进一步增加、气体流动状态由层流变为紊流时、紊流火焰虽变短，但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。
由气流速度Vp与燃烧器提供的燃烧强度之间的关系也可用下式表示：
Q＝Fp·qp
而
H1 × Vp
qp=-----———10-6
(1十a'V0)
式中 qp——--火孔热强度(Kw／mm2)
H1——--燃气低热值(KJ／N计)
a'———次空气系数
V0———理论空气需要量(Nnl’)
Vp——--火扎出口气流速度(m／s)
由上式可得，燃烧器的燃烧强度随燃气出口流速Vp增加而增加。
通过以上分祈可知。炉前燃气压力降低，造成燃烧器出口气流速度减小，使火焰变短，变软，使燃烧热强度降低。因此、炉前燃气压力下降是造成炉温低的原因之一。
2．2空气供应对炉温的影响
空气供给量的多少也会影响炉温的高低。由燃气燃烧反应必须具备的条件可知、燃气燃烧需供给适量的氧气。每标准立方煤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。在燃烧过程个。的值对燃烧设备的热效率有着直接的影响。。过小，燃气燃烧时的化学热不能充
分发挥；a过大,烟气体积增大,炉膛温度降低,增加了排烟热损失，使燃烧器的热效率下降，结果使炉温降低。炉子热效率与过剩空气系数、排烟温度的关系可用图2直观表示。
由以上分析及图2可知空气供给量不足或过剩，会使炉体热效率降低，炉温降低。
3解决焙烧炉不正常工况的方法
综上分祈，烙烧炉火焰软而短、炉温低的原因有两个,一是炉前燃气压力低；二是燃气燃烧时空气供给量不合理。要提高炉温，可通过调节炉前燃气调压器、提高炉前压力，同时调节空气供给量与之配合，使燃气充分燃烧，增大燃烧强度，提高供给炉膛的热量，从而提高炉堂的温度来满足生产工艺的要求。
4总结在实际工作中、理论指导实践是十分重要的、通过对焙烧炉前燃气压力的调节及空气进入量的调配、圆满地解决了焙烧炉火焰软而短、炉温低的问题。（完）
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