燃油锅炉油喷嘴雾化效果的分析与改进

燃油锅炉油喷嘴雾化效果的分析与改进

1燃烧设备的影响3.1吨/天的高压储油炉配备了一家十二烷基压力厂的水泵装置，由安装了十二烷基压力装置和pta装置组成，压力量为1.4mpa、1.6mpa和0.35mpa。三个a和b炉的固定蒸发量为160吨h，c炉为220吨h。主要燃烧设备包括油嘴喷雾干燥器和配风器，燃油油为重油和分解燃油油。在锅炉运行过程中随锅炉负荷增加或降低,燃油喷嘴的雾化效果降低,导致炉膛内燃料燃烧不完全,烟囱冒黑烟,油枪和炉膛受热面结焦。油喷嘴受高温影响,产生变形,垫片密封不严密,油枪漏油,影响燃油的雾化质量并产生结焦,严重时,在不到一周的时间内就引起油雾化器喷口严重破口,油不能完全燃烧,油雾化器和炉膛尾部烟道结焦,发生二次燃烧,甚至出现燃油入风道引起失火等恶性事故。因此,油喷嘴雾化效果分析和运行参数改进与调整对燃油锅炉安全和经济运行有重要意义。2油雾化程度的影响3台锅炉的油雾化器均采用内混式Y型蒸汽机械式雾化器,结构如图1。蒸汽通过内管分流至各个蒸汽孔,并在混合孔内膨胀加速。油经过内外管之间的环形通道进入油孔,再在混合孔内被高速蒸汽流冲击,在混合孔壁面上形成油膜,油膜在蒸汽高速流动和蒸汽在喷口外再膨胀过程中被破碎成细油滴。实际燃烧过程中,配风器一般是固定不变的,因此燃油能否完全燃烧关键在油雾化器出口的油滴的大小,即油雾化程度。油雾化程度与油雾化器结构、油压力及蒸汽压力等参数有关。影响油喷嘴雾化效果的主要因素有:雾化蒸汽压力、燃油压力、蒸汽与燃油压力之比、油粘度、油喷嘴的结构以及喷嘴的进油和进汽方式等。喷嘴雾化特性试验表明:当雾化蒸汽压力较低,或燃油压力较高时,雾化粒子的平均直径随燃油压力增大而增大。但是在适当的恒定的蒸汽压力下,燃油压力在一定范围内变化,雾化粒子的平均直径基本上保持不变。在燃油压力一定时,雾化粒子的直径随蒸汽压力增大而减小。试验表明在雾化蒸汽压力与燃油压力之比大于0.9,且蒸汽压力和燃油压力均大于0.4MPa时,燃油压力和蒸汽压力在一定范围内变化,喷嘴出口仍然可以得到较好的雾化效果。试验获得的雾化粒子的平均直径与雾化蒸汽压力与燃油压力之比的关系可以表示为:改变蒸汽和燃油进入方式,燃油经过喷嘴中间,蒸汽在周围流动时喷嘴雾化效果有所改进。3改进措施根据试验结果和实际运行情况,对3台燃油锅炉的油喷嘴运行提出了如下一些改进措施,运行结果表明,这些措施取得了较好的效果。3.1保持雾化压力在燃油调节器和蒸汽调节器之间加装一个压差调节器如图2。因为燃油压力和雾化蒸汽压力在一定压力差范围内变化时,喷嘴均能有良好的雾化效果,所以通过压差调节器保持雾化蒸汽压力大于0.9倍的燃油压力。根据燃油压力信号和雾化蒸汽压力信号,压差调节器经过比较后输出一个调节信号以控制雾化蒸汽调节阀,调节雾化蒸汽与燃油的压力比,保证燃油有最佳的雾化效果并在炉内完全燃烧。3.2锅炉负荷对燃油雾化效果的影响为了使燃料油压力与蒸汽压力能够在一定的范围内变化,使燃油达到最佳的雾化效果并且有最合适的火焰长度,在锅炉负荷变化时,根据锅炉负荷的大小,及时调整投用的油喷嘴数量。当锅炉负荷升高时,增加喷嘴个数,以降低燃油压力,保证良好的燃油雾化效果。实际运行中,当燃油压力保持在1.0～1.5MPa时,燃油雾化效果较好。3.3雾化粒子直径随燃油压力变化喷嘴雾化特性试验表明,改变燃油和雾化蒸汽的进入方式,采用如图3的流动路线,在相同的雾化蒸汽和燃油压力下,雾化粒子的直径有所减小。原流动方式下(如图1),蒸汽压力相同时,雾化粒子直径随燃油压力升高而显著增大,雾化效果急剧恶化。因此,改变燃油和雾化蒸汽的流动方式,不仅可以得到更好的雾化效果,而且减小了燃油压力波动对雾化效果的影响,操作更加稳定可靠。3.4渣油时犯力Y型喷嘴在燃烧优质燃油时,不易结焦,但是在燃烧渣油时,喷嘴容易结焦和堵塞。采用油孔与汽孔相垂直的新型喷嘴,有利于将油孔内的残油带走,油孔不易堵塞,同时在小流量工况下燃油也有较好的雾化效果。3.5密封垫片对接会出现结焦油枪长期高温运行时,其内外套管结合部容易发生变形,在清理油枪时,经常出现垫片安装不合适的问题。因为厂家提供的密封垫片一般是统一规格的,所以经常出现加一只垫片有缝隙,加两只垫片又太厚的问题,并导致油枪漏油,影响雾化质量并容易产生结焦。因此采用不同厚度的垫片以适应油枪变形造成的不同间隙的密封需要可以确保油枪头不漏油,减少油枪头结焦和堵塞对锅炉运行的影响。3.6原料质量不符合燃油喷嘴的破口除了因为油枪漏油,油枪结焦和堵塞的原因外,还与喷嘴钢材质量不符合要求,硬度较低等因素有关。当燃油油质发生变化,油内含有杂质时,喷口会受到高速磨损,使其破裂。采用材质合格的高性能燃油喷嘴可以减少油雾化器喷口破口和油枪检修次数,保证锅炉正常运行。3.7不同燃油加热温度对锅炉运行的影响燃油粘度太大或太小均不利于油的雾化,而燃油粘度主要受温度影响,因此锅炉运行中,应该根据燃油品质,合理调整燃油的加热温度以确保燃油有良好的雾化效果。根据锅炉的实际运行经验,燃油温度一般保持在150℃左右。4延长燃油锅炉运行故障通过对燃油锅炉油喷嘴雾化效果分析,采用了一