燃用木屑粉末有机热载体锅炉炉膛爆燃原因分析与预防VIP

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 事故与分析 燃用木屑粉末有机热载体锅炉炉膛爆燃原 因分析与预防 6 3 通过 以上改动 ， 在一定程度上降低 了司炉工的 劳动强度 ， 但是同时也带来 了问题 ， 比如经常出现爆 燃现象 ， 虽然爆炸强度不大 ， 但是仍然 留下 了危险隐 患， 一方面使得作业人员的安全不能保证 ， 另一方面 对于锅炉本体 的安全造成影响 ， 现 已有部分耐火砖 脱落 ， 长期影响需进一步观察 。 2原料分析 凡是颗粒极微小 、 粒径在 17 5 m范 围内的 固体悬浮物称为粉尘。该厂生产 的木屑粉末即在此 范围， 表 1为木屑粉尘爆炸特性参数 J 。 木屑粉末作为燃料与煤相比在工业分析和元素 分析中也有很大差别 j ， 如表 2所示 。由表 2可看 出， 木屑的挥发分远高于煤， 灰分和含碳量小于煤， 热值低于煤 ， 但综合其价格优势 ， 更受用户欢迎 。木 屑粉末与木屑 比较 ， 由于木屑粉末粒径小 ， 在炉 中能 完全燃烧 ， 而木屑在工业锅炉中往往不能完全烧净 ， 产生了固体不完全燃烧热损失 ， 从能源利用的角度 ， 燃木屑粉末更利于节能 。而粒径大小也是导致炉膛 3爆燃机理分析 木屑粉末在炉膛 内燃烧 发生爆燃过程较为复 杂 ， 主要是由其内部因素( 粉末 的理化性能 ) 和外界 条件等多重因素影响 。 。 内部 因素主要包括 ： 第一 ， 粉尘 的颗粒 ， 颗粒越 小 ， 相对表面越多， 分散度越大 ， 则爆炸极限范围扩 大 ， 其爆炸危险性便增加。因为粒子越小 ， 粒子带电 性越强 ， 使得体积和质量极小 的粉尘粒子在空气 中 悬浮的时间更长 ， 燃烧速度就更接近可燃性气体混 合物 的燃烧速度 ， 燃烧过程也进行得更完全 。其次 ， 粉尘 中含可燃挥发分越多 ， 热分解温度越低 ， 爆炸 的 危险性和爆炸产生的压力就越大。最后 ， 粉尘 中的 灰分和水分的含量增加， 其爆炸的危险性就降低。 以上三点是燃木屑粉末容易发生爆燃 的内因， 其 中 木屑粉末粒径大小是 由该厂工艺所决定 的， 粉末 中 的挥发分是原材料所决定 的， 而粉末中水分含量虽 然是可变的 ， 但显然水分 的增加会导致木 屑粉末的 热值下降， 不可取 。所 以要解决木屑粉末爆燃 问题 内发生爆燃 ， 影响锅炉安全稳定运行的主要原因。 必须从外界条件上着眼。 表 1 木屑 粉尘爆炸特性参数 外界条件主要有 ： 首先 ， 含氧量是粉尘爆炸最敏 感的因素 ， 随着空气 中氧含量 的增加 ， 爆炸浓度范围 也随之扩大， 爆炸危险性也就增加 。这些可以通过 控制过量空气系数 ， 调节鼓风机的风量 ， 在燃烧过程 中严格控制炉膛 负压在一定 范 围内予 以解决。其 次， 当粉尘与可燃性气体共存时 ， 粉尘爆炸浓度 的下 限相应下降， 而最小点火能量也有一定程度的降低， 即可燃气体 的出现 ， 大大增加 了粉尘爆炸的危险性。 由表 1可知 ， 木屑粉末 的爆炸下限较低 ， 且该厂工艺 决定了有机热载体炉 的运行是间歇性 的 ， 在每次停 炉的时间， 炉内必然 出现可燃气体的聚集 ， 当重新起 炉时 ， 通入 的木屑粉末迅速达到爆炸下限， 此时发生 爆燃现象 的几率很大。最后 ， 空气湿度增加 ， 粉尘爆 炸的危险性减小。因为湿度增大 ， 有利于消除粉尘 静电和加速粉尘的凝聚沉降 ； 同时水分的蒸发消耗 了体系的热能 ， 稀释了空气中的含氧量 ， 降低 了粉尘 的燃烧反应速度 ， 使粉尘不轻易发生爆炸。 4 解决措施 通过上文对木屑粉末的理化分析以及对爆燃机 理的研究 ， 本文提 出以下几点方法解决 由于燃烧木 屑粉末导致炉膛产生爆燃现象的问题。 ( 1 )由于该有机热载体炉频繁启停 ， 为了避免 启动时由于炉 内聚集的可燃气体遇木屑粉末产生爆 燃， 建议在每次启炉时进行吹扫， 保证将残余的可燃 气体带出。 ( 2 )保持较低 的过量空气系数 ， 建议在鼓风机 出口处增设流量调节 阀， 通过调节鼓 引风机 的风量 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 工业锅炉 2 0 1 3年第 6期 ( 总第 1 4 2期 ) 大小以及配 比， 在保证锅炉正常运行 的情况下使炉 膛 内保持负压并尽量降低过量空气系数 。 ( 3 )检查锅炉密封措施 ， 防止漏入空气 ， 并增设 防爆措施 。特别需要注意的是原炉 门处 ， 采用喷入 木屑粉末的锅炉通常在此处开洞将木屑喷入， 此处 一 方面要做好密封措施 ， 防止空气进入炉膛 ， 另一方 面也要做好防爆处理 ， 让其保持活动状态不能卡死 ， 因该炉型设计时采用的是 A、 A， 并未设计防爆 装置 ， 只能将此处设置为临时防爆门释放压力 ， 并在 附近设置人员安全警示 。 5 结论 本文通过对爆燃的理论分析 ， 并结合实际情况 ， 实施以上三点措施， 解决了燃用木屑粉末工业锅炉 炉膛产生爆燃的现象 ， 为锅炉安全运行提供了保证 。 瞄 ( 上接第 5 4页) 2 ) 长期使用后 ， 炉膛受热面和烟管内部是否会 粘结灰渣中的结胶物质而堵塞 ， 堵塞后如何清理 ， 这 都是需要进行改进和注意的地方。 3 ) 该试验装置由于热功率较低 ， 采用 固定燃烧 装置 ， 如向大型化发展 ， 必须要采用机械燃烧 ， 但采 用机械燃烧 ， 就可能会影响锅炉的密封性等问题 ， 这 还需要进行更好的设计和推敲。髓 ( 上接第 5 8页) 全 、 稳定和经济运行。通过认真全面分析 、 查找根本 原因， 针对性采取相应措施 ， 最终采取蘑菇型风帽替 代 r型定 向风帽进行改造。运行实践表明采用蘑 菇型风帽改造后布风板布风均匀 、 燃烧稳定 ， 提高了 锅炉运行的安全可靠性， 并且未发现风帽磨损和脱 落、 “ 漏渣” 等现象， 提高了风帽的使用寿命， 减少了 检修费用， 取得了较好的效果。强 参考文献 1 岑可法， 倪明江， 骆仲泱， 等 循环流化床锅炉理论设计 与运行 M 北京： 中国电力出版社， 1 9 9 8 参考文献 1 张科， 余德祖 我国工业锅炉行业现状及发展分析 J 中国锅炉压力容器安全， 2 0 0 4， 2 0 ( 2 ) ： 1 7 2 1 2 齐建才 工业锅炉安全、 环保与节能等新技术现状与发 展 J 中国锅炉压力容器安全， 2 0 0 1 ， 1 7 ( 5 ) ： 2 2 3 劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局编 工业防 爆实用技术手册 M 沈阳： 辽宁科学技术出版社， 1 9 9 6 4 向夏楠， 顿玉环稻壳与木屑制取富氢燃气的试验研究 J 可再生 能源 ， 2 0 1 0， 2 8 ( 2 ) ： 2 6 2 9 5 赵衡阳 气体和粉尘爆炸原理 M 北京： 北京理工大学 出版社 ， 1 9 9 6 ， 9 31 0 2 6 胡双启， 张景林 燃烧与爆炸 M 北京： 兵器工业 出版 社 ， 1 9 9 2 ， 6 2 6 8 7 来诚锋， 段滋华 煤粉末的爆炸机理 J 爆炸与冲击， 2 0 1 0， 3 0( 3)： 3 2 53 2 8 参考文献 1 张力锅炉原理 M 北京 ： 机械工业出版社， 2 0 1 1 2 李之光， 牛全正 ， 梁耀东， 刘峰 工业炉现代设计与开发 M 北京： 中国标准出版社 ， 2 0 1 1 3 丁崇功工业锅炉设备 M 北京 ： 机械工业 出版社 ， 2 0 0 9 4 陈善军， 赖光楷 链条炉排锅炉全煤层着火同步燃烧技 术开发 J 工业锅炉， 2 0 1 0 ( 5 ) 2 吴剑恒 福建无烟煤在循环流化床锅炉中的优化燃烧 J 锅炉技术， 2 0 04 ， 3 5 ( 6 ) ： 3 9 4 2 3 冯冰潇， 缪正清， 潘家泉， 等 循环流化床锅炉 3种典型 布风板风帽阻力特性 的试验 J 动力工程， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 1 ) ： 2 42 7 4