吹风气余热回收一般知识

吹风机馀热回收原理与操作一、概要一般吹风的馀热回收是指固定层间隙气化技术中一般被称为吹风的潜热回收。 因其利用吹风550以上的所有显热实现燃烧，故称为吹风潜热回收，当然包括吹风显热回收。 不同的是，现在的合成氨工厂大部分的风气，仅靠自身的显热是无法燃烧的。 因为在煤气炉的正常炉中，吹风来自炉的温度远低于可燃性气体成分的起火点，即使遇到空气(通称二次风或二次空气)也不会起火。 这也是合成氨工厂吹风排热回收长期只回收显热的根本原因。二、风吹回收的理论基础(一)、吹风的分类和起火；1 .吹风的分类吹风可以根据气体发生炉是否获得高于起火温度的温度来分类。气体发生炉得到的温度，经过必要的除尘过程，遇到空气时也能保持自己发火的程度的是高温吹风，否则就是低温吹风。生产实践证明，只有采用优质原料气体才能获得高温风气。 除此之外，在通常的炉子中得到的只有低温的气风。2 .点火方法吹风点火方法可分为自燃法和着火法两种。自燃法是利用高温的吹风，可以碰到空气自己生气的燃烧性能的一种方法。 工程上，只需将二次风送入该燃烧室(温度550以上)，即可顺利点火。 回收风的潜热。着火法是组织在低温下吹风点火的方法。 工程上，事先在其燃烧设备上设置不断作用于其上的高温点火源，与二次风混合后放入炉中，立即起火。 点火源的高温是通过燃烧其他外来可燃气体产生的。 外来的其他可燃气体通常称为助燃气体。3、起火温度、可燃性气体和空气的混合物起火燃烧的最低温度称为起火温度。 掌握低温吹风点火温度和安全运行温度的尺度是确定低温吹风燃烧技术，设计低温吹风燃烧设备，进行低温吹风燃烧操作的关键。某些气体和空气混合物在大气压力和正常条件下的起火温度，根据文献有不同的数据。 几种气体的起火温度如下所示。co 610-658h 2530-590ch 4645-800h2s 290-437低温吹风的实际起火温度根据各自的温度变动和成分变化等情况而不同。 因此，必须探索自己的低温吹风安全燃烧的温度尺度。4 .辅助气体供给比低温吹风的起火温度高的温度。 供给低温吹风实现正常燃烧所需要的外部热量是低温吹风的辅助气体。 低温吹气辅助有质量要求(可燃物含量在50%以上)和量要求(缓和气量在250Nm3/h以上)。(二)、吹风的燃烧特性；1 .间断性。 风吹火烧时最突出的问题是，火烧过程必须中断，然后又恢复，每一周都要重复。 断断续续的具体情况取决于各工厂制气所使用的循环时间和吹风实际使用的比例，以及实际回收的吹风机的数量。2、容易脱火。 气风燃烧的另一个问题是火容易熄灭。脱火是火焰从喷口被吹走，随之从后面流出的吹风和空气的混合物，是完全不燃烧的现象。 这个特性是因为吹风中含有的可燃性气体特别少，温度也低，工程上不能采用特别大的喷口。3、有火焰但不能自行传播的情况下，燃气和空气不能以任何混合比例通过火焰传播来维持正常燃烧，必须在混合物中的气体浓度范围内。 将该浓度范围称为点火浓度界限，将其最低浓度称为点火浓度下限，将最高浓度称为点火浓度上限。 浓度低于或高于该范围时，不能正常燃烧(火焰不传播)。当密闭空间内的可燃气体处于着火浓度极限内时，引入点火源，燃烧混合物几乎瞬时(不是每秒公分至几米的传播速度，而是每秒公里的可变传播速度)燃烧并爆炸。 因此，点火浓度极限也称为爆炸极限。 几种气体的着火浓度极限如下所示。co 12.574.2 % H2 S474.2 % ch 4.315.0 % H2S 4.345.5 %另外，浓度极限的存在并不意味着不到达该极限气体就不会燃烧。 实际上，将浓度低于下限的可燃性混合物加热到高温(用外部热量)后，点燃它们也会燃烧殆尽。 也就是说，点火浓度的界限不是气体-空气混合物是否燃烧完全的界限，而是火焰是否在其中自我传播的界限。 浓度极限内和外燃烧的根本区别在于，前者的火焰可以在其中自我传播，而后者不能。4 .低温吹风燃烧过程的特性及其影响因素。 低温吹风的燃烧过程具有以下特性(1)、相同体积的吹风可在下面相同的燃烧反应时间内燃烧(2)可获得不同长度的火焰(从无火焰燃烧到扩散燃烧)(3)可沿火焰长度得到不同的温度分布燃烧过程的上述特性与以下因素有关：(1)、燃烧前的吹风和空气的混合程度(2)、吹风和空气的比例(3)、吹风发热值(4)、吹风温度和空气预热程度；(5)、吹气风和空气的流速和扩散速度(6)、完全燃烧所需空气量和产烟量(7)、燃烧空间的形状和大小(8)燃烧器的负荷。(三)、吹风、放松空气、生气的主要成分1 .吹风的主要成分(%V ) :CO CO2 O2 H2 N2 Ar CH4 H2S8.0 15.8 0.4 3.0 70.0 0.6 2.22、排气成分(%V ) :H2 CH4 N2 Ar NH332.50 19.20 48.30 0.0083、再生气的主要成分(%V ) :CO CO2 H2 N2 Ar CH4 NH3 H2O65.048.57.7.29.920.1912.16.84三、风气回收原理合成吹气、释放缓和气体以及造气吹风中含有甲烷、一氧化碳、氢气等可燃性气体，这些可燃性气体在炉膛内燃烧，引起以下发热反应CH4 2O2=CO2 2H2O 802.6kJ2H2 O2=2H2O 483.6kJ2CO O2=2CO2 567kJ以合成排放气体、缓和气体为起点，配合适量的空气，在上燃烧式蓄热型燃烧炉的燃烧室中燃烧，在蓄热层中蓄热。 要求蓄热层温度700。 造气工序送来的低温吹风配合适量的空气，同时进入燃烧炉顶部，在放松空气通火的作用下(或者在蓄热层的高温作用下受热自动点火)燃烧，燃烧后的高温烟在馀热锅炉中进行热交换产生蒸汽。四、工艺流程概述吹风分别从各炉的燃烧室出口导出，经由吹风回收阀、吹风歧管、旋风分离器进入燃烧炉，与来自第二空气预热器的空气混合而燃烧，产生的高温烟经由燃烧炉下部、高温烟箱、第二空气预热器、馀热锅炉、第一空气预热器、软水加热器、送风机、烟囱扩散。来自锅炉除氧器的软水放入工序总阀、调节阀(或驱线阀)、软水加热器、锅炉滚筒中。蒸汽从滚筒中抽出，从总出口阀到1.3Mpa蒸汽管网。缓和气体从合成罐中导出，经过总管、进料总阀、逆止水封分离器、炉前阀、燃烧器、燃烧炉。助燃空气从空气鼓风机送出，通过空气(第一空气预热器，以下简称空气)分为两路，通过缓和空气的换气系统的控制阀进入小燃烧器、燃烧炉。 通过吹风配风系统的控制阀、风门进入二空(第二空气预热器，以下称二空)，通过大燃烧器进入燃烧炉。 工艺流程如图所示。这一过程具有以下特点：1、吹风用旋风除尘器除尘后，在燃烧炉内燃烧，降低入炉吹风粉尘的含量，高温下粉尘在炉内的格子砖层熔合，防止高温烟气对换热设备的清洗磨损，延长装置的运行周期。2 .增加高温空气预热器，提高空气配风温度。 由于吹风温度低、可燃成分含量低，空气量极大，点火前吸热对炉温的影响大，高温空气预热器的存在保证了吹风的安全燃烧。3 .设置诱导风扇，使整个系统在微负压下运行，降低吹风系统的阻力，提高造气吹风强度，对提高单炉吹风量有明显作用。4 .吹风调节风门采用微机集成液压控制，对炉温稳定发挥了积极作用。五、主要设备及其作用特点(一)、主要设备(见设备一览表)设备一览表序列号名字规格型号1燃烧炉5100/4500135602锅炉(2套)Q49/850-15-1.25 A=1048m23满满的310039302340 A=79.6m24两空510012002800 A=69m25软水加热器330034402340 A=231.9m26吸尘器3300145257水封分离器120015008烟囱3000/1800310009拉送风机Y4-73-11 14D电机功率55KW10鼓风机9-1911.2D电机功率75KW(二)、设备的作用和特点；1、燃烧炉燃烧炉是回收造气吹风和合成二气潜热的新设备。上燃式蓄热型燃烧炉的结构特征如下(1)、在燃烧炉内排列足够数量的蓄热格子砖。 格子砖有引火、火焰、燃烧的作用。 操作容易，运行安全。(2)利用停车时热气自然上升的特性，储存在蓄热室中的热能够长时间维持上层格子砖和燃烧道的高温，再次运转时也具有点火功能。(3)、火焰和带炭屑不会被承重拱、拱及其周围的炉壁直接冲洗磨损，能够延长寿命。(4)在燃烧炉的上部、蓄热格子砖体的上方配置燃烧道。 这不仅有利于可燃性气体的燃烧，也有利于被吹风包围的煤粉的燃烧。(5)、采用倒锥底和水封的连续排灰可以连续排灰和安全水封两种方式。(6)、采用新型耐火保温材料，降低了热能损失，炉内温差小，吹风中的可燃成分几乎完全燃烧，提高了燃烧炉的寿命。(7)、采用专用高温喷淋混合器，保证炉内高温气流的存在，有效解决灭火现象，避免了点火喷淋灭火带来的安全危险。(8)采用逐渐径向变化的拱形结构，设计了炉出口和高温空气预热器排烟口整体，避免了高温烟道的崩溃，延长了装置的运行周期。2 .锅炉利用燃烧炉燃烧产生的高温烟的热量，在热交换面加热管束内的水，产生饱和蒸汽。水管馀热锅炉的特点如下：(1)在烟气进出口和炉体上设置隔烟墙，使烟气妨碍锅炉，提高了换热效果。(2)、炉壁外包装焊接外保护板，密封性好。(3)、双锅筒水容量大，热容量大，热滞后大，进口排烟量在峰谷波动大时，保证蒸汽参数稳定，操作方便。(4)、耐高温、对流换热面积大、热效率高、蒸汽发生量大。3 .空气预热器空气预热器是利用烟的馀热来加热空气的热交换设备。 另一方面吸收排烟馀热，降低排烟温度，另一方面将冷风变成热风，与可燃物一起送入炉内使之燃烧，改善燃烧条件，提高燃烧效率。双空为列管式热交换器，管材为1Cr18Ni9Ti，管材规格为57X3.5，L=3706； 管程是空气，壳程是高温烟。空列管式热交换器管的规格为40X1.5、L=2253的管程为烟，壳程为空气。4 .软水加热器软水加热器是利用排烟馀热对软水进行预热的热交换设备，具有提高供水温度、提高锅炉热效率的作用。软水加热器为蛇管热交换器，管规格为25X2.5，L=6600的管程为软水，壳程为烟。5、鼓风机风机的作用是将空气放入燃烧炉内，与合成二气、吹风混合燃烧，同时连续排出燃烧产生的烟雾，保证煤气在炉内稳定燃烧。风机型号为9-19 No11.2D Y280S-4 75kW，风量为15581-21714m3/h，全压为7316-1500Pa，1450rpm。诱导风扇型号为Y4-73 No14D Y280M-6 55kW，风量为57326-72534 m3/h，全压1752-1726Pa，960rpm。6 .旋风分离器旋风分离器是分离被吹风包围的粉尘的设备，净化吹风，起到防止被吹风包围的粉尘在炉内的高温作用下堵塞格子砖的作用。7、烟囱烟囱的作用是将烟和飞灰排放到上空，减轻周围环境污染。8 .水封分离器水封分离器的作用有以下几点(1)、防止漏气，发挥密封作用。(2)防止气体倒流，起反作用。(3)、管道、设备内压力过大时，释放压力，防止设备损坏事故。六、主要过程指标主要工艺指标(见下表)吹气回收系统工艺指标一览表项目指标项目指标项目指标1、温度2、压力kPa3、流量Nm3/h燃烧炉1点750-950漏气5吹风48000燃烧炉出口850吹风3软水16鼓风机进口160燃烧炉微正压蒸汽154 .气体成分%5、软水6 .锅炉水气风(co2)5-7总硬度0.01mg/L碱度1.0-2.0mmol/L通货紧缩(CH4 H2 )50-52PH值8-10PH值9-11战斗机烟(CO H2 CH4 )1溶解氧30mg/L七、吹风回收正常操作要点1、控制燃烧炉的温度，完全保证合成放气、吹风的燃烧。 根据生产负荷吹风成分，合成放气的压力、成分、烟成分，立即调节合成放气的入炉量，调节空气配合量、引风量，确保燃烧炉温度在700以上、950以下。2、将自来水锅炉的水位控制在水位计的1/2-2/3以外，严禁副产蒸汽的过压，在炉水成分的时间排出。3、进行燃烧炉高温排烟的排热回收，将排烟温度控制在170左右，提高吹风回收装置的副产蒸汽量。4 .定时测量炉系统各点的压力，密