第二讲管式炉用燃烧器

第二讲管式炉用燃烧器第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一炼厂重整装置和加氢装置的管式炉一般使用本装置的副产气作燃料。这些装置的副产气氢含量较高，火焰传播速度快，容易回火，因此这种装置的管式炉的燃烧器不应选用预混式或半预混式燃料气喷嘴，而应采用外混式。第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2、燃烧器应满足管式炉的工艺要求燃烧器的能量应满足管式炉热负荷要求；管式炉炉管内，通常都是容易结焦、变质的油品或溶剂，选用燃烧器时要注意不能使炉管局部过热。管式炉操作周期一般都较长，最长可达六年以上。其所用燃烧器也应能长周期运转。燃烧器的油喷嘴和气喷嘴均应能在不停炉的情况下拆下维修，并能方便的安装。第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一燃烧器应与炉型配合管式炉的炉型与燃烧器是密切相关的。不同炉型要求不同的燃烧器与之配合。反之一种燃烧器也只适应一种或几种炉型。如果燃烧器与炉型不匹配，就会使炉子结构不合理，甚至难以满足工艺要求。圆筒炉、立式炉、斜顶炉和方箱炉由于炉膛较大，一般采用圆柱形火焰的燃烧器，集中布置在炉底或侧墙上。第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一但立式炉炉膛高度不高，，斜顶炉和方箱炉炉膛深度有限，因此不宜采用火焰太长的燃烧器。对于圆筒炉或立管立式炉，因其炉膛较高，宜采用细长火焰的燃烧器。采用附墙火焰的立式炉和阶梯炉等需要用扁平火焰燃烧器。无焰炉则采用板式或辐射墙式无焰燃烧器。大型化的管式炉需要采用大能量的燃烧器，以减少燃烧器的数量便于操作维护和自动控制。第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期一燃烧器应满足节能和环保要求燃烧器是管式炉的供能设备，应当满足节约能源的要求。这就要求燃烧器尽可能减少自身能耗，并在尽可能少的过量空气下达到完全燃烧。前者主要是降低油喷嘴的汽耗和鼓风机的电耗，后者主要是能实现低氧下的完全燃烧。第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期一燃烧器也是污染源，燃烧产生的SO3和NOx会污染大气，SO3还会造成炉子低温部位的腐蚀。为满足环境保护方面的要求，除采用低氧燃烧外，还应控制空气预热温度、燃烧温度采用低NOx燃烧器。燃烧器还应降低噪声，以减少噪声污染。第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期一二、油-气联合燃烧器油气联合燃烧器是管式炉上用得最多的燃烧器。它设置有油喷嘴和燃料气喷嘴，能单独烧油或单独烧燃料气，也可油气混烧。当油气混烧时，要求油气总的发热量不大于燃烧器允许的最大发热量，以免因空气供应不足而产生不完全燃烧。第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期一油气外混式，适用于烧炼厂气-联合燃烧器大都采用蒸汽雾化油喷嘴，适用于烧减压渣油，常压重油、裂化残油等重重质燃料油，也适用于烧蜡油等较轻的油品。燃料气喷嘴大都采用外混式，适用于烧炼厂气及各种炼油及石油化工装置的副产气。第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期一管式炉常用的油气联合燃烧器已经从Ⅰ型发展到Ⅶ型。Ⅰ型用于老式的斜顶炉，Ⅱ型是老立式炉用的，这两种燃烧器目前已不再使用。Ⅲ型燃烧器在自然通风的管式炉上现在仍在使用；Ⅳ型和Ⅴ型是开发Ⅵ型产品时的过渡产品。第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期一Ⅲ型油气燃烧器Ⅲ型油气联合燃烧器是管式炉上曾经用得比较普遍的自然通风燃烧器。它由内混式喷油嘴、多头外混式燃料气喷嘴、滑动风门及火道组成。可以单独烧油、单独烧气，也可以油气混烧。第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一它适用的燃料范围较广，从蜡油到重质减压渣油、裂化残油都能得到良好的燃烧。第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一为了适应管式炉消声和因采用各种节能措施而使用热风的需要，在广泛使用的Ⅲ型燃烧器的基础上，发展了较为完善的Ⅵ型油气联合燃烧器。Ⅵ型系列燃烧器的油喷嘴，除连接方式改为便于装拆和对中的结构外，其余几乎与Ⅲ型的完全相同。Ⅵ型油气联合燃烧器第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一Ⅵ型油气联合燃烧器第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期一Ⅶ型油气联合燃烧器Ⅶ型油气联合燃烧器是在Ⅵ型燃烧器的基础上改进而设计的。Ⅶ-B型燃烧器结构如图所示。相对于Ⅵ型燃烧器，主要改进如下。油喷嘴混合室内增加了一个乳化器，即改善雾化效果，又降低了雾化蒸汽的耗量。第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期一第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期一增加了一个可以与油喷嘴互换位置的中心燃料气喷嘴，在单独烧气时，燃料气和空气均分成两级供应，即降低了燃烧产物中的NOx，又可使火焰形成稳定的塔柏树型。独立隔声箱下底板外边沿改成单层钢板，以便在燃烧器布置特别紧凑时切割掉局部边沿。在连接结构上也做了一些小改进，例如油喷嘴的油、汽和中心燃料气喷嘴均采用金属软管连接，以便它们的拆卸和互换。第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期一三、燃料气燃烧器炼油厂的焦化炉、加氢炉、制氢炉、合成氨一段转化炉和乙烯裂解炉等管式炉上，通常使用单独的燃料气燃烧器，并且几乎都是无焰燃烧器和小能量的预混式或半预混式燃烧器。第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期一另外有些炼油和石油化工装置，有压力极低的副产气，例如炼油厂的常减压蒸馏装置中，蒸发塔顶、常压塔顶和减压塔顶均有这种低压气体。从前它们是放空的即污染了环境也浪费了能源。现在这些低压气都是用专门的低压气体燃烧器回收作为管式炉辅助燃料。第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期一1、无焰燃烧器管式炉用的无焰燃烧器，一般都由引射式气体燃料喷嘴和燃烧道或辐射墙组成。它具有一个引射器，燃料气从喷孔高速喷出，将空气吸入，在引射器的混合段两者充分混合并经扩张段升高静压后通过火孔进入燃烧道或在炉膛内附墙燃烧。第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期一辐射墙式无焰燃烧器第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期一板式无焰燃烧器第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期一2、顶烧炉用半预混气体燃烧器半预混式燃烧器用于顶烧制氢炉和一段炉。它以天然气或炼厂气为燃料，燃料气从许多小孔高速喷出，引射一次空气形成预混气体。预混气体的主流从头部的渐缩管中流出与二次空气混合进入燃烧道和炉膛。第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期一3、制氢炉用PSA尾气燃烧器变压吸附