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蓄热式燃烧技术使用中的主要缺陷及分析
作者:佚名 来源:本站原创 浏览: 更新时间:2009-9-3 17:06:30

1蓄热体

目前国内使用的蓄热体基本上是蜂窝体,但其使用寿命普遍不是很高。加热炉上的蜂窝体使用寿命一般为3~6个月,甚至出现过使用一个星期就大量碎裂的情况。用在钢包烘烤器上的蓄热体因烟气温度低使用寿命有所增加。使用寿命短给用户带来了很多不便,一是维修频繁,影响到了正常生产;二是蜂窝体价格昂贵,增大了用户成本。

蓄热体在使用过程中经常出现的问题主要有熔化、软化、破裂、堵塞和腐蚀等,其中蓄热体材料的抗热震稳定性差是工程设计中最常出现的问题。蜂窝体长期工作在急冷急热、还可能带有腐蚀性气体的恶劣环境中,经常承受着高温作用和因内外温差变化而引起的应力作用。在使用过程中,蓄热体与气流进行热交换,一些带有腐蚀性的气体和颗粒会对蜂窝体产生不利影响。比如氧化铁颗粒会降低铝硅材质的软熔温度,使蜂窝体熔化而堵死气孔;酸性气体会对蜂窝体产生腐蚀作用;微小颗粒会附着在蜂窝体表面而堵塞气体通道等。另外如果气体在蓄热室内出现偏流,经过若干次换向后容易导致蜂窝体局部高温而产生热应力。当产生的温度应力超出其承受极限时,蜂窝体就会破裂。

2换向阀

    由于必须在一定的时间间隔内实现空气、煤气与烟气的频繁切换,换向阀也成为与余热回收率密切相关的关键部件之一。尽管经换热后的烟气温度很低,对换向阀材料无特殊要求,但必须考虑换向阀的工作寿命和可靠性。因为烟气中含有较多的微小粉尘以及频繁动作,势必对部件造成磨损,这些都是选用换向阀必须考虑因素。如果出现阀门密封不严、压力损失过大、体积过大、密封材料不易更换、动作速度慢等问题,会影响系统的使用性能和节能效果,而在集中换向时尤其如此。目前国内应用较多的蓄热式燃烧技术主要有两种:一.煤气不预热,空气单蓄热。只有一个蓄热室,空气采用四通换向阀换向,煤气常通或用快切阀启停。这种方式由于是单蓄热,余热利用率不高,节能效果有限。二.空气、煤气双蓄热。空气和煤气各有一个蓄热室、各用一个四通换向阀换向,空气和煤气都能预热到很高温度,余热回收效果较好。但煤气/烟气换热通道在换向过程中,常常会把没有完全燃烬的煤气回抽回去,从而产生爆燃等安全隐患。同时由于很难做到煤气、空气的同步换向,空燃比无法有效控制,也不能有效组织火焰结构和形式,不能满足精准控制和精确加热的目的。

3烧嘴

    烧嘴的设计原则是不能让空气和煤气混合得太快,这样容易形成局部高温,但也不能混合得太慢,防止煤气在蓄热室出现“二次燃烧”甚至燃烧不充分。为了保证燃料在低氧气氛中燃烧,必须在设计其供给通道时,考虑燃料和空气在空间的扩散、与炉内烟气的混合和射流的角度及深度,而这些参数应根据加热装置尺寸、加热工艺要求、燃料种类、烧嘴大小、预热温度和空煤气压力等因素来确定。

    蓄热式燃烧技术又被称为“高温稀薄燃烧”技术。实现这种低氧燃烧的有效途径之一是:合理的布置烧嘴的位置和数量以及各个燃烧单元的相对位置关系和换向方式,有效地组织炉膛内气流的流动,依靠预热后空气和煤气射流的高速卷吸,使炉内产生大量烟气回流。一般来说,射流的速度越大,炉内的卷吸和回流作用越强烈,就越有利于实现低氧的气氛,而这种相对很低的煤气和氧气浓度降低了平均燃烧速度,拓展了燃烧边界,形成了均匀的温度场,并降低了NOx的排放。在进行蓄热式烧嘴设计时必须充分考虑蓄热式燃烧技术的特殊性,并有效结合一般燃料燃烧机理,实现高效、节能、环保的目标。

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