达冠生物质燃烧机在我厂试用评价

    本文概述了达冠生物质燃烧机烧生物质颗粒燃料的试用情况，从试用及标定结果来看，我们认为，该燃烧器具有燃尽率高、焰温高、烟气流速大、炉内表面热强度较均匀，噪音小、节省燃料、炉管寿命长等优点，同时也指出了有待改进的某些缺点。

    GX型高效燃烧器系由洛阳炼油设计研究院（简称洛阳院）七十年代末开发，并在南京炼油厂试用获得成功。1983年8月，我厂决定与洛阳院合作在减压炉（炉301-3）改造中使用达冠生物质燃烧机（见图1），该燃烧器由浙江嘉兴炼油设备附件厂制造，单台热负荷为400～800万kcal/h o耐火材料采用江苏宜兴和桥电炉耐火材料厂生产的氧化铝空心球砖和轻质砖，前者耐热温度达

20000rC，后者为1800℃。减压炉设计热负荷为2000万kcal/h，炉内幅射管节圆直径吊7744，炉底原安装有12个Ⅲ型油气联合燃烧器。改装中用四个达冠生物质燃烧机取代l'4‘、7‘和10‘Ⅲ型燃烧器，其余仍留下备用。为了保证达冠生物质燃烧机的供风压力，把

原鼓风机也更换了。每台达冠生物质燃烧机进风处还安装了一块微压表。

一、试用与标定

    1984年元月四个达冠生物质燃烧机进行第一次点火试用。点火棒引火，开始燃烧正常，一天后发现l’燃烧器预燃筒内有结焦现

象，因怕烧坏全部燃烧器，便将四台都停用了。检查1‘燃烧器，发现预燃筒内壁一侧有大块结焦，呈疏松的蜂窝状，两个生物质颗粒喷嘴

烧坏，油检嘴孔堵死。更换自制的喷嘴后，于2月23日第二次点火。采用外引式点火，点火后火焰只在喷口处燃烧，不进预燃筒，焰形直，呈蓝红色，喷口砖处呈深红色，预燃筒只有蓝色火。不过4’燃烧器点火后，供风压力为lOOmm水柱，两分钟后，火焰进了预燃筒内燃烧，白炽明亮，焰形为收缩状，焰高达两米多，出喷口后刚直有力。由于其它三个燃烧器不正常，于是又停止使用。经分析制定了第三次点火方案，于3月初第三次点火试用，先关小风门，开小量生物质颗粒底火，预燃筒内被加热几分钟后，逐渐加大风门及生物质颗粒量，直至正常，四个燃烧器均先后正常燃烧。供风压力62～63mm水柱，生物质颗粒压力2 kgf/cm2。火焰喷出后刚劲有力，呈笋状，焰长2.5～3 m，试用成功，全部停用备用的八个Ⅲ型燃烧器。从3月至年底停工检修期间，燃烧器曾先后因结焦停用了几天，曾有少量结焦，其余均正常。

    检修时，我们对四个达冠生物质燃烧机逐个进行检查，结果表明，除4‘燃烧器一次气膜风环形风道60度角方位被焦堵塞外，其均基本完好，只有火盆砖损坏了三块需更换。近6500小时的工业试用证明，氧化铝空心球耐火材料能满足高效燃烧器的使用要求。

    为了确定达冠生物质燃烧机燃用高压生物质颗粒的实际效益，我们对燃烧器进行了全面标定。3月15日对皿型燃烧器进行减压炉与减压塔联合标定，3月19日对达冠生物质燃烧机进行联合标定，标定结果见表l、2，3。我厂原油是管道混合油，操作工况每天都在变化，所以两种燃烧器标定工况要求一致是不可能的。

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┃            ┃    流量  ┃    比重  ┃            ┃          ┃    比重  ┃          ┃

┃            ┃          ┃    2 0   ┃    温度    ┃    流量  ┃    2 0   ┃    温度  ┃

┃            ┃    m3／h ┃    d4    ┃    ℃      ┃    m 3/h ┃    d4    ┃    ℃    ┃

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┃常底油      ┃   339.67 ┃    0.899 ┃       371  ┃   393.25 ┃0.9057    ┃370       ┃

┃常四线      ┃       5  ┃   0.8433 ┃       227  ┃          ┃0.8286    ┃227       ┃

┃常五线      ┃          ┃          ┃            ┃   8.83   ┃0.8410    ┃352       ┃

┃减顶油      ┃2.056t/h  ┃   0.7962 ┃        30  ┃2.2395t/h ┃0.7967    ┃30        ┃

┃减一绒      ┃   32.5   ┃   0.8309 ┃         88 ┃   12.5   ┃0.8285    ┃50        ┃

┃减二线      ┃   77.36  ┃   0.8579 ┃       235  ┃   80.3   ┃0.8487    ┃232       ┃

┃减三线      ┃   48.0   ┃   0.8785 ┃       244  ┃  52.8    ┃0.8701    ┃245       ┃

┃热渣油      ┃   136.5  ┃   0.9530 ┃       145  ┃   87.15  ┃0.9326    ┃145       ┃

┃冷渣油      ┃          ┃          ┃            ┃   114    ┃0.9326    ┃104       ┃

┃            ┃          ┃          ┃        28  ┃          ┃          ┃33        ┃

┃塔表温度中  ┃          ┃          ┃         32 ┃          ┃          ┃28.2      ┃

┃    下      ┃          ┃          ┃         79 ┃          ┃          ┃81.5      ┃

┗━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┛·42．

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┃                ┃  3月19日   ┃  模拟19日  ┃          ┃

┃                ┃            ┃  工况      ┃3月15日   ┃

┃                ┃  GX-400    ┃            ┃  I型     ┃

┃                ┃            ┃  I型       ┃          ┃

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┃  燃料流量      ┃            ┃            ┃          ┃

┃  ( ms/h)       ┃   1062.5   ┃   1062.5   ┃987.5     ┃

┃  入炉总热量    ┃            ┃            ┃          ┃

┃×i04(kcal/h)   ┃  1633.184  ┃1596.1605   ┃1312.8    ┃

┃炉膛温度Tp℃    ┃       728  ┃      746   ┃   744    ┃

┃对流管表面热强  ┃            ┃            ┃          ┃

┃度q。           ┃            ┃            ┃          ┃

┃(kcal/m2．h)    ┃8764.8624   ┃7773.6375   ┃7116.744  ┃

┃辐射管表面热强  ┃            ┃            ┃          ┃

┃发qR            ┃            ┃            ┃          ┃

┃(kcal/m2.h)     ┃    16570   ┃    15208   ┃11973     ┃

┃辐射室对流传热  ┃            ┃            ┃          ┃

┃系数aK(kcal     ┃            ┃            ┃          ┃

┃/rri2.h．℃     ┃   18.4967  ┃   7.428    ┃7.08      ┃

┃燃料节约率(%)   ┃   1.5      ┃            ┃          ┃

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三、分析与评价

    1．优越性

    达冠生物质燃烧机在我厂减压炉试用一年，连续运行近8000小时。从运行和标定结果来看，有如下优越性。

    1喷射速度高。燃烧器预燃室上部有锥形收缩的小喷口，其面积只有预燃筒截面积的20%，高温热流烟气喷出燃烧器时具有高的喷射速度，本设计为llOm/s。在此射流携带下，炉膛内烟气作上下循环，使炉内传热大为改善，辐射室对流传热系数大为提高。从表3可看出，用Ⅲ型时aK= 7.08kcal/m2 .h. oC，而用GX-400型则为aK=18.4967kcal/m2.h.℃，提高了一倍以上。同时炉内辐射管沿管长方向表面热强度不均匀系数降低，辐射室内热流分布均匀性大大改善，基本消除了局部过热区现象。炉出料的四路分支温差大为减小，最高为4℃，最小为2℃（用Ⅲ型时有时可达18℃）。此外，炉出料总出口温度平稳控制在±1℃，这对减压蒸馏是有利的。

    2火焰温度高。燃料与空气在预燃筒内混合并燃烧，预燃筒内提供高温条件，燃料与空气混合快．着火迅速，燃尽率高，燃烧

火焰明亮，焰温高，喷口处焰流温度1460-15500C。焰温测试数据见表4。

    3火焰形状好。火焰呈收缩形笋状，刚劲向上有力，不歪偏。火焰在预燃筒内红白透明，喷出后焰流白炽明亮，焰长达2～

表4    焰温测量数据

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┃燃烧器  ┃预燃筒内  ┃喷口处  ┃焰中部  ┃  供风压力  ┃

┃序号    ┃  ℃      ┃  ℃    ┃  ℃    ┃  trirriH20 ┃

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┃  1*    ┃   1470   ┃1540    ┃1210    ┃    63      ┃

┃  4*    ┃   1415   ┃1550    ┃1420    ┃    63      ┃

┃  7●   ┃   1390   ┃1460    ┃1360    ┃    62      ┃

┃  IO*   ┃  i4io    ┃1550    ┃1210    ┃    61      ┃

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注：1．WGG2-201型光学高温计的测量误差

    为士30℃，

    2．焰中部指离喷口以上1.5 m左右焰心

    处．

    2存在的问题

    ①燃气结焦。投用初期，1‘燃烧器内壁曾出现少量结焦。检查分析认为，由于生物质颗粒喷嘴有堵塞，加上二次风开量过大，内壁

温度低，生物质颗粒中的重质组分裂解成焦。在一年运行中，4‘燃烧器曾两次结焦，检查分析认为，属于燃烧器质量不良造成，一次气膜风环形风道有600弧长间隙过小，影响了气膜风的畅通，造成生物质颗粒在少氧情况下燃烧，于是也产生结焦。此外，实际操作表明，当供风压力在60mmHzO以上时能保证燃烧器正常燃烧，而风压低于40mmH20便立即发生结焦。

    ②炉膛温度有所降低，约降低16，20℃（如Ⅲ型为620℃则GX-400型为600℃），这意味着炉内辐射室热效率提高1%以上。

    ③烟气氧含量偏高。三月份测量烟气的含氧量高达8%。经反复调整操作和堵漏，氧含量降为5%左右，这对生物质颗粒燃料仍然偏高。后在预燃筒油枪外加一锥形挡板，使油枪中心一次风与冗斯混合效果改善。于是烟气含氧量降为4.2～4.5%。我们认为，烟气含氧量控制在3.5%以下是完全可行的，因此还需进一步设法降低。

    ④燃烧器外筒保温性不佳，热损失偏大。外筒内衬粘棉保温层，厚45mm。实践证明这种保温材料性能不好，筒外壁温可达60 ---70℃，夏天更高，热损失偏大，有待改进。

    ⑤噪音低。燃烧器内有消音设施，经测试，噪音均低于85dB (A级)。

    ⑥燃烧舞预燃室魂除像证供燃烧用的_次风外，还有一、二次气膜风供冷却预燃室壁和喷口，可延长耐火砖寿命。一次气膜风设有六个可供开关的风门，可控制烧去局部附着于燃烧器内壁的结焦。

    ⑦燃烧室使用了氧化铝空心球耐火砖等高温耐火材料，耐热性能好，使用寿命长，证了燃烧器的长周期正常的使用。

    ⑧燃烧器的外形尺寸大，炉底操作空间小。减压炉是从使用Ⅲ型自然通风改用GX-400型的，炉底空间不大，安装达冠生物质燃烧机后，炉底显得狭窄，操作空间小对操作和事故处理都不便。

表面发现点蚀，随着时间的延长旧的蚀点不断扩大，新的蚀点也不断产生。而5454合金试件表面在四个月后才发现蚀点，五个月后蚀点不再扩大。

    然后我们在热海水（85℃以上）中进行腐蚀试验，半个月后在所有试件表面上均发现有蚀点，十个月后取出试件进行物理探针检查，只有5454合金腐蚀速度最慢，最大点蚀深度也只在0.05mm以下。

    为论证蚀点发展速度绥慢的原因，我们分别测定了纯铝、304不锈钢、钛和5454合金的钝态和活态电位。结果列入下表1。从电位差可见，腐蚀试验结果和电位差理论是吻

合的。

    5454合金管在海水中的腐蚀试验还有待进一步验证，以便为工业推广应用提供指导性数据。但现可以认定，它是一种很可取的在海水条件下工作的冷换设备材料。

表1    电位差测定结果

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┃  纯铝    ┃- 0.54  ┃- 0.93  ┃0.39  ┃

┃304不锈钢 ┃- 0.08  ┃- 0.54  ┃0.46  ┃

┃5454合金  ┃- 0.48  ┃- 0.60  ┃0.12  ┃

┃  钛      ┃- 0*1   ┃        ┃      ┃

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