对于蒸汽过热炉燃烧器的优化改造

QuintonDad

工程废气的排放有了更高的环保要求。采用目前燃烧器，尾气排放的NOX无法满足这一要求。
2.1 其他的尝试
为了在保证炉子整体热负荷的同时也能够降低尾气NOX的含量，在使用过程中，对燃料气的成分、操作压力、炉膛温度、炉膛氧含量均进行了调整和优化，对尾气中NOX的含量有一定的改善，但是平均含量仍然在100左右
3 改造前燃烧器的使用现状
3.1 燃烧器枪头结焦，火焰偏烧，炉膛温度不均匀
燃料气进入燃烧器喷嘴的过程中，受到周围主火嘴的高温火焰影响，有可能会在喷头下部烧嘴内部受热碳化结焦，逐渐的发生火焰偏烧，甚至熄灭或者回火的恶性事故。鉴于这种运行情况，调整燃料气组成，预先对燃料气进行气液分离，气液分离器设置液位计，在产生液相时及时排净，防止燃料气带液。
3.2 燃烧器长明灯枪头易被烧坏
长明灯在整个运行过程中要一直燃烧，对于长明灯的使用寿命是一个很大的挑战。为了确保长明灯长周期使用，结合使用情况，对长明灯进行了一系列的改造，改变点火电极的类型，改变长明灯枪头的长度，增加稳定火焰的稳流罩，取得很好的效果。
3.3 燃烧器外壁超温
集中火焰式燃烧器容易造成火焰高温区过于集中，而且在火盆以下，很容易导致火焰的热量辐射到炉底和燃烧器外壁，导致燃烧器外壁超温甚至烧穿，这才运行过程中，也是一个需要关注和解决的重要问题。
3.4 烟气中NOX含量超标
集中火焰式燃烧器容易造成火焰高温区过于集中，进而会导致在高温区产生较多的NOX，当焰心温度超过1500℃时，尾气中NOX含量将会成倍增加；本过热炉的燃烧器采购较早，2013年环保要求为NOX≤240mg/ Nm3，无法满足日渐严格的环保排放要求，这一点将会是制约煤制油稳定的运行的瓶颈，势必要彻底解决。
4 优化改造措施
4.1 燃烧器枪头尺寸及高度、负荷分配调整
更改燃烧器中心枪的和边枪的喷头尺寸，减少主气枪负荷，降低火焰高度。调整边枪的喷头尺寸，使得能够在一定程度上适应新鲜气的成分变化。
4.3 解决燃烧器长明灯枪头易被烧坏，不能长周期运行的问题
过热炉长明灯在使用过程中会一直处于高温区，这对长明灯的使用寿命是一个很大的挑战。为了确保长明灯长周期使用，结合使用情况，对长明灯进行了一系列的改造，改变点火电极的类型、改变长明灯枪头的长度、增加稳定火焰的稳流罩。
4.4 解决燃烧器外壁超温的问题
为了解决集中火焰式燃烧器外壁超温的现象，采取了将燃烧器中心枪小火盆增加高度，提高焰心，减少热辐射的的创新改造，避免过多热量辐射到燃烧器外壁的方式尽量避免。
4.5 降低燃烧后的烟气中NOX含量
当焰心温度超过1500℃时，尾氣中NOX含量将会成倍增加；先后经过改造喷头尺寸、改造燃烧器的枪头形式，进风形式，将独立的中心枪头更改为8个小枪头，枪头尺寸由φ100更改为φ35，进风形式更改为环形进风，保证燃料气与空气混合均匀。确保能够满足生产负荷的要求并且使烟气达标排放，其中SO2排放浓度≤60mg/Nm3，NOX≤100mg/Nm3（干基O2 3%）。
5 改造后的效果
5.1 采用分级燃烧（多枪结构）和烟气再循环技术，燃烧器中间仅设计长明灯喷枪和一级辅助气枪，主气枪从燃烧器耐火砖边上伸出，实现了燃料气分级及通过喷孔高速引入相对温度低的烟气，从而真正实现低NOX排放，能很好地满足国家最新排放标准。
燃烧器改造后烟气中NOX含量监控