点火方式（共7篇）
点火方式 篇1
引言
通常大型煤化工项目热电站锅炉一般采用大油枪进行点火和稳燃, 在全厂试车、锅炉启停及稳燃时, 需要消耗大量柴油, 但我国的能源结构中油资源短缺, 燃煤锅炉合理选择点火方式, 可节约并进一步替代燃油, 缓解石油的供需矛盾。
神华包头煤化工有限公司4#锅炉以等离子点火方式进行蒸汽吹管, 完全实现零油耗的目标, 既节油又环保。文中对4#锅炉配置的点火方式进行分析, 供新建及改扩建大型煤化工项目热电站锅炉时提供经验参考。
1 项目概述
神华包头煤化工有限公司4#锅炉由哈尔滨锅炉厂生产, 型号为HG-480/10.3-YM21, 为高压参数、单炉膛、燃用煤粉、四角切向燃烧、平衡通风、固态排渣的自然循环汽包炉。锅炉燃用煤种为神化布尔台烟煤 (灰分Aar=15.44%、水分Mt=17.84%和挥发分Var=24.52%) 。锅炉A套制粉系统配备4台国电烟台龙源电力技术有限公司生产的DLZ-200型等离子燃烧器, 功率范围70~120k W, 电流 (DC) 范围260~350A。锅炉燃烧器OA层二次风口布置一层燃气枪, AB层和CD层二次风喷口布置8支大油枪。
4#锅炉化学清洗结束后, 利用等离子发生器点燃A套制粉系统研磨出来的煤粉, 进行锅炉的降压吹管。A磨煤机实际给煤量控制在13~15t/h之间, 吹管压力实际控制在5.5MPa左右, 实际吹管平均每小时约3次, 满足吹管导则中每小时吹管不宜超过4次的要求。锅炉最终正式吹管159次, 燃用原煤1015t, 完全实现无油吹管。吹管阶段利用等离子点火, 磨煤机运行正常, 锅炉运行稳定, 煤粉着火良好, SCR反应器、空预器、电袋除尘器、灰库均温度正常。
2 采用等离子点火方式的可行性
2.1 等离子点火原理
利用直流电流在等离子载体空气中接触引弧, 并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体, 该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度T>5000K的, 温度梯度极大的局部高温区, 煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用, 迅速释放出挥发物, 使煤粉颗粒破裂粉碎, 从而迅速燃烧。
由于反应是在气相中进行, 使混合物组分的粒级和成分发生变化, 有助于加速煤粉的燃烧, 大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。这样就可以用很低的能量点燃部分煤粉。然后, 以内燃, 逐级放大的方式, 将整个燃烧器点燃, 实现用等离子弧直接点火的目的。
2.2 煤种适应性
等离子点火技术要求锅炉设计燃用烟煤或褐煤, 并且烟煤煤质分析中的灰分Aar≤35%、水分Mtar≤10%和挥发分Var≥18%做了具体要求。当煤质参数在规定的范围以外时, 应通过调整煤粉细度, 煤粉浓度, 一、二次风速, 煤粉/空气混合物温度, 加大等离子体发生器的功率等措施, 并经试验验证后, 方可采用等离子体点火技术。
目前, 等离子燃烧器制造厂一般却有较大规模的冷热态试验台, 可以对所有改造的燃烧装置进行1∶1的冷/热态试验, 有效降低新煤种采用等离子点火技术的风险。
2.3 锅炉冷态点火升温升压要求
锅炉冷态点火阶段, 为满足锅炉冷态启动曲线的要求, 需要严格控制初始燃烧率。等离子点火技术通过降低点火初期的磨煤机出力和采用管道煤粉浓缩技术保证煤粉稳定的点燃, 减小锅炉初始燃烧率。根据等离子点火的测试结果, 初始燃烧率不超过额定负荷的5%。
锅炉初始燃烧率的关键影响因素是磨煤机和给煤机的最小出力, 当磨煤机和给煤机的最小出力大于锅炉初始燃烧率时, 锅炉的温升速率就会超限, 严重时会对锅炉整体膨胀造成不利影响, 所以磨煤机和给煤机的选型十分关键, 一定要保证磨煤机和给煤机的最低出力与锅炉的初始燃烧率相匹配, 且在最低出力状态下必须保证安全稳定运行。当磨煤机最低出力无法满足锅炉初始燃烧率时, 可以采取以下措施调整磨煤机出力:1) 降低磨煤机墨辊加载力;2) 适当关小磨煤机出口分离器挡板;3) 在保证一次风管不堵粉、磨煤机石子煤管不堵塞的前期下, 尽可能降低一次风量。
2.4 燃烧器防结渣、超温
等离子点火技术采用在燃烧器内分级燃烧, 逐级放大的方式, 燃烧器内易造成超温和结渣。为防止此现象的发生, 等离子点火技术对燃烧器的壁温设有监测系统。在燃烧器壁温超过400℃且壁温仍然上升较快时, 应及时开大等离子燃烧器对应周界风挡板、加大磨煤机的入口风量、降低等离子发生器功率、降低磨煤机出力等, 实践证明这些措施十分有效。当燃烧器壁温超过500℃时, 应停运燃烧器进行检查。
2.5 运行可靠性分析
等离子点火易损部件主要是阴极和阳极, 一般阴极的寿命大于150h, 阳极的寿命大于500h。等离子燃烧器设计了阴阳极寿命监测装置, 可以根据拉弧时间更换阴极/阳极。在阴阳极拉弧时间接近设计寿命时, 运行维护人员必须加强监视和维护, 以提高可靠性。另外, 在保证锅炉燃烧良好的情况下, 适当降低等离子发生器电流可以有效延长阴阳极使用寿命。
2.6 防止炉膛爆炸及尾部烟道二次燃烧
防止炉膛爆炸及尾部烟道二次燃烧的关键是提高等离子点火初期的燃烧效率, 降低飞灰含碳量, 一般飞灰含碳量要控制在15%以内。总体来讲, 可以采取如下措施:
1) 燃烧效率的高低与煤种有很大关系, 主要影响因素有煤的挥发分、水分、灰分等, 当发现实际使用煤种与等离子点火设计煤种不符时, 应及时更换合格煤种;
2) 在满足锅炉带负荷要求的前提下, 调节磨煤机出口分离器挡板开度, 适当控制煤粉细度, 入炉煤收到基挥发分Var≤20%, Aar≥35%的煤种, 煤粉细度R90≤15%;入炉煤收到基挥发分Var≤20%, Aar≥40%的煤种, 煤粉细度R90≤10%;
3) 一次风速对煤粉着火的影响很大, 风速太高会使着火推迟, 燃烧不稳, 太低则会造成一次风粉管积粉、磨煤机堵煤等事故。点火初期一次风速不宜过高, 维持磨煤机出口一次风管风速在16~18m/s范围内, 炉膛温度升高后一次风速可适当提高;
4) 锅炉点火初期, 煤粉浓度过高会使着火初期氧量补充不足, 不完全燃烧增加, 控制不当还会造成一次风管积粉或燃烧器烧损, 煤粉浓度过低火焰不稳定。控制煤粉浓度在0.2~0.5kg/kg较为合理。对于烟煤煤粉浓度在0.3~0.4kg/kg时着火最为稳定;
5) 尽量提高磨煤机的出口一次风温, 保证煤粉着火的稳定。调节磨煤机入口冷热风配比, 维持加热蒸汽压力正常, 逐步开大等离子暖风器供汽阀门;
6) 合理控制周界风量, 以利于煤粉的着火、稳燃及燃尽。等离子燃烧器对应周界风门初始开度≤15%;
7) 调整二次风门开度, 保持合理的配风, 一般要求等离子燃烧器下层二次风门开度稍大, 以利托粉托火;
8) 调整等离子装置的电弧功率, 确定等离子装置的最低稳燃功率。当煤粉难以点燃时, 适当提高电弧功率;
9) 在等离子点火初期, 对于中速磨煤机直吹式制粉系统, 当任一角在180s内未点燃时, 应立即停止相应磨煤机的运行, 经充分通风、查明原因后再重新投入;对于仓储式制粉系统在30s内未点燃时, 应立即手动停止相应给粉机的运行, 经充分通风、查明原因后再重新投入;
10) 等离子燃烧器着火后, 应加强炉内燃烧工况监视, 实地观察炉膛燃烧情况, 火焰应明亮, 燃烧充分, 火炬长, 火焰电视显示燃烧正常。如发现炉内燃烧恶化, 炉膛负压波动大, 应迅速调节一次风量或二次风量, 给煤量及等离子发生器等参数来调整燃烧。若燃烧状况无改观, 应停炉, 经充分通风、查明原因后再重新点火。严禁在炉膛燃烧状况不良, 炉膛充满大量煤粉的情况下投入油枪稳燃, 以防止炉膛爆炸;
11) 等离子点火过程中, 脱硝SCR反应器、空气预热器吹灰必须连续投入, 特别遇到下列情况时:
a.煤种偏离设计值, 燃烧不良时;
b.等离子燃烧器不能正常投运, 燃烧不稳定而采用煤油混烧时;
c.当飞灰可燃物大于15%, 经过调整无法有效降低时;
d.空气预热器进出口的差压增大时;
e.空预器运行期间发现“高温”报警且复位无效时;
3 采用等离子点火方式的必要性
3.1 经济性突出
等离子点火的经济性主要从试车期间费用、锅炉投运后运行维护费用两个方面进行分析。
1) 试车期间费用。
在试车期间, 新建大型煤化工项目锅炉要经过蒸汽吹管、化工装置5级蒸汽管网吹管、整定安全阀、锅炉洗硅运行等阶段。在神华包头煤化工有限公司全厂投料试车期间, 热电站锅炉采用大油枪点火及稳燃共消耗柴油6590t, 油价9500元/t, 燃油费用为6260.5万元。
以4#锅炉为例, 神华包头煤化工有限公司全厂投料试车期间锅炉采用等离子点火启动及稳燃, 可以做到100%节油。燃油的低位发热量为41.8M J/kg, 燃煤低位发热量19.4M J/kg, 假定等离子点火燃煤燃烧效率90%, 按发热量相等的原则, 燃煤消耗14987t, 燃煤价格为235元/t, 燃煤费用为352.2万元。
采用等离子点火制粉单耗20k Wh/t, 等离子发生器电耗20k Wh/t, 电价0.45元/k Wh, 耗电费27万元。
等离子燃烧器的初始投资约230万元, 由此可见, 如果神华包头煤化工有限公司全厂投料试车期间锅炉采用等离子点火启动及稳燃, 试车期间可节省费6260.5-352.2-27-230=5651.3万元。
2) 锅炉投产后运行维护费用。
锅炉投产后, 单只大油枪出力为1180kg/h, 平均投用6支/次, 如果锅炉采用大油枪点火及稳燃, 维护费用不计, 按大油枪每年工作100h计算, 大油枪年运行维护费用为672.6万元。
如果锅炉采用等离子点火技术, 等离子冷却水泵 (22k W) 和载体风机 (15k W) 按有效利用小时5500h/a, 耗电费9.2万元。单只等离子发生器功率为110k Wh/台, 等离子阴极头1000元/个, 阳极头4000元/个, 等离子阴阳极的损耗量与等离子发生器的投用时间有直接关系, 按等离子发生器年工作100h计算, 耗电费1.98万元, 阴阳极成本为0.72万元。年使用成本为11.9万元。由此可见, 锅炉投产后年运行维护费用可节省660.7万元。
3.2 环保效益明显
锅炉采用大油枪点火, 在试车期间锅炉要长期低负荷运行, 此期间锅炉纯烧油或油煤混烧, 为避免未燃尽的油滴粘污锅炉电除尘器的电极以及导致吸收塔浆液中毒, 电除尘器和脱硫装置无法正常投入, 大量烟尘和SO2直接排放到大气中, 给环境带来严重的污染, 同时烟气中的粉尘会对锅炉引风机叶片造成磨损。
锅炉采用等离子点火, 在试车期间电除尘器和脱硫装置可以在锅炉启动及低负荷期间正常投入, 大大减少粉尘和SO2的排放, 避免环境污染和引风机磨损, 具有显著的环保效益。当然, 投入电除尘器后, 未完全燃烧的煤粉也不可能全部被收集, 吸收塔浆液还是有一定的污染, 但只需根据运行情况进行浆液部分置换即可。
4 低负荷稳燃性能不足
在锅炉正常运行期间, 等离子点火设备处于备用状态。当锅炉接近或达到最低不投油稳燃负荷以下时, 等离子点火设备可投入稳燃。但如果安装等离子点火设备的制粉系统处于停备状态时的稳燃及时性最差, 起不到稳燃作用。特别是在事故状态下, 如果不能及时投入可能造成锅炉非停, 而锅炉的非停极有可能导致化工装置的全厂非停。化工装置全厂非停有如下特点:
1) 易发生着火、爆炸及污染环境事故甚至会造成严重社会灾难, 危险性大。
2) 化工装置生产流程长及起停周期长, 物料浪费大, 经济损失巨大。
因此, 大型煤化工项目热电站锅炉必须要配置有可靠的稳燃措施, 在这一点上与商业电站锅炉是不同的。
化工装置工艺生产过程中会产生无法回收的尾气, 这部分尾气热值很高, 是很好的稳燃燃料。神华包头煤化工有限公司化工装置产出的尾气热值高达6353.2kcal/m3, 主要成分为:氢气33.6%、一氧化碳8.4%、甲烷18.6%、乙烷8.4%、乙烯1.2%、丙烷8.6%、丙烯0.1%、其他气体20.9%。
结合大型煤化工项目这一生产的特点, 在锅炉燃烧器下层布置一层气枪, 将这部分尾气引入锅炉进行掺烧, 不仅可以起到很好的稳燃作用, 还可以降低锅炉煤耗, 提高锅炉运行的经济性。但在个别生产工况下化工装置不产生其他的尾气, 此时锅炉需要采取大油枪作为备用稳燃措施。如此, 既确保了锅炉低负荷需要, 还实现了锅炉低负荷稳燃用柴油最小化。神华包头煤化工有限公司热电站2013年全年稳燃消耗柴油仅33t, 节油效果显著。
5 结语
从4#锅炉实际运行情况来看, 大型煤化工项目热电站锅炉采用等离子点火技术可行的。至于锅炉正常运行时等离子点火技术稳燃性能不足的问题, 可以采用掺烧化工装置尾气以及配置大油枪予以解决, 确保锅炉低负荷稳燃的需要。4#锅炉点火方式的选择具有技术成熟、经济性高和环保效益明显的特点, 为大型煤化工项目热电站选择锅炉点火方式提供经验与借鉴。
参考文献
[1]DL/T 1127-2010, 等离子体点火系统设计与运行导则[S].
点火方式 篇2
宣钢二钢轧厂现有150T转炉2座,2010年11月投产使用,采用干法除尘系统(DDS)回收工艺,煤气回收系统2010年运行,吨钢煤气回收可达130立方米。煤气回收系统主要由煤气冷却器、放散烟囱、点火装置、煤气切换站等组成。
1 150T转炉煤气回收系统设计条件
转炉容量 :150t ;数量 :2座 ;放散烟囱高度60m(2套)煤气温度 :60-80℃ ;煤气相对湿度 :100% ;煤气中CO相对体积 :O % 一80 % ;煤气回收 最低CO体积分数 :≥10% ;吨钢煤气回收量 :130m3。
2 转炉煤气点火改造方案的确定
转炉煤气放散塔由2个独立的放散管(1#、2#)组成,1#、2# 放散管分别独立工作,受其自身控制系统控制放散的频度。原有点火伴烧系统使用的点火和伴烧燃料气是焦炉煤气,伴烧以“长明灯”方式工作。由于焦炉煤气中含有大量的煤焦油和杂质,燃气管道容易堵塞维护量大,并且导致点火设备部件需要频繁更换。
现阶段钢铁行业正面临着前所未有的寒冬,钢铁企业需要从自身内部发掘潜力,挖潜增效,节能降耗。消灭“长明灯”,节约焦炉煤气,放散时自动点火伴烧是企业挖潜增效的措施之一,也是安全和环境保护的要求。改进原有的放散点火装置,采用9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统自动将放散管排放出的转炉煤气点燃。该系统使用了电梯电弧和催化反应伴烧器的专利技术产品,安装在放散塔燃烧器上端,没有任何工艺管道,安装简单、公用工程投资小、基本无运行维护量。系统经过多年实践检验且不断改进成熟的设备,从自动点火、伴烧、火焰监测、控制系统的软硬件技术及设备都采用目前控制领域先进的技术。每个放散管上的安装时间约1.5小时,且2个放散管可以分时安装,设备的最大单体重量最多45Kg,不需吊车也可完成安装,对生产的影响时间可以做到最短,在2014年9月年修期间进行应用。
3 转炉煤气点火系统组成及工作原理
3.1 9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统组成
9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统主要由直燃式高空点火伴烧器、火焰探测器及高压发生调理器、高压电缆及支撑组件、点火伴烧主控器柜和DCS系统组成。
3.1.1 直燃式高空点火伴烧器
直燃式高空点火伴烧器安装在放散管头部,每个放散头内安装3套高空点火伴烧器,共6套。
3.1.2 火焰探测器及高压发生调理器
每个放散头上都安装火焰探测器3套,整个系统共6套。每套高空点火伴烧器都配一台高压发生调理器,共6台。
3.1.3 高压电缆及绝缘子
从高压发生调理器到高空点火伴烧器的高压电缆使用耐高温的2MM不锈钢316L多股钢丝绳,绝缘子使用石英绝缘子。
3.1.4 点火伴烧主控器柜
主控系统由PLC+PC及其它信号处理器、驱动器、手动切换开关组成。PLC和各种信号处理、功率驱动器等部件都安装在仪表控制柜内,手操装置,状态显示灯安装在控制柜的面板上,控制柜体积为600X800X1700。在主控制器柜的面板上安装硬手动点火装置,可以直接控制每个高空点火伴烧器的发弧,以便应急操作。
3.1.5 DCS 系统
DCS系统主要用于启动点火信号。启动点火信号的选择与组态由DCS完成,DCS系统输出无源干接点信号给自动点火伴烧系统主控制器。
3.2 系统工作过程描述
原有1 #、2 #转炉煤气放散条件分别取决于吹氧过程中CO含量、O2含量的参数 ;每个放散管对应有一个杯阀,杯阀的开、关由DCS其自身控制系统控制。系统的启动点火信号, DCS系统对现有系统吹氧过程中CO含量、O2含量的高低或杯阀的开回讯信号以及吹氧过程中下枪的回讯信号的判断。启动点火信号分别与1 #、2 #放散管的放散相对应。当CO含量12% 且放散杯阀处于放散位置时点火伴烧,当其中任何一个条件不满足时停止点火伴烧。
9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧9509-ZL-6ZZ的主控系统获得启动点火信号后,立即启动相应的直燃式高空点火伴烧器点火,点燃放散的转炉煤气。放散管上面的火焰探测器时刻监测着火焰情况,当煤气点燃后,继续伴烧直到该放散管停止放散。
3.3 高空点火伴烧器工作过程描述
主控系统获得启动点火信号后,向高压发生调理器发送220V交流电,高压电通过高压电缆送给高空点火伴烧器内的电梯发弧发生装置,产生面状电弧,同时放散的转炉煤气自动被引入直燃式高空点火器内部,在催化反应作用下,从高空点火伴烧器上部喷出火焰。为了进一步节约电能,当火焰探测器获得火焰信号时停止发弧但伴烧依然进行,直到煤气中的CO含量过低时自动熄灭。
主控器是 由PLC和输入输 出等设备构成高可靠、智能化的控制系统,是9509-ZL-6ZZ系统的控制核心。它对现场设备实施全面的管理和进行数据采集,同时将信息反馈给计算机系统。在主控器面板上还可以进行半自动、硬手动点火操作。主控器的信息以硬连接的方式传送给DCS系统。在DCS系统上可以观察到现场的工作过程、火焰情况、事件的记录和各种趋势图及各参数的变化,同时也可以进行点火操作等。
4 直燃式自动点火伴烧系统应用效果
采用该系统后,取消原有2个放散头内的6个“长明灯”。原有的6个“长明灯”使用的是高热值焦炉煤气。改造后的高空点火伴烧器的点火和伴烧不需要其它任何燃料气。只是在对应的放散管放散时才使用,大幅度地降低伴烧燃气的成本。
微油点火技术浅析 篇3
1 微油点火工作原理
微油量气化燃烧器的工作原理是:先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎, 雾化成超细油滴进行燃烧, 同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热, 扩容, 后期加热, 在极短的时间内完成油滴的蒸发气化, 使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料, 从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状 (根部为蓝色, 中间及尾部为透明白色) , 火焰中心温度高达1500~2000℃, 可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧, 从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。
2 微油技术特点
2.1 节油率高。
2.2 环保效果好。
2.3 安全可靠。
2.4 系统简单、改造维护工作量小。
2.5 操作简单, 点火过程全自动控制。
3 构成系统简介
微油气化直接点煤粉燃烧系统由微油点火系统、煤粉燃烧系统、控制系统、辅助系统四部分组成。
3.1 微油点火系统
微油点火系统:由微油气化油枪和辅助油枪、高能点火装置、油火检装置、燃油系统、压缩空气系统、高压风系统等组成。
3.2 煤粉燃烧系
煤粉燃烧系统:由点火煤粉燃烧器、煤粉浓缩器、周界风冷却系统和送粉系统 (原有系统不变) 等组成。
3.3 控制系统
控制系统:由DCS系统和就地控制箱、保护系统和运行参数监测等组成, 对点火系统和送粉系统进行控制, 保证锅炉安全、稳定、可靠运行。
3.4 辅助系统
辅助系统:由制粉一次风加热系统、燃烧器壁温监测系统组成。
4 煤的着火和燃烧特性分析
4.1 微油点火常规特性指标
4.1.1 挥发分
挥发分是煤粉在加热过程中释放出来的气态物质, 他在较低的温度下就能着火燃烧。挥发分燃烧释放的热量对焦炭进行加热, 使后者随之着火燃烧。此外挥发分析出后, 固态残留物焦炭变得疏松多孔, 增大了反应面积, 使之更易于燃烬。
为了避免因燃料灰分和水分变动而影响挥发分的量值, 常用可燃基含量Vr (%) 的数值来表示挥发分的大小。Vr随着燃料煤化程度的提高而降低, 煤化程度越深, 燃料的可燃基挥发分Vr (%) 越小, 含碳量Cr (%) 越高, Vr与Cr的关系可用下式近似表示
煤的挥发分含量越高, 开始析出挥发分的温度越低, 因此着火温度也越低。例如褐煤的着火温度为 (250~450) ℃, 烟煤为 (440~500) ℃, 无烟煤则为 (700~800) ℃。
4.1.2 发热量
燃料的发热量降低时, 理论燃烧温度和炉内的实际温度水平也随之下降, 火焰传播速度变小, 导致固体为完全燃烧热损失增加, 经济性变差。发热量降低到一定程度后会引起燃烧不稳, 灭火“放炮”事故增加, 必须投油助燃。
4.2 影响煤粉气流着火的因素分析
在微油点火燃烧器中, 影响煤粉气流的着火过程的因素主要有:一次风量和风速、煤粉细度、煤粉气流的初温、煤粉浓度。
4.2.1 一次风量和风速
增加一次风量, 就增加了将煤粉气流加热到着火温度所需热量, 因而在其它条件不变的情况下, 将使着火区的距离增大。同时, 一次风量加大就意味着减少了煤粉浓度, 化学反应析出的热量减少, 温度提高的速度也降低, 因而也将使着火推迟。
如果增加一次风速, 则意味着单位时间内流经着火区的煤粉空气混合物的容量增大, 亦即热容量增大, 当加热速度不变时, 煤粉气流的着火将推迟, 着火区域要更远些。
4.2.2 煤粉细度
煤粉细度对着火温度的影响比较复杂。
4.2.3 煤粉气流的初温
着火热与燃料种类、一次风量和煤粉气流的初温有关。提高煤粉气流的初温。着火热则大大减少, 因而有利于着火电站锅炉在燃用贫煤、无烟煤等燃料时, 经常采用较高温度的热风来输送煤粉就是为了减少着火热的缘故。
4.2.4 煤粉浓度
传统的对煤粉气流的点燃和存在最佳的煤粉弄的分析采用了与气体燃料混合物分析同样的前提, 即认为在着火区可提供给煤粉气流的热量不会成为限制因素。结合煤粉中的挥发分先析出的规律, 运用挥发分反应化学计量比的概念, 在锅炉燃烧技术中一般认为:按空气与挥发分数量计算出来的"过量空气系数"等于1小时煤粉-空气混合物中的火焰传播速度最大。据此原理, 当煤粉气流着火热与煤粉浓度间的关系成正比关系时, 在煤粉浓度很高的情况下, 挥发分析出的总量高, 而氧量并不高, 因而煤粉气流的着火并不快, 温度水平也较低;随着煤粉浓度的降低挥发分析出量减少, 而含氧量相对较高, 对着火有利, 温度水平也有所提高。当煤粉浓度增加到某一程度, 挥发分与含氧量达到化学比值时, 温度水平达到最高值, 此时即为最佳煤粉浓度。如果煤粉浓度进一步降低, 挥发分减少, 氧量过剩, 这时过剩的空气还要吸收着火区的热量, 所以温度降低。
5 总结
锅炉采用微油量点火技术, 锅炉可实现极微油量的启、停及稳燃, 节油率在90%以上, 综合节能效益75%, 锅炉启动一次耗油约8~15t。整个系统改造简单, 运行维护量小。另外, 采用该技术可实现锅炉点炉初期投入电除尘, 有益于环保。
摘要：主要介绍微油点火技术的原理、技术特点及组成等。
汽车点火开关设计讨论 篇4
关键词：点火开关,设计要求,三段式,接触片,导通
1 说明
传统的点火系统车型的功能是方向盘锁通过锁止方向盘轴的同时实现汽车的点火开关的启闭。这种点火开关用依据它的变换段数可分为以下几段式。
(1) 三段式:此型式为常用, 可分为LOC KorOFF、ACC、ON、ST四个接触位置如图1, 有三段的作动行程, 因其接触点位置多, 但安全可靠, 电气系统的功能也较为齐全, 适用于轿车。
(1) 当钥匙转到第一档ACC是接通低电流电源, 在这个档可以使用音响, 有些车还可以用电窗、点火器、遥控后视镜、等电动部件, 但与行车系统的在这个档不会接通, 发动机熄火, 而方向盘锁止取消, 可以转动。
(2) 当钥匙转到第二档ON是接通行车有关的电器设备, 例如电动的油泵, 还有A BS、气囊、风扇、雨刷、清洁器、空调温度系统等各系统, 所以你会看到仪表板上亮起很多灯。各电器自检通常需要4s、5s, 所以你稍微等久一点, 大部分灯号都会熄灭的, 只剩下表示车辆正处于熄火状态的个别灯号。在此档位可正常驾驶, 需注意在发动机未起动前, 此档不可长久放置, 特别是柴油机未起动前, 在此位置预热1s～2s (预热指示灯熄灭后) 即应起动。
(3) 在ACC、ON两档之间可以快速切换, 但到了ON就应该停留几秒, 再扭到ST ART启动。待发动机接合起动后, 应松开点火钥匙, 让其自动回到ON档。在发动机运转后, 不要将点火钥匙再旋转至START位置。重新起动时, 应将点火钥匙转到OFF位置或ON位置停留, 汽油机至少10s, 柴油机至少20s后, 方可重启。否则, 点火开关内接触片会产生高压电弧, 瞬间击穿或磨损接触片, 影响功能使用和寿命。
(2) 四段式:可分为LOCK、OFF、ACC、O N、ST五个接点, 其中OFF接点并无电气作用, 其主要功能在于防止钥匙的拔脱致使锁定销弹出, 将方向盘锁住而造成危险, 此型式的起动开关的钥匙回转角度较大, 操作上不符合人体功能, 比较少用。
2 三段式点火开关的设计功能
2.1 正确的旋转角度
即接点位置在于提供各接点的导通位置, 须与主体的锁仁旋转角度相互配合。而点火开关的导通主要是通过接触片的旋转与铆钉接触而导通, 如图2详解接触片与铆钉的导通角 (范围) , 正常情况下耐久前角度公差为±5°, 耐久后角度公差为±8°。B1与B2与电池相接地。IG1与IG2只是ON档分两路负载供电。
下面提供一些点火开关的设计经验值, 供同行参考。
(1) 接触片的内孔与转外径搭配间隙0.1mm～0.2mm。
(2) 弹簧弹力的稳定力, 即要让弹簧相对固定, 如放入孔中;主要是防接点闪烁。这样要求弹簧安装孔与弹簧外经搭配间隙0.1mm～0.2mm。
(3) 接触片与铆钉接触时, 各接点的初始接触力或保持力1500±350g, 除了防接点闪烁外, 还有耐久性的要求。
2.2 操作感, 在整个作动范围中, 操作须圆
滑, 不可有阻滞现象, 除S T A R T档的接点外, 其他位置要有明确的段落感。转向锁档位转换灵活、准确
而钥匙从ON转到START档后, 能自动复位, 不允许出现复位失灵和超越档位现象。
2.3 钥匙插入点火开关操作转动扭力
依产品的规范而定, 须与主体上其他机构配合设计, 以标准式样的规定值, 一般LOC K-ACC-ON的转动扭力在0.15N·m～0.4N·m范围, ON-START的转动扭力≥0.65N·m。
2.4 电气性
依产品的规定式样而定, 一般包含接点接续、接点压降、绝缘抵抗、绝缘耐压等项目。
接点压降, 对点火开关通以10A电流, 电压降:耐久前:≤0.15V, 耐久后:≤0.25V。绝缘耐压, 开关之各端子间及各端子与外壳加550V50Hz通电时, 须耐久1min以上而不被击穿。导通闪烁, 在三段式的每一接点导通过程中 (ACC～ON～ST) , 且在于温度-30℃～80℃内其接点断电时间, 一般10msec以内。 (即10×10-3s之内) 或以目视与闪烁为判定标准。
2.5 耐久性
即本体系统的使用寿命, 包含回位弹簧及接点的耐久, 须符合产品的要求。 (一般为50000cycles, 1cycle为钥匙插入→LOCK档→AC C档→ON档START档→ON档→→ACC档LO CK→钥匙拔出) 转速:10～20次/分。
2.6 耐热循环性
一般情况下是-10℃～65℃进行10个温湿度循环, 每个循环24h。
3 结语
点火开关的设计是保证汽车安全点火中重要的安保件。产品质量是设计出来的, 不断积累设计经验, 来提高设计水平是设计工作的重要一环。
参考文献
[1]高群钦, 满维龙.汽车维修实用手册[M].安徽科学技术出版社, 2007, 1.
[2]中国汽车技术研究中心汽车标准化研究所.汽车工程手册[M].吉林科学技术出版社, 2000, 2.
少气点火装置燃烧技术 篇5
随着我国国民经济的快速发展, 电力工业更是迅猛发展, 燃油消耗的激增将对我国能源安全造成日益严重的影响[1]。
到2014 年底, 我国常规油气资源总量丰富, 石油地质资源量达到1085亿吨, 可采资源量268亿吨。天然气地质资源量68万亿立方米, 可采资源量40 万亿立方米。石油和天然气地质资源量均比2007 年评价结果同比大幅增长[2]。
20 世纪80 年代后期, 我国对于燃料的结构有所调整, 燃料结构出现多元化, 燃料中燃气所占比例逐渐增加[3]。
少油点火燃烧器是近几年发展起来的燃烧技术, 通过工程应用实例说明少油点火燃烧器不仅技术成熟, 且能取得可观经济效益[4]。
天然气与轻柴油具有很多相似的方面, 进一步研究少气点火技术迫在眉睫。
1 少气点火装置的结构设计
少气点火装置的结构由气枪、配风盘、稳燃环、燃烧室等组成, 如图1。
本少气点火装置配置了自动点火功能, 采用高压离子点火棒, 通过高电压在间隙电极之间电离空气而产生电火花, 从而引燃天然气。
本少气点火装置配置了自动检测天然气火焰的紫外火检设备。
2 少气点火装置数据分析
2.1 冷态实验
结合少气点火装置的结构进行了冷态实验, 天然气采用压缩空气代替, 天然气燃烧时需氧量采用空气代替, 压头由风机提供;通过系列数据的拟合成不同工况下的曲线。
不通空气, 只通压缩空气, 测得气枪的冷态流量关系:压力10—100KPa, 对应气枪出力60—200Nm3/h, 压力与流量基本成线性关系。不通压缩空气, 只通空气, 测得配风的冷态流量关系:压力1000—5000Pa, 对应配风出力1000—1600Nm3/h, 压力与流量基本成线性关系。根据天然气完全燃烧时需要空气量为体积比1:9.5, 通过对比可以得出本实验范围内空气的补量是完全满足天然气的理论燃烧需要的空气量。
天然气采用10-100KPa压力输送, 空气压力采用1000-5000Pa的压力输送, 天然气的输送压力是空气的10-20 倍, 防止气体燃烧时出现回火现象。
2.2 少气点火装置的热态实验
本实验过程中, 采用丙烷气体代替天然气, 丙烷的物理特性:相对蒸气密度 (空气=1) =1.56;燃烧热=92.13MJ/m3。
通过与天然气的对比, 丙烷的热值是天然气热值的2.52 倍左右。由公式C3H8+5O2=3CO2+4H2O可知, 丙烷1 体积燃烧需要5 体积的氧气, 而空气中的氧气占21%, 这样1 体积丙烷完全燃烧需要25 体积的空气。在小出力的情况下丙烷是能够满足实验条件的。
少气点火装置初次点火时, 丙烷的气量为30Nm3/h, 空气压力为1500Pa, 点火顺利, 气体火焰明亮, 火检能够检测到信号。
通过不同工况调整, 燃烧比较稳定, 没有出现脱火及点不着的现象。由于气枪是利用多孔高压射流将天然气快速通过小孔喷出流速很高, 防止了天然气产生回火现象;稳燃环, 加强了烟气的扰流, 提高了燃烧的稳定性;燃烧室提供了气体燃烧空间, 由于烟气快速膨胀, 烟气流速很高, 提高了出口烟气动量, 增强了火焰的刚性。
这种少气点火装置结构实现了气体完全燃烧, 同时提高了火焰的刚性。
3 结论
(1) 本次实验结果表明, 采用少气点火装置燃烧技术, 能够充分保证天然气在燃烧室内完全燃烧。
(2) 本次实验结果表明, 此种少气点火装置提高了天然气火焰的刚性。
(3) 少气点火装置的结构保证了点火的可靠性及火检检测的准确性。
(4) 少气点火装置燃烧技术是用微量的天然气, 进而为天然气直接应用煤粉锅炉提供可靠的应用。
摘要：本文介绍少气点火装置燃烧技术, 该技术具有结构简单, 投资少、可靠性高、基本无维护工作量等突出优点。
关键词：少气点火装置,燃烧室,配风盘,稳燃环
参考文献
[1]国际电力网.2020年我国电力工业发展展望[J].2009, 11 (13) .
[2]央视新闻.国土资源部:我国油气资源丰富天然气储量创新高[N].2015, 05 (06) .
[3]徐宏伟.燃气热水器发展现状研究[J].现代制造技术与装备, 2009 (03) .
一起储油点火灾事故调查 篇6
2012年4月24日4时22分,运城市消防支队119指挥中心接到报警,位于运城市盐湖区解州镇天海泵业南100 m的某私人储油点发生火灾,火灾于24日10时18分被彻底扑灭。该起火灾过火面积260 m2,烧毁柴油罐1个、加油机1个、依维柯小货车1辆、汽车轮胎、电扇、柴油及汽车配件等,直接财产损失504 547元,无人员伤亡。该储油点占地面积390 m2,地上一层,建筑面积260 m2。2011年投入使用。储油点内设有20 t的地上卧式柴油罐1个,加油机1个,150 L的铁油桶220个。
2 火灾现场勘验情况
2.1 火灾现场图
火灾现场平面见图1所示。
2.2 环境勘察
火灾现场位于运城市盐湖区解州镇南解陌路西,东侧大门呈不规则变形弯曲状态,储油点南侧相邻的九虎蜂窝煤厂临时建筑石棉瓦房铁制大门上未发现烟熏过火痕迹。在该储油点的上方架设三条高压线路,输电方向由西向东。从北向南第一条为3.5万V高压线路(375号罗解线),第二条为10 kV水泥线,第三条为10 kV地磷线,3根电线架空敷设,从该储油点的东平房东南角上方经过,未经过该院,557号电线杆上残留3根铝线头,从北向南长度依次为0.2、1.5、1.5 m。初步判断起火点在储油点内部。
2.3 初步勘察
(1)北房南墙的勘验。 北房第一间南墙面有过火痕迹,第二间房的门窗上方的墙面为黑色向上散状,门窗之间的墙面颜色较浅,第三间至第五间的墙面自东向西,墙面颜色逐渐变黑,墙面上的砖熔痕逐渐变重。
(2)南房的勘查。 南房第一、二间已倒塌,第二间与第三间的隔墙为单砖建筑,半截已倒塌,只残留下部分,隔墙的东面颜色为浅黄色,有过火痕迹,隔墙的西侧颜色无变化,第二间房门框的内侧墙面上,砖烧裂严重,颜色为淡黄色。在南房东面第二间房的东北角,发现一具狗的尸体,在西边的狗棚内发现另一具狗的尸体。
(3)该院内油罐轻微变形未发现爆裂现象,连接加油机的管道靠近加油机弯曲变形严重。在加油机与油罐之间的地面放有20铁桶(150 kg)柴油,不同程度烧毁爆裂;在油罐与北房之间的地面堆放的约200个空铁桶,不同程度烧毁爆裂。加油机和连接油罐管道与北房之间的地面上,放有1辆依维柯工具车,已烧毁。加油机外壳呈铁锈色,卷曲变形,并有大片氧化脱落。
(4)在南房屋檐下西至油罐东至南房东女儿墙,南北存放着单层3排油桶,在屋檐下方地面油罐附近及加油机附近燃烧痕迹较重,油罐和加油机中间部位地面燃烧痕迹较轻。
经初步勘验,确定了火灾蔓延方向,起火范围在加油机附近。
2.4 细项勘验
(1)加油机的勘验。
加油机上半部已变形,下半部外形保持较好,南侧盖外壳已变形折回,颜色为淡红色,加油机内放置油泵的横梁,南横梁变形向下弯曲成120°,北侧的横梁被烧变形,变形幅度小于南侧,加油机东侧距地面0.10 m处,加油机的生产铭牌完好地附在加油机上,东侧面下半部面板比较平整,西侧面面板下半部已燃烧变形,表面凹凸不平。通过勘验内部构造,排除加油机内部线路故障起火。
(2)进户线路的勘验。
进户电源线是用2根四线多股黑色保护套线,进户线为三相电,由距加油机北30 m的电杆上连接引进,从加油点北房第一间屋顶经过,进户线与电杆的连接线第一根、第三根已断开,接头均有短路熔痕,电源线内部的铝导线呈不规则熔状。经鉴定,排除线路故障引起火灾。
(3)558线路的勘验。
558线路的三根导线全部断开,断开的导线落在距储油点油罐西侧墙外2 m 、距储油点南墙2.6 m处的树木树枝之间及油罐上,树冠中间低,两边高。导线断开处南侧线为不规则锥状,其他两根导线断面为齐面蜂窝状,上、下两导线四周均有多处不规则熔痕,大小不一。发现高压线多处熔痕位于该储油点油罐西侧墙外的树木树枝段。勘验结果显示,高压线路系火烧断。
3 调查询问情况
在辖区派出所和当地电力部门的配合下,调查组对第一报警人和最后离开储油点的张某进行了调查询问,调取了电力公司事故报告和气象部门资料,并走访了3条高压线用户末端,得到以下线索:(1)3条高压线用户末端断电时间在起火时间之后;(2)发生火灾时储油点内无人,仅有3只狗,其中1只未拴,且储油点内无电器设备;(3)起火当晚无雷击现象,有小雨,西风,微风。
4 火灾原因的认定
综合询问笔录、现场勘验,确定起火部位位于加油机西侧至油罐东侧1.5 m的范围。可以排除的起火原因如下,不能排除人为投掷火种放火的可能。
(1)排除自燃物质引起的火灾。
经调查询问、现场勘查,起火处未存放自燃物质,火灾现场无自燃燃烧痕迹。
(2)排除遗留火种引起火灾。
储油点着火前一天下午17时工作人员锁门至着火时无进入,着火时有小雨。
(3)排除雷击引起火灾。
据气象部门的气象记录,着火时下小雨、无打雷现象且高压线上设有避雷带。
(4)排除人员入院破坏引起火灾。
加油点养有3条大狗,其中1只未拴。火灾现场也显示大门的锁系烧落掉地。
(5)排除加油机故障着火。
加油机的电源线及电表、空开线路无任何异常现象,起火部位没有任何线路及用电设施。
(6)排除高压线引起火灾。
3条高压线断电时间在起火时间之后,558线熔痕位置位于油罐西侧树木树枝之间,远离起火部位。
5 灾害成因分析
该起火灾之所以发生、蔓延迅速,主要原因有:
(1)该场所未落实消防安全责任制,场所内无人值班、未设置灭火器材,使火灾不能及时发现处置,初期火灾扑救不及时,造成了严重后果。
(2)油罐的设置不符合消防技术规范要求,地上卧式罐未设置防火堤,造成发生火灾后油品大面积流淌,火灾达到猛烈燃烧阶段后迅速蔓延,难以施救。
(3)相关部门失控漏管,致使经营者在无任何证照的情况下擅自经营。
摘要：储油点一旦发生火灾,油品流淌、燃烧迅速。介绍了“4.24”山西省运城市盐湖区解州镇张国运储油点火灾事故的现场勘验和调查询问过程,在此基础上分析事故灾害成因,确定起火范围,通过排除法认定起火原因,为此类火灾事故调查提供参考。
关键词：储油点,火灾调查,现场勘验
参考文献
[1]金河龙.火灾痕迹物证与原因认定[M].长春:吉林科学技术出版社,2005.
[2]耿惠民.火灾原因调查案例集[M].天津:天津科学技术出版社,2010.
[3]郑斌,陈国华.化工火灾事故起火点推断技术及判据研究[J].消防科学与技术,2011,30(6):545-550.
窑头燃油点火系统的调试 篇7
1 第一次点火过程及改进
1.1 点火过程及分析
2014年8月27日, 窑第一次点火升温, 窑头燃油点火系统中的容积20m3储油罐采用地埋式, 但采购的叶片泵没有吸程, 导致燃油无法进入叶片泵, 只能在叶片泵前增加了一台自吸油泵 (吸程3~5m, 流量60~70L/min, 功率0.55k W) , 改后的窑头燃油点火系统见图1。
考虑到是第一次烘窑, 为了提高雾化效果, 起初只喷油时采用了规格为2.5mm的油枪雾化片, 点火后火焰形状稳定, 窑尾升温正常, 但是当窑尾温度升高至250℃时, 温度就难再上升。将油枪雾化片规格调整到3.0mm后, 窑尾温度才开始缓慢上升, 当升到300℃采用油煤混烧时, 窑内开始出现火焰形状不稳定、经常会熄灭和燃烧器前方有油滴掉落的现象。检查后发现雨水进入地埋式油罐, 导致自吸油泵烧坏。随后对油罐内的雨水进行了清理, 更换了一台更大规格的自吸油泵 (吸程4~7m, 流量80~120L/min, 功率0.75k W) , 但窑头火焰仍然不够理想, 窑头只能采用火把不间断助燃的办法来维持火焰不灭。尽管最终窑尾温度达到了投料要求, 并一次性投料成功, 但中间却花费了很多人力和物力, 也拖延了时间。
停窑之后, 结合现场实际情况, 我们对第一次窑头点火火焰不正常的现象进行了仔细分析, 其原因有以下几点:
1) 叶片泵压力不够, 导致油枪雾化不好;
2) 油箱内杂质太多, 油枪局部堵塞, 使柴油不能正常雾化;
3) 油罐内部进水使得柴油内含水, 导致窑头火焰很难燃烧。
1.2 改进措施及效果
首先检查了叶片泵, 没有发现问题, 重新在输油管道上安装了压力表;然后用压缩空气仔细清理了油枪内的管道, 同时在油枪前加了一个压缩空气接头;最后对油罐内部雨水进行了清理, 并对油罐进口进行了防水处理。
经过此次整改后, 在第二次点火前进行了点火试验。当启动叶片泵时发现, 无论怎样调整雾化片, 雾化效果都不理想, 油枪头部雾化范围仅有1m左右, 同时伴随有油滴落下。随后开启了接在油枪进油口上的压缩空气, 此时位于窑头油泵房内的自吸油泵就瞬间跳停。这样反复3次后, 自吸油泵电动机已烧坏, 第二次更换自吸油泵后发现问题仍然存在。
2 原因分析
1) 叶片泵可能已经损坏, 导致柴油根本无法正常雾化;
2) 原设计没有自吸油泵, 临时增加的自吸油泵与叶片泵的流量不匹配, 导致供油不顺畅;
3) 当开启压缩空气后, 由于压缩空气压力大于叶片泵 (已经损坏) 供油压力, 导致燃油不但没有供出去, 而且部分经过叶片泵回到自吸油泵, 最终使自吸油泵电动机损坏。
3 采取的措施及效果
经过叶片泵厂家技术人员检查, 发现叶片泵的确已经损坏, 损坏原因是操作时先开启了叶片泵, 后开启自吸油泵, 柴油无法第一时间进入叶片泵, 导致叶片磨损严重。于是更换了新的叶片泵并取消了之前做的压缩空气;然后在自吸油泵与叶片泵之间增加了一个200L的油箱, 并在自吸油泵前增加了过滤网, 防止杂质进入油泵 (见图2) ;最后再次用压缩空气对油枪进行了清扫。
改进后, 第二次点火时油枪雾化效果很好, 即便是在油煤混烧初期, 火焰仍然十分稳定, 再也没有出现过因雾化不好造成的火焰熄灭现象。由于燃烧稳定, 不但节约了燃料, 而且缩短了烘窑时间, 节约了大量的人力和物力, 取得了良好的效果。
4 注意事项
1) 窑头油罐在设计时应该注意其位置, 不但要考虑工艺要求, 同时还要考虑消防验收、现场操作、防雨等因素的影响。
2) 如果储油罐采用地埋式, 燃油不能利用自身重力流入叶片泵, 设计时配套的油泵需有自吸功能。
3) 考虑到燃油点火系统内叶片泵对点火的特殊性, 设计时可以考虑增加一台备用泵。