分体式生物质燃烧机在煤炉上的应用

分体式生物质燃烧机在煤炉上的应用
    摘要介绍了德国威索WK50分体式生物质燃烧机的工作性能及工作原理。根据与原生物质燃烧机实际使用的比较结果和目前输油站4 650 kW热媒炉的运行状况，提出了德国威索W K50分体式燃烧机完全可以在4 650 kW热媒炉上应用的建议，使用后很好地解决了铁岭输油站4 650 kW热媒炉生物质燃烧机在运行中存在的隐患和问题。
    由于我国生产的原油具有高粘度、高含蜡、高凝点的特点，管道加热炉被广泛应用于大型输油管道系统中。铁岭输油站是东北输油管网的枢纽站，从20世纪70年代建站至今，加热炉的发展历经了三个阶段，即采用火把人工点火的方箱炉、多回路控制器的直接炉以及目前使用PLC与工控机控制的热媒炉。新技术、新产品在加热炉上的应用，使管道加热炉的运行有了更高的安全**。一、4 650 kW热媒炉运行存在的问题随着东北管网输油量的下降，管道加热炉长期处于高负荷下运伉其运行风险相对增加。目前铁岭输油站有4台国产RM L II型4 650 kW热媒炉，该炉是仿美国ECIPSE公司生产的热媒炉，生物质燃烧机是美国北美公司生产的3016 32型内混式生物质燃烧机。该生物质燃烧机主要有气液两相指标，工作压力P>0.2MP岛喷射面锥度t眵700,材质为硬质耐磨不锈钢，结构原理见图1。由于油气内混，这种火嘴具有油气互补性，即油少时气多，油多时气少。在燃油流量额定的情况下，减压阀油压越高与雾化风压成正比关系。风压和油压的变化，将会产生燃烧雾化差、喷射面锥度不够、火焰成形不好、炉管内结焦、积灰较重的问题，从而引起炉管局部过热，形成高温氧化的片状腐蚀。另外，该生物质燃烧机需使用副火嘴，用液化气或柴油点火，容易出现因多次点火，炉内出现二次燃烧或爆燃故障给热媒炉的安全运行带来较大威胁。
    3016 32型内混式生物质燃烧机国外现已停止生产，无配件供应，国产化后应用效果也不理想，目前在用生物质燃烧机均存在老化、磨损严重的问题，无法保证准确的喷射锥度，易发生偏烧故障。
    铁岭输油站4台4 650 kW热媒炉生物质燃烧机目前都己进入老化期，改善生物质燃烧机的燃烧性能、燃油的温度以及雾化风的配比，是保证加热妒安全运行的关键所在。
二、生物质燃烧机技术改造方案
    4 650 kW热媒炉加热装置的较大负荷有两种，一是当热媒／原油换热器内原油流量为600 ITI3／h时(AP=0.024 MPa)，进出换热器的温差约为16 aC,或热媒流量为1  600 ffl3／h时，进出换热器的温差约为48℃；二是在大庆原油提温至80℃和炉效为90%H寸，燃料油体积流量应为540 L/h。根据有关规程要求，该生物质燃烧机燃油体积流量可在170±20～520±20 L/h范围内调节。
    根据RM L II型4 650 kW热媒炉的运行要求，选用德国威索工业用分体式重油生物质燃烧机（热风型）对原生物质燃烧机进行了技术改造所选型号为WKMS50/2 ZMH型（见图2）。
    根据燃油量选配了调节式喷油嘴，其型号为24D2. OW11．在2.8 MPa下喷油量为540 L／h，可完全满足4 650 kW热媒炉在满负荷下运行的要求。WKM S50/2 ZM H型生物质燃烧机的工作原理如图2所示。这种型号的生物质燃烧机在结构上有以下优点。
    (1)配置电磁阀关断装置，进一步提高了安全性能。当生物质燃烧机停止时，电磁驱动的安全关断装置会立即切断进油和回油，因为是直接作用在喷油嘴上，所以，停机后燃油不会继续溢出。
    (2)由调节套筒、多孔移焰盘组成的混合室使过量空气减少，从而获得较为理想的燃烧值和较大的调节范围。通过混合室中调节套筒的移动，使在功率范围内的每个负荷点都有相应较佳的通风截面相配合。由此，在整个功率范围内可以获得理想的风速及混合进度。通过这样一个系统，部分负荷时的压得到提高，在减少过量空气的同时提高了燃烧质量，在整个功率范围内优化了燃油和风的配比，使火焰成形稳定、良好。*26卷*9期    冯增辉等：德国威索WK50分体式生物质燃烧机在4 650 kW热媒炉上的应用
    (3)该生物质燃烧机所配备喷嘴循环系统及油预热器，当油泵循环时，通过油预热器的燃油经油路进行循环，直到喷油嘴处的油温达到点火要求；点火成功后，油温通过一个电子温控开关控制，恒定地保持在所需的值( 90℃)，这样就可以保证均匀的雾化和理想的燃烧质量。
    (4)通过生物质燃烧机马达带动的回油调节器与进风挡板合理组合，确保了每点都得到较佳的风油配比。
    (5)配有独立的多级比例调节，使用性能稳定，操作简单易行，多重关断控制更提高了安全性。
三、生物质燃烧机的安装
    根据技术改造方案和实际工作的需要，在铁岭输油站3号热媒炉上进行改造。WKMS 50/2 2MH型生物质燃烧机是重油型热风分体式，具有主机结构紧凑合理、体积小、重量轻、安装简便的特点。安装过程中只需对炉前墙保温层重新制作，在中心砌筑一个直径为350 mm的火焰筒。生物质燃烧机通过6个螺栓直接安装在炉前墙外壁上。因为该生物质燃烧机助燃风采用下部送风，所以需将原架空于炉体上部的热风管道改为地下敷设，燃油系统则利用原来回油管道与燃烧机自配的加热器和燃油泵直接连接。
    此次改造对炉体改动小，工艺设备安装简单，工期短，改造后，整个热媒炉前的风、油工艺管道的布局更加合理，加大了炉前维检修作业空l阃使运行维护更加安全方便。
四、WK50生物质燃烧机与原燃烧机的比较
    WK50型生物质燃烧机与原生物质燃烧机相比在性能和各项安全指标上有着明显的优势。在点火方式上，原美国内混式生物质燃烧机需使用副火嘴利用液化气或柴油点火，存在辅助设备多，有安全隐患的缺点。W K50型生物质燃烧机采用高压电极自动点火，结构紧凑，安全性能高，但在燃油雾化方式上，原火嘴是用低压空气雾化，点火开始有黑烟，火焰成形不好，雾化不稳定，有心。WK50型生物质燃烧机采用高压(2.8 MPa)机械雾化燃油燃烧充允火焰成明亮完整锥体。在自动控制方面，原生物质燃烧机没有自己的控制系统，而德国威索有自己成套的多级比例调节系统控制精度，且输出调节比高，能方便地与程控器对接，实现远程自动控制。另外，该生物质燃烧机配件充足，性能完善，烟气排放达到了欧洲环保要求。德国威索公司的维护网络遍布全国，可以方便快捷地提供服务。而原生物质燃烧机是20世纪80年代前产品，雾化不充分，烟气排放达不到我国的环保要求，已属淘汰产品，该产品国外已停止生产，根本无法提供维修服务。
五、应用效果
    4 650 kW加热炉良好启停的重要标志有以下几点，
    (1) -健启炉功率高，应大于90%。
    (2)在启炉过程中，冒淡烟的连续时间不得**过1 min。
    (3)处于满负荷状态时燃油流量应在520±20L/h之内。
    (4)大小火保持状态不冒黑烟，火焰稳定。
    (5)燃油电磁阀导通和关断性能好。
    德国威索WK50型生物质燃烧机在铁岭站3号4 650kW热媒炉使用后，经测试，一健点炉成功率高达99%以上，启炉过程无烟，负荷在170±20～520±20 L/h之间连续可调，在任何位置火焰稳定，氧量在3. 4%～6.0%之间，燃油电磁阀性能稳定可靠，完全满足了《4 650 kW热媒炉的各项运行规程》的要求。通过严格的炉效测试，各项指标均**出原燃烧机。
    苏丹原油外输管道茌定向钻穿越处采用加强级补口，采用玻璃布加强的技术方案，提高了防腐层的耐磨性。
    2、  补口和补伤施工时应注意事项
    (1)表面处理的技术要求。钢管表面处理质量主要决定于清洁度（除锈质量等级）及粗糙度（锚纹深度）。在现场应尽量采用喷砂除锈，达到近白级（Sa2.5级），充分保证防腐层与管体的粘结力。此外，无论补口还是补伤处，搭接处原管体防腐层边缘都应斜切。
    (2)搭接宽度。补口、补伤处的搭接宽度应大于80mm。
    (3)施工操作。补口、补伤施工操作必须按照有关标准及技术规格要求执行，以确保施工质量。
    综上所述，可得出以下结论。
    (1) 3PP防腐层耐高温、耐腐蚀性能好，适用于环境温度高的输油管道、城市供热管网及化工管道。
    ( 2)由于耐寒性较差，3PP防腐层不适用于严寒地区。
    ( 3) 3PP防腐层补口、补伤应采用**材料及相应的操作技术。

六、结  论
    目前，铁岭输油站3号热媒炉满负荷运行时炉效为91.1%过剩空气系数1. 23，排烟温度160℃含氧量为4.3%。实践证明，WKM S50/2 ZMH型生物质燃烧机非常适合于RM L II型4 650 kW热媒炉使用，在实际工作中操作更为简捷，大大降低了设备故障率，提高了炉效和加热炉的安全性能。同时，也为RM L II型加热炉生物质燃烧机的技术革新提供了科学依据。

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