達冠節能型高效生物質燃燒機
我廠從西德引進的達冠節能型高效生物質燃燒機器,是一種高效、大能量、高熱強生物質燃燒機,適用于燒輕油和重油的工藝加熱爐和蒸汽鍋爐等場合。這種生物質燃燒機有功率調整的自動化儀控系統,采用單參數(加熱爐載體出口溫度)調節}安裝方位可自上而下,自下而上,甚至水平方向設置均可,火焰直徑約1^ 1.3米,高度約4.5米,火焰白熾明亮,有力而不散,燃燒穩定,調整容易,過??諝?0%時爐子效率可達81%}如果操作得當,則完全可免除現場來回觀察與調整,就我廠使用來看,深受操作者的歡迎。
一、生物質燃燒機的組成結構和工作原理
該生物質燃燒機的基本特點是:負荷自動調幅范圍在30~100%(油耗***少420公斤/時,***多1300公斤/時)之間,開停車烘爐時只要換用小噴頭,就可使負荷控制在30%以下,點火方式為高壓電點火,即由一臺升壓變壓器將220伏電壓升至1400伏后,通過程序遙控發火點燃,燃燒火焰由火焰監測器(主要元件為光電管)監控,一旦熄火,監控器將指令油、風系統按設定程序動作,并在控制室表盤上報警。
該生物質燃燒機由生物質燃燒機本體、油泵裝置和儀控柜三部分組成,見圖1。限于篇幅,本文僅介紹生物質燃燒機的主體部分。
生物質燃燒機主體部分主要由以下五個部件組成,見圖2。
圖1 生物質燃燒機組成總圖
1.生物質燃燒機(包括火焰監溯器,打火電極等),2.風壓限幅器,13.油壓限幅器,14.高壓過濾器,15.壓力表組’16.吹掃恒溫器’ 17.快速電磁閥,18.高壓泵,19.過濾器,壓力真空表’20.預噴返還閥I 21.送風機I 25.調節器組(儀表),26.安全報警/喇叭,29.總開關l 30.儀控柜I 40.緊急止動鍵,41.介質預熱器I 42.電預熱器l 43.伴熱線
1.返回油壓力調節閥
返回油壓力調節閥,可見圖2中的件號7P,其詳細結構可見圖3。該閥的作用是,通過氣動伺服裝置,使生物質燃燒機噴***壓力和排油量都能保持相應恒定。該閥的調壓范圍在4~18巴之間。錐形閥芯置于閥體的下方?;赜蛪毫Φ恼{節是靠軸桿的操縱和彈簧對閥座的推移,進而改變流通斷面來完成的。彈簧壓縮越緊,從噴***回流過來的壓力就越高,噴***輸出油量就越大。如果需對油壓進行精調,則只要旋動下部蓋帽內的螺絲桿即可。
2.凸輪圓盤機構
用于聯動油壓調節閥的凸輪圓盤機構,可見圖4。在圖4中,螺釘8把凸輪圓盤l固定在支座圓盤(即缺圓圓盤)2上,支座圓盤本身又與驅動裝置的端軸相連。擰松螺釘8并調動固定在凸輪圓盤1上的設定螺釘9,就可以調整凸輪圓盤的偏心距,其***大偏心距(即滾珠軸承輪7的***大沖程)為4毫米。
***大回油壓力太低時,必須把凸輪圓盤1的偏心度放大,即加大沖程。凸輪圓盤位置每調改一次,回油***小和***大壓力就必須重調一次。同時,亦必須相應把驅動裝置(齒輪,齒條)的兩個死點位置調定下來。因此,需要重復此程序,直到得到一個與***小壓力至***大壓力相適應的沖程。
3.調節鼓
用于調整空氣風門擋片的調節鼓,可見圖2中的件號8,其詳細結構可見圖5。該鼓的作用是,為生物質燃燒機用燃料油提供***佳燃燒狀態所需的空氣量。它有16塊可調夾板
圖4 凸輪圓盤機械
1.凸輪圓盤,2.支座圓盤,3.閥托架,4.鎖定螺母,5.支架,6.軸,7.滾動軸承輪,8.調整螺釘,9.設定螺釘,10.調節閥,11壓力精調絲桿4,用以夾固彈簧鋼帶3。其中11塊夾板的作用是使鋼帶組成一個可變凸輪,曲拐機構2就依其曲線對空氣風門擋片的開度進行調節,以使之恰好輸出燃料油的需要量,其余五塊夾板,僅對風門擋片的完全關閉起端點擋塊的作用。據制造廠介紹,在通常情況下,為使加熱爐在操作和停爐時能倮證安全可靠,故對風門擋片不設全關位置,而是使風門的***小開度為300(實測縫隙寬度為24毫
調節夾板時,必須使鋼帶曲線平滑,各夾板之相鄰高低偏差不應大于l毫米。否則,鋼帶將因受力突變而折損。當用右手調整夾板上的內六角螺頭時,曲線若均勻右移,則風門趨于關小,若曲線均勻左移,則風門趨于開大。在調整風門葉片開度時,必須記住這一規則。
4.噴***噴***為回油式壓力霧化噴***,其結構可見圖2中的件號3和圖6所示。為使生物質燃燒機工作順利和安全,按操作規程,在噴***點燃之前,應有一個預循環程序。就是說,當燃油泵運轉正常后,壓力油便進入空心管7,并經旁路通道9被壓入回流管8中。此時正值聯動機構3又將空心管中的針形閥桿推向壓緊針閥座的一端,這樣,便使壓力油完全進不了噴***頭而只好全部返回燃燒油貯罐。當這一預循環程序進行了3~5分鐘之后,對油路系統的壓力、流量、泄漏等均未發現異?,F象時,便可點火。
點火開始時,由于電磁閥的動作,而使聯動機構3將針閥芯桿拉回,閥針2則離開閥座。與此同時,旁路通道9被一個固定在針閥上的空心堵塊堵上了。壓力油穿過該空心塊,經過針閥座后沖入噴嘴頭。接著,再經旋流霧化件,使其壓力能轉為速度能后便從噴孔以高速噴出。此時,燃燒油產生了一個超過其表面能力的徑向分力,該力促使油膜在噴孔出口邊緣破裂而形成了極細的油霧顆粒。此外,在一部分未轉化為速度能的剩余壓力作用下,燃料油通過噴孔還產生有一個軸向分力。該分力與徑向務力組成的合力,又使得霧化油形成一個旋動的倒圓錐狀的油霧區,該圓錐的頂角即為霧化擴散角。本生物質燃燒機的擴散角為45。(根據買方要求,也可提供擴散角為60。的旋流霧化件)。
.寓于這種壓力霧化式噴嘴的抽吸力很弱,故只有用機械供風以及噴嘴頭上部配置配風擋板后,才能使火焰充分、均布和穩定地燃燒。安裝配風擋板時,對其與噴嘴頭端面的平行度,以及與噴孔的同心度的控制,是極其重要的。使用45。噴頭時,配風擋板與噴嘴頭端面的垂直距離應是24毫米。
“J"型定位器可見圖2中的件號12(詳圖略)。它屬于直接作用型氣動定位置,安裝于氣缸執行器上。它依靠力平衡原理,把已設定好的空氣輸出壓力,傳遞到氣缸執行器的活塞上?;钊偻苿育X條,齒條便撥動調節鼓轉軸上的小齒輪,從而驅動了調節鼓。精調以及***大和***小回油壓力所在的齒條極限位置,可用端部旋扭來調節。
該定位器的***大優點是,對儀表氣源信號反應快,定位精度高。此外,還有穩定性好(不受振動影響),靈敏度高(風壓信號至0.001巴時仍能反應)和線性誤差低(低于1*0%)等優點。
一、空燃比的自動調整
加熱爐操作過程中,因爐子熱負荷變化或操作不當等的影H向可能出現不穩定運行的情況。一旦發生不穩定現象,就急需在***短時間內使燃燒恢復到***佳狀態,同時還要盡量減少操作人員的來回奔跑調節。為此,本生物質燃燒機設計有燃料油與空氣比例調節機構。用該機構,可以實現燃空比的聯動控制。要使過??諝庀禂到档秃腿紵隣顟B理想,就必須先對調節鼓與油壓控制閥的相應配比進行人工調校。調校過程中,由CO。R/1401(見圖8)二氧化碳分析儀提供的監測數據來設定其***佳燃空比。
燃燒不完全,煙囪目黑煙,可能是以下原因造成的。
1.風門開度與燃料油回油壓力匹配不當。為此,需要反復校核風f]開度和回油油壓,一般可按表l的經驗規律選配。若風量不足而造成不完全燃燒時,只要調整調節鼓夾板上的內六角螺栓,使鋼帶向左或向右均勻平滑移動,就可開閉風門。調節后,表l中任何一調節點對應煙氣所含C02的值,均應保證在10~12%范圍之內。
油和柴油混用的條件下測得的。
與此同時,對回油壓力調節閥,其***低與***高壓力范圍若需重新調定時,只要仔細調整凸輪圓盤的設定螺釘9即可,但偶爾也需檢查一下油壓調節閥軸上滾珠軸承支架頭的伸出程度。
2.燃料系統壓力不平衡,造成燃料油噴出量過大,燃空比失調:從圖8上看,一旦PC/14193手控閥的變化使PG/14120壓力升高時,噴***回油線去0-934(殘渣焚燒爐)的支路返還線(M線)中的回油,便因P G/14120壓力的增高而受阻,因而不得不減少返還量(應注意:此時是在0-934暫不燒油的情況下)。其減少的部分,無疑將被擠入噴***燒掉。同時,風閂的開度并不因流量的增加而開大,于是,便出現了匹配不當,煙囪冒黑煙的現象。正常運行時,M線這一干擾參數的影響應引起特別注意,尤以回油量的干擾,要引起操作者的警惕。
要實現燃燒正常,可采取如下措施:主裝置小負荷運轉時,大循環線上的回油壓力PG/14119與小循環線上的壓力PG/14120之壓差必須高于1.5~1.7巴,否則大循環線的回油就不能順利返還。具體操作方法是,調整小循環線上的手控閥P C/14193,使PG/14120降壓。此時,應特別注意PG/1412 0的壓力,應以不致使P-983泵產生汽蝕為原則。根據操作經驗,P-983的吸入壓力***好
3.燃料油重餾分過多,霧化效果差。
4.噴嘴頭上部的配風擋板歪斜,使噴油受阻,造成油霧錐形區散亂,局部燃燒不完全。
5.配風擋板上的配風孔被頂部下落異物(保溫材料或燃油結焦塊)堵塞,造成風油混配不理想。
6.噴嘴頭螺帽滲漏:常見原因是,湍流室2未精確對正,夾緊件6未壓緊;湍流室2的噴孔有劃痕。這些小而未受注重的問題,往往會帶來糟糕的霧化后果。
一、生物質燃燒機的操作
本生物質燃燒機點火,采用手動或自動控制均可,但點火前需對燃料油、風、電、儀表、第12卷第3期 化工煉油機械蒸汽等系統進行徹底檢查,只有達到投運條件之后,方可點火操作,其具體步驟如下:
1.燃料油的預備
①首先讓重油(有時可摻合一定量的B酯)進V-981、985預熱,經F-982除去其中的雜質后,再經由P--9 86走小循環線返還。此時,應調節P C/14193,使PG/14120到5~6巴。
②小循環正常后,進E-984,并將其加熱到15 0C,通過P-983加壓到30-- 32巴,然后經大循環線,并調節PC/14191,PC/14192,使之達到28~30巴。
③大循環穩定后,下一步是噴嘴前的預循環。此時要注意關閉MCV/1403的旁路閥門,以及蒸汽吹掃閥門。
2.供風的準備
檢查K-944風機,應讓其點試運轉無故障,風壓、流量正常。與此同時,通過“J"型定位器,手動檢查風擋片,看其是否轉動靈活,角度是否準確。
3.自動點火開始
①將控制室表盤上的開關S-12,撥到“自動”位置。
②將控制室表盤上的開關S-13,撥到
“1”的位置。此時,K-944/2風機已起動,并開始了預通風,風擋片自動由***小位置慢慢開到***大位置,爐內已有充足空氣鼓入,可燃可爆氣體便被吹跑了。預通風時間視現場情況而定.一般控制在3~5分鐘即可。
⑧接著,把開關S-13撥到“2”位置上,于是點火自動程序開始t①打火變壓器發火;②燃料油電磁閥打開,油嘴噴油,燃燒開始,⑧火焰監測器見到火光,點火成功;④點火成功后,把S-13開關撥到“3"的位置上,此時表明正常運行開始,各聯鎖點投入運行。
使用的點火程序器為D-GF97-70型,其結構內配置有計時器,若5秒鐘內火焰監測器BAS/1402還接受不到火光,便說明點火不成功,程序器也將按照已設定的時間去聯鎖關閉燃料油閥等。若需再次點火,則需從預通風程序開始。
若要解除程序控制器的作用時,只要撥動控制盤上的旋扭S-14即可。
4.聯鎖條件的投入
當控制室表盤上的S-12開關撥到“自動’’位置時,說明15個聯鎖點均已投入。其中,只要有一個聯鎖條件不符合設定值,則均會引起聯鎖熄火停車。這對穩定操作,安全生產極有好處。
四、結語
經生產實踐證明,達冠節能型高效生物質燃燒機器,基本上可以滿足以下要求:
①燃料油能很好地被霧化成微粒,因而增大了燃料油與空氣的接觸面,并可形成良好的流量密度分布與霧化流噴射角度。
②能供給燃燒以***佳配比的空氣量,并能使其與油霧迅速均勻的混合。由于采用了強制供風,故呵免除外界氣候對燃燒不穩定的影響。
③能使燃料油與空氣的混合物處于較高的溫度場,從而加速和強化了燃燒的物理化學過程。
④具有適用于立式圓筒爐要求的火焰形式,這種火焰既有良好的充滿度,又不致沖刷爐管。
⑤燃燒穩定,噪音小,爐溫的誤差可控制在±1℃。
⑥功率調節幅度較大,可達30~100%。
⑦運行可靠,操作半自動化水平高,特別是點火時,由于采用了程序控制,故避免了人工點火時經常發生的回火現象。
⑧總體結構緊湊,輕巧,維修方便。更換噴***時,一個人即可拿上拿下。