液态轻烃直燃爆膛及燃烧中锅炉振动原因分析--中国期刊网

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液态轻烃直燃爆膛及燃烧中锅炉振动原因分析

发表时间：2021/5/24 来源：《基层建设》2021年第2期作者：白传贞

[导读] 摘要：本文对液态轻烃在锅炉直燃中的爆燃及锅炉振动的原因进行了测试分析，并给出了相应的解决处理方法。

        浙江鼎珅能源科技有限公司浙江杭州 310000
        摘要：本文对液态轻烃在锅炉直燃中的爆燃及锅炉振动的原因进行了测试分析，并给出了相应的解决处理方法。
        关键词：液态轻烃直燃；吹扫时间；旁通阀
        一、天然气的主要成份是C1甲烷，含少量的C2乙烷，液化石油气的主要成份是C3丙烷、C4丁烷，它们在常温常压下呈气态，叫气态轻烃。C5-C16的烃在常温常压下是液态，我们就叫它液态轻烃。
        由此可见，轻烃是一种可替代天燃气的清洁环保燃料，由于其价格低热值高，受到了不少企业的亲睐。同时轻烃是闪点（闪点< -50C°，最低沸点20 C°）低且易挥发的液体，如有泄露，直燃极易产生炉膛爆燃，目前锅炉应用中，主要还是将轻烃气化后输送燃烧使用。
        由于轻烃气化装置价格比较昂贵，目前市场上流量200m²/小时的一套气化装置价格就高达十几万，不仅增加了设备及场地的投入成本负担，同是也因为全安原因，至使该能源开发利用前景受阻。突破并完善液态直燃技术是未来的发展方向，我们按照GB9053-2013《稳定轻烃》标准轻烃进行分析试验。
        二、爆燃分析试验
        2.1、试验设备及材料
        2.1.1贯流式管道燃油蒸汽热源机组一台（以下简称：机组），采用与原柴油口径8.0的60度油嘴两个，更换为防爆高压油泵
        2.1.2液态轻烃60L两桶，国标柴油60L一桶
        2.1.3高精度液体流量计（检测液态轻烃）
        2.2、防火防爆技术措施
        2.2.1干粉灭火器两只
        2.2.2将所有设备设在通风位置，轻烃油桶四周10米内设置隔离栏。
        2.2.3机组电气电缆采用金属管敷设
        2.3、测试工况条件一
        2.3.1 用柴油调试，大小火正常后停机，将柴油更换为轻烃。
        2.3.2把点火针电源线拆下，记下流量计起始数据为22.17L，启动机组，点火不成功后保护停机，此时流量表计显法为22.24L，可以判断约有0.07L的液态轻烃流入机组，将点火电源线复原，并复位后，再次起动，按机组工作流程吹扫30S后起动点，点火成功，未出现爆燃。同样方式采用两次点火失败进行测试，当第三次点火后发生爆燃，机组发生轻微振动。即内部存有约0.14L油时吹扫不能完全。
        2.3.3按以上方式从冷机组开始进行测试结果见下表（1）

        表（1）
        从以上表（1）中可以看出，炉膛温度小于206℃时，易产生爆膛，从轻烃理化性分析应该是在200℃以下，气态比重较大，无法吹扫完全。
        实际应用中产生以上问题有多种多样，如高压点火变压器故障、点火针偏移、油嘴雾化不好等都会产生炉膛存油，最为严重的是油路电磁阀卡滞待机状态下产生的滴油。

        图（一）
        三、燃烧中机组振动分析试验
        3.1、测试工况材料设备
        3.1.1设备材料同上，
        3.1.2将机组蒸气出口引至户外，出口方向垂直向上高度3米
        3.1.3移动温度探头及温度仪表一套，
        3.2、测试分析
        首先将水温检测探头绑在靠近喷油嘴的油管上（为了方便测试，此管采用不锈钢波纹软管），温度显示（16±1℃）。起动机组运行，切换为大火后，流量计显示瞬时流量为73.41L/h，连续运行5 min，机组正常，没有发生振动现象，此时油管温度显示（22±1℃）。
        继续运行，每10 min做一次数据记录，当机组运行至30min后机组发生微小振动，55min左右关机。相关数据如下表：

        表（2）
        从上表（2）中得出，油管温度超过35℃后，会引起喷油量的减小，计算得出，油管升高了50-22 =28℃，而喷油量减小了（73.41-69.34）/73.41*100%=5.5%
        四、结语
        4.1、解决方式直燃闪爆可以从两个方面来考滤，如果是偶有的点火失败可以采用加长吹扫时间来解决。对于待机状态下的泄露滴油，建议在原供油电磁阀的后面加一个旁通电磁阀（见图一），正常供油工作时，旁通阀关闭，当停火待机时，旁通阀打开，可有效的将油嘴前至供油电磁阀里的存油引出卸掉。
        4.2、对于机组振动问题分析，根据轻烃理化特性，液态轻烃在输送过程中超过温度超过20℃后会产生膨胀而引起供油减少。比较直观的处理方法就是减小油或油管的温度，对于远距离传输的油管采用地下敷设，油管路尽量远离机组热源，如机组采用PLC控制的话，可在油管末端加一温度检测，风门开度与油管温度进行闭环控制。
        参考文献：
        [1]中华人民共和国国家标准—GB9053-2013《稳定轻烃》标准