管式加熱爐燃燒器的選用

摘要：在設計和選用管式加熱爐燃燒器時應考慮以下四個方面：第一，燃燒器應與燃料的特點相適應，根據不同的燃料選擇不同類型的燃燒器；第二，燃燒器應與管式加熱爐的爐型相配合，管式加熱爐的爐型與燃燒器是密切相關的，如果燃燒器與管式加熱爐的爐型不匹配，將導致爐子的設計結構不合理，甚至難以滿足工藝需要；第三，燃燒器應滿足管式加熱爐的工藝要求；第四，燃燒器應滿足節能和環保的要求。
關鍵詞：管式加熱爐；燃燒器；節能；環保；選用
 

燃燒器通過燃燒燃料向加熱爐提供熱量來源，因此燃燒器是管式加熱爐的關鍵組成部分。在設計和選用管式加熱爐燃燒器應考慮以下四個方面，才能使管式加熱爐配備的燃燒器控制準確，安全可靠，高效節能。

（1） 燃燒器應與燃料的特點相適應。煉油廠的管式加熱爐幾乎都采用油氣聯合燃燒器，該燃燒器既能單獨燃燒燃料油，也能單獨燃燒燃料氣，還可以油氣混合燒。油氣混燒時，總放熱量應不超過燃燒器允許的最大放熱量，以免空氣供給不足而產生不完全燃燒。燃料油的霧化可以增加燃料油的總表面積，強化燃燒，因此油氣聯合燃燒器大都采用蒸汽霧化油噴嘴。煉油廠一般使用裝置的副產氣作燃料氣，副產氣的氫含量較高，活性強，易燃燒，但也容易回火，因此油氣聯合燃燒器采用外混式燃料氣噴嘴，來保證燃燒器安全和穩定的工作。化工廠的管式加熱爐運行方式是熱著火過程，因此均采用
氣體燃燒器。氣體燃燒器的類型較多，應根據化工廠所用的原材料和燃料氣來選擇燃燒器。例如：制氫爐以天然氣作原材料，而且燃料氣也使用天然氣，因此不需要額外設置燃料氣的供給系統，使用的氣體燃燒器類型是無焰燃燒器；乙烯裂解爐以碳五和裂解柴油作原材料，而燃料氣卻使用了副產氣或補充的煉廠氣，需要增設燃料氣的儲存裝置和燃料氣的供給系統，使用的氣體燃燒器類型是半預混式氣體燃燒器。根據不同的燃料選擇不同類型的燃燒器，這是設計和選用管式加熱爐燃燒器首先考慮的問題。

（2） 燃燒器應與管式加熱爐的爐型相配合。管式加熱爐的爐型與燃燒器是密切相關的，如果燃燒器與管式加熱爐的爐型不匹配，將導致爐子的設計結構不合理，甚至難以滿足工藝需要。圓筒爐因爐膛較高，宜采用細長火焰的燃燒器。圓筒爐的爐管越高，火焰越長，應根據爐管的高度將燃燒器沿其高度方向分層布置。方箱爐由于爐膛較大，燃燒器一般都采用圓柱型火焰，燃燒器集中布置在爐底或側墻上。因方箱爐的爐膛深度有限，不宜采用火焰太長的燃燒器。對于大型化的管式加熱爐，應使用大能量的燃燒器以減少控制系統的投資。

（3） 燃燒器應滿足管式加熱爐的工藝要求。考慮到不同的管式加熱爐裝置中燃料的物性和壓力、霧化蒸汽的溫度和壓力等操作參數均在一定的范圍內變動，設計通用燃燒器時，應以較低的操作參數作為設計計算的依據，以保證燃燒器的放熱量滿足管式加熱爐熱負荷的工藝要求。設計和布置燃燒器
時應力求爐管表面熱強度均勻。

（4） 燃燒器應滿足節能和環保的要求。衡量燃燒器的節能指標有兩個：一是完全燃燒的程度；二是達到完全燃燒所需的最小過剩空氣量。工業燃燒器要想達到完全燃燒，在理論的空氣條件下是不可能實現的。在實際工況下，管式加熱爐都是采用在自然狀態下空氣助燃的節能型燃燒器，該類型燃燒
器能使過剩空氣量最小，爐內火焰的溫度達到最高，增加了爐內的輻射傳熱量，從而提高了熱效率，降低了能源損耗。降低燃燒器附屬設備的電耗也能起到一定的節能作用。燃燒器對環境的污染主要是噪聲和燃燒產物中有害物質對空氣的污染，噪聲污染已通過采取隔聲箱和風道等措施得到了有效
控制；燃燒產物中有害物質對空氣的污染應采用低氧化氮燃燒器和對排放物進行處理的雙重辦法才能解決環保的大問題。
 

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