天然气锅炉运行时烟气含氧量的 重要性及调整方法

区城供热1999.2期天然气锅炉运行时烟气含氧量的重要性及调整方法—北京市左家庄供热厂和方庄供热厂97年煤炉改燃气炉后的试运情况分析北京市热力公司范戏阂一、理想燃烧1.天然气的主要成份川方庄97年12月15日北京电力科学研究院化验(当时主要是华北油田的气)结表(一)元元素素二氧氧甲甲乙乙丙丙正丁丁异丁丁正戊戊异戊戊六碳碳低位发发名名称称化碳碳烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷烷以上上热量量元元素素C0222CH444CZH石石C3H***C4Hooo:QH一。。C,H立zzzCsH一222C>666Q如www符符号号号号号号号号号号号号含含量量1.422285.29998.32222.99990.75550.58880.19990.23330.3222948000%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%ke目/Nm333果。(2)左热98年1月12日北京市技术监督局节能监测站化验(陕甘宁气已到京)结果。表(二)元元素素甲甲氢氢氧氧氮氮一氧氧二氧氧重碳氧氧低位发发名名称称烷烷气气气气气气化碳碳化碳碳化合物物热量量元元素素CH444H2220222N222C000C0222CmHnnnQ扣www符符号号号号号号号号号号含含量量90001.2220.4443.4440001.2223.888838000%%%%%%%%%%%%%%%%%%%keal/Nm333由以上化验的结果可得如下结论:a.天然气的主要成份是烷烃(在方庄化验占了98%多,左热化验占了约94%)。b.天然气中含量最大的是甲烷(CH4),方庄占85.29%,左热占90%。c.今后在供天然气正常的情况下,我们主要使用的是“三北”气。故天然气在燃烧时主要化学反应式是:CH4+202=C02+ZHZO2.天然气完全燃烧所需的理论空气量V。方庄计算为10.7819Nm,/Nm,左热计算为9.ZINm,/Nm,一般可认为,IN耐的天然气完全燃烧需一12一区域供热1999.2期要的理论空气量约为IONm3。二、实际空气量和空气过剩系数在实际燃烧中,由于空气和天然气的混合很难达到理想的程度,因此即使供给理论空气量仍不能使天然气完全燃烧,必须多供给一些空气才能使天然气完全燃烧。在实际燃烧过程中所供的空气量称为实际空气量,符号Va。实际空气量与理论空气量之比称空气过剩系数,符号a二va/v。。空气过剩系数a:(可根据烟气成份分析结果来计算)表四左左热热R02220222COOO以以用(2)计算算月月9998.1.122222222222以以以一一工况况l0003.37770.0025551.17771.199990.333烟烟份份份份份份份份二二工况况10003.22220.0031111.16661.188892.555烟烟份份份份份份份份3.烧天然气锅炉时a值的经验简算式:21仪=21一0.9102(3)2l79(O:一0.SCO)100一(RO:+O:+CO)式中:02、co和RoZ分别是干烟气中氧气、一氧化碳和三原子气体(COZ+502)的容积百分比。21是空气中氧的容积百分数(20.6%二21%)在燃气炉运行时,只要燃烧不是很坏,CO是微量的,在计算a时可以忽略,视其为零。上式可简化为:从方庄97.12.5和左热98一12三次热平衡测试的烟气分析中用式(3)算出的数与用式(l)算出的数基本相等,可精确到0.01。三、锅炉的热平衡分析(燃气锅炉)1式中:二二、八*__卫二丝旦二坐全正平衡公式:”岁笔 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 号兀二考于一”一`一””,一B·QgdwC—锅炉循环水量(kg/h)ies—锅炉出水烩(keal/h)ijs—锅炉进水熔(koal/h)2l_动790’21一二一一下云长二一~一`100一仁RO:+02)100一RO:一02100一ROZ一4.7602(l)烧煤时,一般烟气的含氧量都在10%左右,故100一(ROZ+02+CO)“7902-0.5C0二02(CO一般为零点零几)所以a、21/(21一02)(2)在烧天然气时,由于烟气含氧量一般应小于4%,故不宜用此式简算。必须用a=(100一RO:一02)/(100一RO:一4.7602)计算。2.左热和方庄去年热平衡测试的实例:烟气测试数据见表三、表四。表三方方庄庄ROZZZ0222C000仪仪用(2)))9997.12.55555555555计算aaa数数值(%)))10.47708882.534167770.11111.123331.13723555B—燃料耗量(Nm3/h)ogdw—气体燃料干燥基低位发热值(keal/Nm3)在左热和方热两厂锅炉的Dcs系统中,G、ics、isj、B已有瞬时值输人,只要把测定的Qgdw输人,就可以随时显示锅炉的效率。2.反平衡公式:”二100一qZ一q3一q4-qs一q6%式中:qZ—排烟热损失q3—气体不完全燃烧热损失q4—固体不完全燃烧热损失qs—散热热损失q6—排渣热损失3.方庄、左热燃气锅炉反平衡刚试结果及烟气含氧量:通过方热和左热的三次反平衡测试分析,我们可以看出,只要燃气炉是在正常运行,q4和q6为零,而q3如果当参与燃烧的空气量是充分的,也就是说02值足够大,也24戈供热1999.2期表五几(%)热热执失失q222q333q444q555q6660222名名称称称称称称称称方方庄数值值4.7771.8999无无1.7111无无2.53444左左热一一7.45550.(X)0111无无lll无无3.3777工工况数值值值值值值值值左左热二工工8.0555忽略略无无111无无3.2222况况数值值值值值值值值可视其为零。但也应看出当02值增大时,qZ也在增大,因此随时保持燃气炉的O:值适当是保证燃气炉效率的关键所在。4.积碳问题通过97年三台改造的燃气炉运行实践,我们发现当0:值过小时也就是在燃气炉缺氧燃烧时,碳氢化合物在高温下会产生裂解,生成氢气和碳黑,从而造成炉内管壁,特别是尾部受热面产生积碳。约在98年1月20日左右,室外气温明显升高,此时排烟温度也开始明显升高(两厂均如此)。在2月24日这天,方庄的#l炉炉内烟气含氧量显示0.35-0.65、排烟温度210℃,2#炉氧量显示1.35-1.80、排烟温度184℃。当事后不久分别停炉对两台炉受热面检查时,发现在炉膛内上部的受热面特别是尾部省煤器处产生积碳,而#l炉比2#炉积碳严重。与此同时,左热厂也发生了此类的情况。由于受热面积碳造成热传导差,从而使排烟温度升高,锅炉的燃烧效率降低。根据经验,排烟温度每升高10-25℃锅炉效率就会相应下降约1%。同时由于缺氧燃烧使气体不完全燃烧热损失q3也会增大,同样使锅炉效率下降。5.空气过量系数(a)、锅炉效率(动以及排烟热损失(q2)、气体不完全燃烧热损失(q3)的关系图(a、”、qZ、q3的关系图)说明:(l)此曲线图中,、qZ、q3是定性趋势分析得出的关系。(2)a及02与”、qZ、q3对应的点是根据97年3台改造的燃气炉运行和热平衡测试{2{l二12(Z一5)1.141.151.18(3巧)02值(%)结果定量趋势分析得出的关系。(3)燃气炉正常运行时应保持a二1.1-1.5(O:=2.1一3)(4)此曲线只针对左热和方热改造的燃气炉;双榆树的锅炉也必定遵守此曲线关系,但a值及02值肯定会比此曲线的值要小,估计a值在1.05一1.1之间,02值在1.1一2.1之间。通过以上分析,可以得出结论:a.燃气炉在运行时要保证锅炉的效率在90%左右就必须保证空气过剩系数在1.1一1.巧之间,即保证含氧量是在2%-3%之间。b.a值的计算应该用简算公式(3),可精确到0.01。c.特别要注意无论何时都要保证含氧量在2%以上,即a值在1.1以上,以确保燃气炉燃烧时不会产生积碳。四、左热、方热燃气炉运行时烟气含氧量的控制方式和调整方法1.燃气炉的氧量控制方式左热、方热燃气炉并不是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的燃气炉,即不是标准设计配套的燃气炉,燃烧器和控制系统,是由DHL一2500一16/150热水炉在设计容量不变的前提下,只是去掉炉排后改造的;仅引进了德国扎克的SGz一150燃烧器和控制柜(有3台97年引进了芬兰奥林的CT一25)。在控制方式上与国外配套引进的燃气炉控制系统本质区别就是烟气含氧量没有参与燃烧自动控制,只是作为一个非常重要的、可以控制的参数显示。与含氧量有关的区城供热1999.2期控制回路实际有三个,如图:a.燃烧自动控制;b,送风压力自动控制;。.炉膛压力(微负压)自动控制。锅炉控制系统图PPPLCCCCC><<<「「一一一一>>><<<仁仁二二二二二汗汗汗汗汗炉炉炉炉炉炉炉膛膛膛膛膛膛膛膛膛膛膛膛负负负负执行器器...压压压压压压压压压压压给给给给给给给给给定定定定氧t显示示送送风汪力给定优优优优优优优.送风前成成(1)燃烧自动控制。如上图所示,该系统全是国外引进的设备,由带风门的燃烧器,混合调节器,天然气稳压、安全调节阀组,执行器(伺服电机)以及带有程序控制器的控制柜组成。只是把锅炉出水温度T作为该控制回路的主控参数输人了程控器PLC,属单冲量调节。控制思路:出水温度△T卞*PLC与温度给定值比较并经IPD运算毒叶执行器。燃气流量调节阀工、同时混合调节器按合理的风、气比调节燃烧器风门工、出水温度八T上。从而保证在天然气与空气合理配比燃烧下,即烟气含氧量始终控制在2一3%,而保证出水温度始终稳定在给定值。(2)送风压力自动控制。如上图所示,该系统是由送风压力变送器、送风机风门、执行器和DCS系统组成(国产)只把送风压力作为主控参数,属单冲量调节。控制思路:送风压力△P卞、在Dcs系统内与送风压力给定值比较后经IPD运算,经信号转换放大成标准信号(4一20m)A*执行器上*送风机风门工、送风压力△P上。从而保证送风压力始终稳定在给定值。(3)炉膛压力自动控制。如上图所示,该系统是由引风压力变送器、引风机风门、执行器和国产的DCS系统组成,只是把炉膛压力作为主控参数,而把稳定输出的送风压力作为前馈参数,属带有送风压力作为前馈的单冲量调节。控制思路:炉膛压力△P(4一20m)At升在DCS系统内与炉膛压力给定值比较后经IPD运算,经信号转换放大成标准信号(4一20m)A。执行器4、引风机风门土、炉膛压力么P上。从而保证炉膛压力始终稳定在给定区域供热1999.2期值。(精确)在送风压力自动控制系统需重新设定送风压力给定值时:如送风压力△P卞(导致负压变小)*在CDS系统内进行前馈运算(比例运算),与经IPD运算后的炉膛压力△P比较,经转换放大、执行器t、引风机风门(等至负压增大)t一炉膛压力△P变化不大(粗调)。以上三种控制回路在燃气炉正常运行时均属给定值恒值调节。2.烟气含氧量的调整左热、方热的燃气炉由于改造配套时间限制,资金困难等原因,在燃烧控制上并不是很完善的,最起码烟气含氧量就没有介人燃烧自动控制。另外送风温度补偿也没有,因此在锅炉投人运行时,烟气含氧量的调整实际是指两项调整内容:a.新燃烧器投人运行时含氧量的调整。b.锅炉在运行过程中含氧量的调整。(l)新燃烧透运时含氧量的调整。进口燃烧器对送风压力有着严格的要求,燃烧器人口风压必须限定在某一固定的数值(如不小于25mbar的某一数值),并配合燃烧器人口天然气压力也限定在某一固定压力(如不大于300mbar的某一数值)的前提下,按外商所要求的调试程度对燃烧器从1/10负荷到满负荷燃烧过程中的若干点(10个),分别通过反复调整混合调节器,用烟气分析仪测出烟气中最合理的氧量、一氧化碳、二氧化碳,从而实现燃烧器不在同负荷时,烟气中空气过剩系数都适量的最佳燃烧(具体调试步骤不详述)。因此燃烧器初步调试前,首先应把送风自动和炉膛压力自动两系统正常投人运行。这一调整过程一旦完成,在以后的运行过程中就不需再行调整,但在天然气的成份有了较大的变化时或燃烧器大修,送、引风机更新后,仍需按此程序调整。(2)锅炉在运行过程中含氧量的调整。在三个自动控制回路都正常投人的情况下,在整个供暖季中,烟气含氧量仍会发生变化,偏离 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 值范围。如果不及时调整送、引风就会造成缺氧或过氧燃烧,从而造成受热面积碳,排烟热损失qZ明显增加等,使锅炉效率明显降低。造成含氧量变化的主要原因有两个:一个是室外温度的变化大而使送风温度变化大,在送风压力不变的情况下,由于空气密度发生了较大的变化而使送人炉膛的实际空气量,即氧气量发生了较大变化。燃烧时反映最及时的烟气含氧量发生了较大变化(大于或小于2一3%),如左热、方热98年2月燃气炉造成积碳就是这一原因。另一个是天然气成份变化较大,低位发热量变化较大,对空气量提出了新的要求时,也会反映在烟气含氧的变化上,但主要是第一个原因。在氧量变化不大,如略大于3%或略小于2%时,只要微微修改一下炉膛负压自控的给定值,改变一下炉膛负压就可以使烟气含氧量给定值,再修正一下炉膛压力自控的给定值即可。但在调整炉膛压力自控的给定值时必须注意!当炉膛压力向负增大时,虽然含氧量会提高,但排烟温度也会相应增大,应以排烟温度不超过150℃为准,否则就必须同时调整送风和炉膛压力自控的给定值。在运行时对烟气含氧量的调整必须引起所有生产管理人员和司炉的充分重视,特别是值长、班长决不可掉以轻心,而尤其是对缺氧燃烧,即含氧量小于2%时,更要警惕,否则一旦锅炉受热面造成积碳是十分不易清除的。