合理控制過剩空氣系數(shù)

在工業(yè)實踐中,燃料在化學(xué)理論平衡計算中所需的空氣量即理論空氣量下是不可能完全燃燒的,因此需要多供應(yīng)一些空氣進入即過?？諝?理論空氣量有C+O2=CO2H2+1/2O2=H2O由此可知氣體燃料燃燒所需的理論空氣量.但由于爐子在實際操作中,空氣與燃料的混合總不能非常完善,所以,要使提供的燃料完全燃燒,必須供給比理論空氣量為多的空氣,這就產(chǎn)生過?？諝?過剩空氣系數(shù)定義為:α=m/m0=V/V0式中　m為實際空氣質(zhì)量,m0為理論空氣質(zhì)量,V為實際空氣體積,V0為理論空氣體積.實際供給的空氣量與理論空氣量之比叫做過?？諝庀禂?shù)。過?？諝庀禂?shù)對加熱爐熱效率影響很大。合理的控制過?？諝庀禂?shù),對提高加熱爐的熱效率是很重要的。在加熱爐的設(shè)計和操作中,過?？諝庀禂?shù)是一個非常重要的參數(shù)通常采取的措施是,檢測煙氣中的一氧化碳含量,來控制煙道供風(fēng)擋板或燃燒空氣入爐量,使加熱爐處于最佳的燃燒狀態(tài),從而使燃料耗量減少。石化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,設(shè)計時,對于自然通風(fēng)的加熱爐以燒氣為主時,富余空氣量為20%。但是因為加熱爐是在負(fù)壓下運行,即爐膛和煙道內(nèi)保持一定的負(fù)壓,外界的空氣會不斷地從加熱爐不嚴(yán)密處漏入,實際的過?？諝庀禂?shù)是很容易超過設(shè)計值的。在實際操作中,過?？諝庀禂?shù)對加熱爐的影響是多方面的,它直接影響加熱爐的熱效率,過?？諝庀禂?shù)太小會造成不完全燃燒,增加不完全燃燒熱損失,降低熱效率;過?？諝庀禂?shù)太大,多余的空氣在排煙溫度下排入大氣將帶走大量熱量,直接增加排煙熱損失而使熱效率降低;其次過?？諝庀禂?shù)的大小直接影響煙氣阻力的大小;再者,煙氣含氧量增加會增加爐內(nèi)構(gòu)件的氧化,并且,煙氣中過多的氧還會增加SO2向SO3轉(zhuǎn)化,加重低溫?zé)煔饴饵c腐蝕。綜上所述,降低過?？諝庀禂?shù)有諸多好處,但必須保證燃燒完全。若燃燒不完全,不但燃料的大部分化學(xué)能未完全釋放、造成燃料浪費,同時不完全燃燒產(chǎn)生的可燃性物質(zhì)(CO,H2,碳粒)不僅污染環(huán)境,而且有可能發(fā)生二次燃燒,甚至閃爆,影響加熱爐的使用安全。因此提高熱效率、降低燃料用量,必須找到最佳過?？諝庀禂?shù)α值。為了尋求加熱爐的適合的α值,分別測定了在不同過?？諝庀禂?shù)時兩爐的燃料耗量計算出α值,同時記錄下單位燃料用量(見圖1和表2)。

由此可見，過?？諝庀禂?shù)對燃料的影響已十分顯著，而燃料則占能耗的70%因此調(diào)整好過剩空氣系數(shù)對節(jié)能降耗意義有重要。

提高燃料空氣溫度

提高燃燒溫度,增加爐子的產(chǎn)量?？諝夂兔簹忸A(yù)熱后,可以提高燃燒溫度和增加爐子的產(chǎn)量。一般認(rèn)為:空氣預(yù)熱溫度每提高100℃,即可提高燃燒溫度50℃左右,產(chǎn)量增加2%左右。精確的燃燒溫度,可用下式計算:

t燃=Q低+Q空預(yù)+Q煤預(yù)Vn·Ct

式中:

t燃—燃燒溫度,℃;

Q低—燃料的低發(fā)熱值,kJ/kg(m3)

Q空預(yù),Q煤預(yù)—空氣,煤氣預(yù)熱帶入的熱量,kJ/kg(m3);

Vn—單位燃料的煙氣量,m3/m3(kg);

Ct—煙氣溫度下的比熱容,kJ/m3·℃。　

利用煙氣余熱預(yù)熱燃燒空氣的溫度，可以進一步提高加熱爐的熱效率。另外，在現(xiàn)場對加熱爐進行改造時，如果由于其他原因，不宜在對流室上部增加加熱管或采用余熱來預(yù)熱空氣時，也可以單獨利用裝置內(nèi)其他費熱來預(yù)熱空氣，這樣不但可以省掉冷卻介質(zhì)的空冷或水冷設(shè)備，同時又提高了進入加熱爐的空氣溫度，對燃燒及傳熱帶來了多方面的好處。如果將空氣預(yù)熱到250℃，相當(dāng)于將加熱爐的熱效率提高了12%左右。

加熱爐燃燒空氣溫度提高后，會相應(yīng)的改變爐內(nèi)的傳熱特性。如果假定預(yù)熱后的其他參數(shù)不變則空氣預(yù)熱溫度與熱效率提高值的關(guān)系為直線上升關(guān)系

燃燒空氣溫度提的太高，就應(yīng)該相應(yīng)的考慮燃燒器的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)問題。燃燒空氣溫度一般控制在300℃左右為亦。