炼油企业加热炉节能环保燃烧器的研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 炼油企业加热炉节能环保燃烧器的 研究 摘 要由于旧式的燃烧器存在技 术落后、安全保护措施欠缺、操作复杂、 安全隐患多、节能和环保不达标等问题， 为适应当前炼油企业加热炉安全可靠、 高效经济和低污染排放的运行要求，国 内炼油企业逐步应用新型节能环保燃烧 器。本文通过阐述 W 型环保燃烧器在 燃烧效率、控制理念、节能环保、燃料 保护等方面的技术性能，分析其具有燃 烧效率高、节能环保、安全可靠、自动 控制水平高等特点总结应用效果，为指 导燃烧器选型和技术管理提供依据和参 考。 中国论文网 /1/view-12790198.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词 污染物；危害；加热炉； 燃烧器；节能环保 中图分类号：TE969 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）21- 0136-01 引言 炼油加热炉使用的主要燃料是炼 油装置自产的残渣油和副产气。这些燃 料的主要成分是碳氢化合物，也不同程 度地含有硫化物和氮化物，因此，它们 燃烧后生成的烟气中就含有水（H2O） 、 二氧化碳（CO2） 、氮氧化物（NOx） 和硫氧化物（SOx）等。另外，空气中 的 N2 在燃烧过程中也会生成 NOx。氮 氧化物和硫氧化物是大家熟悉的大气污 染物，国家已有限制排放的标准。因此， 炼油企业要采用节能环保型燃烧器来解 决污染物排放问题。 1 污染物的生成及其对环境的危 害 炼油加热炉通过烟气排放的主要 污染物是 SOx 和 NOx 硫化物，无论是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 有机的还是无机的，在燃烧过程中，硫 都会被氧化成 SOx，其中主要是 SO2。SO2 在空气中的浓度在 15mg/m3 时，可闻到臭味；浓度大于 5mg/m3 时，长时间吸入可引起心悸、 呼吸困难等心肺疾病，重者可引起喉头 水肿，甚至窒息。当炉膛内有过剩氧的 存在时，一部分（约 1%3%）SO2 将 进一步氧化成 SO3。SO3 将与水蒸气在 400以下生成硫酸蒸汽： SO3+H2OH2SO4。硫酸蒸汽从烟 囱进入大气后生成酸雨，危害动植物。 此外，硫酸蒸汽还会在加热炉低温换热 面和炉壁板上冷凝生成稀硫酸，造成露 点腐蚀。燃烧过程中生成的 NOx 中， 90%以上是 NO。 在较低温度下，NO 氧化成 NO2。NO 生成的机理有 3 种： 快速转化型 P-NOx（Prompt NOx）是 富烃类燃料燃烧时空气中的 N2 和 O2 在火焰面内高温下快速生成的；热转化 型 T-NOx（ Thermal NOx）是火焰面下 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 游空气中的 N2 和 O2 在高温下反应生 成的；燃料转化型 F-NOx（Fuel NOx）是燃料中的氮化物燃烧时转化生 成的。NOx 中的 NO 是无毒的，但它很 容易进一步氧化成毒性的 NO2。NO2 会损伤深部呼吸道，重者可致肺坏疽， NO2 还对粘膜、神经系统和造血系统造 成损害，吸入高浓度 NO2 会造成窒息。 2 污染物排放限制标准 适用于炼油加热炉污染物排放的 国家标准是 GB 162971996大气污 染物综合排放标准 。该标准主要规定 了排放浓度和排放速率。环境空气质量 标准分级按 GB 30951996（2000） 环境空气质量标准 的规定 ，一类 区执行一级标准，二类区执行二级标准， 三类区执行三级标准。 一类区为自然 保护区、风景名胜区和其他需要特殊保 护的地区；二类区为城镇规划中确定的 居住区、商业交通居民混合区、文化区、 一般工业区和农村地区；三类区为特定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 工业区。 一类区不允许有新污染源。 加热炉污染物都是通过排气筒（烟囱） 排放的，属于有组织排放。炼油厂大多 建在二类区，少部分建在三类区。本文 所涉及的讨论均以二类区为主。如果根 据排放速率计算的烟囱高度处于表列两 个值之间，则其执行的最高允许排放高 度一般用内插法计算。当根据排放速率 计算的烟囱高度超出表列值时，用外推 法确定允许排放高度。由此可见，炼油 企业加热炉要采用环保节能型的燃烧器 才能符合国家标准，才能做到高效低排 零污染的企业。 3 燃烧器控制原理 燃烧过程产生的废气主要有 3 个 途径：一是空气中的氮硫分子在高温下 被氧化，生成 Nox；二是燃料中含有的 各种氮硫化物转化成 Nox 和 Sox；三是 在燃烧时，火焰面及其附近激发生成 Nox 和 SOx。目前对固定燃烧器排放 Nox 和 SOx 的控制方法有：改善燃烧条 件；控制燃烧气体在高温下的滞留时间； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 对燃油采取脱氮脱硫技术；降低燃料的 含氮量含硫量；全氧燃烧，以避免空气 中氮气和硫化物在高温下与氧气生成 Nox 和 Sox；采用低 Nox 和 SOx 烧嘴； 采用烟道 Nox 和 SOx 净化装置。 4 燃烧器的结构与技术指标 燃烧器一般根据使用燃料种类分 为燃油（包括重油、其它燃料油等）燃 烧器、燃气燃烧器、煤粉或煤浆燃烧器 等。目前所用的工业油气两用燃烧器基 本由燃料系统、送风系统、点火系统、 监测系统、电控系统组成。各部分功能 为：燃料系统保证燃烧时所需的燃料； 送风系统向燃烧室里送入一定风速和 风量的空气；点火系统点燃空气与燃 料的混合物；监测系统保证燃烧器安 全运行；电控系统是以上各系统的指挥 中心和联络中心。为适应加热炉内燃烧 过程的需要，确保加热炉等设备安全可 靠、高效经济和低污染排放下运行，燃 烧器应具有的主要技术性能包括：燃烧 效率高，配风合理，保证燃料燃烧稳定、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 完全，烟气污染物排放指标达标。燃烧 火焰形状及长度应与炉膛相适应，火焰 充满度好，火焰温度与输出功率应符合 加热炉的要求。调节性能好。燃烧器应 能适应加热炉负荷的调节需要。点火和 运行调节等操作方便，运行安全可靠； 结构简单、紧凑；自动化程度高，维修 方便。调风装置阻力小，运行噪声小。 如果燃烧器的运行性能不好，将影响加 热炉的燃烧工况，表现为：燃烧不完全， 污染锅炉尾部受热面、排烟温度上升， 甚至造成二次燃烧；可燃气体（或固体） 未完全燃烧，热损失增加；油燃烧器出 口或炉膛中结焦；出现熄火、回火甚至 炉膛爆炸等事故。 5 新型环保燃烧器技术性能 W 型环保燃烧器，它实质上是一 种新型的利用航天技术制作的，它采用 最先进的复合多级混合式雾化技术，突 破国内燃烧器单级或最多 2 次混合的常 规，并利用当代最先进的多流场叠加强 引射等技术，强化了喷射、混合和扩散， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 完全消除了流体介质间的负性反应，使 燃料油经油枪喷出后得到充分雾化、雾 化粒径均低于 30m，从而极大地改善 了燃烧质量，达到充分燃烧以控制污染 物的排放量。该燃烧器具有如下特性： 雾化效果好，雾化剂用量少。采用 W 理论及复合混合雾化技术强化了引射、 混合扩散，完全消除流体介质的负性反 应，减少雾化剂的用量，达到高速气化 燃烧，控制 NOx 生成的目的。燃烧空 气使用量少。使用 WY 型油枪，空气过 剩系数仅为 8%，风道压由 294.20Pa 上 升到 441.30 Pa，火焰刚性明显上升，提 高了炉膛热效率。与一般燃烧器相比， 可节能 15%左右。负荷调节比大。油枪 的负荷调节比是油枪的一个重要参数， 该油枪的负荷调节比为 110，使燃嘴 调节自如，解决了以往燃烧器投油量多 而烧嘴燃烧不好、温度上不去的问题。 油枪燃烧充分，无碳黑产生，低 NOx 生成。采用多流场叠加技术，获得燃烧 状态最理想流场，达到强化燃烧和换热 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 效果，获得最佳回流状态，解决了一般 油枪易结焦、易堵塞而燃烧不充分的问 题，火焰稳定性好。W 型燃烧器火焰长 度在 0.310 m 间，呈扁圆形，刚性强， 能较