輻射壁燃燒器廣泛用於乙烯工廠裂解加熱器,其中精確的熱量分佈對於工藝效率至關重要。這些燃燒器設計用於燃燒預混合氣體,通常處於水準位置,並安裝在加熱器壁上以產生均勻的熱輻射。
通過產生沿著加熱器壁的徑向火焰形狀,這些燃燒器最大限度地將熱量傳遞到加熱器
中心的工藝管。對於需要高效和穩定燃燒的應用,先進的燃燒器設計,如 LPMW™ Radiant Wall BurnerWALFIRE™ 輻射壁燃燒器提供增強的性能、燃料靈活性和低排放運行。
作挑戰
雖然輻射壁燃燒器非常有效,但有兩個常見問題可能會影響性能:
- 閃回 – 火焰在氣體吸頭或混合器內燃燒,這會損壞燃燒器並減少熱傳遞。
- 火焰升 空 – 火焰從氣體尖端分離,導致不穩定、脈動和潛在的熄火。
防止這些問題需要正確的燃燒器選擇、燃料管理和作調整。
糾正和預防措施
閃回原因和解決方案
閃回通常是由燃氣中的氫含量高引起的。當氫氣含量超過 30% (按體積計),由於氫氣的高火焰速度,閃回的風險會增加。如果文丘里管中的空氣燃料混合物速度太低,火焰可能會返回燃燒器尖端。
閃回發生時通常伴隨著巨大的噪音,類似於步槍射擊。
為了減輕閃回,可以採用多種策略:
- 通過減少氣體尖端流動面積來提高氣體出口速度,儘管這可能會在燃燒天然氣時略微降低容量。
- 通過減小孔板的尺寸來提高燃油壓力,從而增加空氣夾帶並提高混合速度。
- 減少主進氣量以降低預混合燃料中的氧氣含量。較少的氧氣減少了將燃燒器移向原氣火焰時閃回的可能性。
- 在低加熱器負載下停止使用一些燃燒器,以增加燃油壓力並改善空氣 entrainment 在剩餘的燃燒器上。
對於需要回火的環境,選擇專為富氫燃料靈活性而設計的燃燒器,例如LPMW 輻射壁燃燒器,可以提供更穩定的燃燒解決方案。
火焰升空原因及解決方案
當火焰與氣頭分離時,就會發生火焰升空,導致不穩定並可能熄火。當火焰反覆嘗試重新附著時,此問題通常伴隨著「呼嘯」的噪音。
火焰升空的最常見原因是燃燒器瓦片內的氣頭位置不當。燃燒器設計規範包括氣頭相對於瓷磚面或火焰槽放置的精確測量。
其他影響因素包括:
- 過量 的初級空氣– 過多的初級空氣會將火焰從氣頭吹走。這在冷火箱中啟動時尤其成問題。在點火過程中,應減少一次空氣,同時保持二次空氣打開,以允許穩定的火焰附著。
- 天然氣特性 – 天然氣在清潔燃燒時具有較高的著火溫度和抵抗解離的分子結構。在某些情況下,氣體尖端上的穩定環可以提高燃燒天然氣時的阻燃性。
- 燃油污染物造成的污垢 – 在乙烯工廠中,由於 綠色油污染。定期維護計劃有助於防止這些問題。
對於持續火焰升空的設施,WALFIRE 輻射壁燃燒器旨在優化火焰穩定性、燃料靈活性和熱量分佈。
總結
輻射壁式燃燒器在裂解加熱器中至關重要,因為需要均勻的熱量分佈才能獲得最佳工藝性能。防止閃回和火焰升空等常見問題可以提高效率和可靠性。
防止閃回:
- 監控燃氣中的氫氣含量並相應地調整燃燒器運行。
- 提高氣嘴出口速度並保持適當的燃油壓力。
- 減少主進氣量以限制預混合燃料中的氧氣濃度。
為防止火焰升空:
- 確保根據燃燒器設計規範正確定位氣體噴嘴。
- 調整主空氣和二次空氣設置以促進火焰附著。
- 使用天然氣時,請考慮使用穩定環以增強阻燃性。
- 實施日常燃燒器維護,以防止綠油污染造成的結垢。
如需選擇和優化輻射壁式燃燒器(包括 LPMW 和 WALFIRE 型號)的專家説明,請聯繫 John Zink 的專家。