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高炉配套换热器安装燃气吹灰器的安全性论证

文章作者:admin发布时间:2017-08-10 16:17浏览次数:

近来有很多客户打来电话咨询我们的燃气脉冲吹灰器的安全性是否可靠,对于这类的问题,我们通常都是用我们的成功案例业绩来向客户证明,我们的燃气脉冲吹灰器现在在国内的垃圾焚烧炉,余热锅炉,流化床锅炉,石化行业锅炉上均有使用,且效果良好,没有出现过任何安全事故。下边小编就以广西的客户为例,为您论证一下燃气脉冲吹灰器的安全性。

一、广西客户现场的情况简介: 
1、烟气流程:废旧物料在高炉中燃烧,燃烧的废气进入点火装置,经点火升温后进入主燃烧室进行二次燃烧,再经过旋风装置使大颗粒灰尘、渣粒沉降(一次清灰设备),然后烟气进入换热器,利用换热器加热的热空气被送到主燃烧室再起到助燃的作用。烟气在换热器位置的流速为8-10m/s,如下图:

 
2、换热器系统结构:换热器整体直径为φ1980mm,由211根φ89的管子组成,管子长度为5米,上部有1160mm的空间,下部有2000mm的空间,换热器后部连接8米长的烟道及有一个10m3的空间
3、实际运行情况:我公司到现场实地考查,工人正在清灰,停炉冷却的灰用手轻轻一捏即可粉碎,可以想像到在高温状态下会有些熔融状态,冷却状态下的灰不是很粘结,用铅坠的方式向下借用重力就可以将灰清掉,因烟气中锡、铅、锌等结构的分子使灰特别严重,运行初期在管口粘结,运行一段时间后就会延伸到管内,换热器现在投入使用一年,初期是粉尘较多,但是这段时间烧的物料有变化,有黑烟现象,经过换热器厂家装加旋风装置,可初步的解决一部分大颗粒灰尘,但是还要一段时间停炉人工清次灰。如果投入高炉的物料掺杂一些橡胶、玻璃等高温后熔化,粘结力强的物质,在停炉不及时的情况下,粘结性的灰尘就会在管壁上不断粘结直至把管口堵死。这种情况下原有的清灰方式将无法解决灰堵现像。 

因此在出现这种问题的情况下,安装脉冲燃气吹灰器不但能解决管道内的灰堵现像,延长高炉运行时间,并且能提高换热能力。

 
二、装置本身安全性能: 
1、 脉冲燃气吹灰设备中各种罐体:混合罐、旋转集箱、脉冲罐,
虽然只承受瞬间的脉冲燃气压力作用,但结构设计和强度校核均有很大的安全裕度。以载荷特点来看,由于脉冲燃气冲击波频率高达15000Hz,在如此高频率的应力波作用下,脉冲罐金属的屈服强度均增加50%以上。 
2、 对乙炔气的安全使用采取绝对有效的严密措施。 
3、 乙炔气瓶的放置位置远离高温和火源,并且三瓶一起使用远远小于国家关于乙炔站设置的容积的要求,确保安全。
4、 严格按照中华人民共和国劳动部《溶解乙炔气瓶安全检查规程》和《消防技术标准规范》设计、制造。输气采用ø32x3无缝钢管,确保在各种工况下,乙炔气在管内流速<4m/s。
5、 混合配气点火设备,设计成防回火结构,另外还安装了两道阻火器,确保乙炔气管路安全可靠。
6、 控制乙炔气配比采用防爆型电磁阀。
7、 产品全部是符合国家标准、相关国际标准的优质产品,对国家有关安全、环保等强制性标准,均满足要求 
8、 设备是全新的、可靠的、成熟的、完整的、其装配是合理的,能保证设备长期稳定运行。 
9、 控制程序联锁保护,旋转集箱动作超时、电机过载、燃气电磁阀开启超时等情况,程序将自动停止吹灰系统工作,并报警通知主控室,同时显示故障信息。
10、 噪声符合GBJ78<工业企业噪声卫生标准>

三、对换热器结构及运行产生的影响:
1、 吹灰时,从喷嘴喷出的冲击波瞬间压强约2~2.5Mpa,其强度随与喷口距离增加成指数关系衰减。通过合理的设计选型,可以确保对炉墙不产生任何冲击。
2、 要选用合适的罐体,因爆燃产生的燃气体积约为罐体容积的20~25倍,也就是说爆燃后产生的气体膨胀最高不应超过2-3 m3,换热器前后如果没有大容积的空间,就无法承受气体膨胀,因此,在加装脉冲燃气吹灰器时要整体考虑,不对换热器及整个系统产生不良影响。
3、 安装此系统应选用成熟可靠的产品,选用目前国际市场脉冲吹灰领域先进的分配控制装置,具有分配和点火的双重功能。实现了一路送气多支路脉冲罐单独配气的结构形式,大程度上简化了管路系统。避免同时向两个或两个以上的脉冲罐内送气而产出的配气不均等情况,有效避免了两个及两个罐体同时爆燃,大面积阻隔烟气通道。
4、 经反复论证建议此类方案的罐体安装在烟气出口即换热器的上部,
主要从以下几个方面考虑:
4.1布置在烟气入口的弊病: 
4.1.1布置在烟气入口导致喷口必须向上对着管口吹扫,这就造成了大颗粒的灰尘落入喷嘴,即使设计可清理型喷嘴,但需甲方定期对喷嘴进行清理,增加了甲方的维护工作量,若长时间没有对喷嘴进行清理,则时间长了就会出现喷嘴堵塞的现象,喷嘴出现堵塞,会使吹灰效果不理想。 
4.1.2 如果喷口不向上对着管口吹扫,因换热器尺寸只有φ1980mm,爆燃的气体势必会冲向周围的炉墙,对炉墙造成破坏,能量损失,没有把爆燃的能量大化的作用到积灰上。 
4.1.3 喷嘴内喷出的高射气流会将管口处粘结性灰尘沿管子内壁向上推到管子的中间部位,长此以往,灰尘在管子内部中间位置不断粘结造成灰堵,加大清灰难度。
4.2布置在换热器出口处的弊病有:
4.2.1逆向吹灰可能会阻挡烟气流动。 爆燃时的速度为音速甚至是超音速,时间快而短,气流喷射不到1s的时间结束,且整个气阻很少,相当于不到六分之一的烟道阻隔,而其它六分之五的通道是流通的。并且单个点爆燃两次会有约30s的间隔,使逆流的烟气能正常从烟道流走(烟气流速为10m/s)。 
4.2.2主要需要清灰的位置距离能量最高的喷嘴位置有距离。脉冲燃气产生的高温射流延管子内壁向下流动,因与管壁平行,所以衰减较小,康百万公司经实践及多次实验证明在高温射流可向四处扩散的情况下气流仍能传递到前方超过5米的距离。 
4.3布置在烟气出口处的优点: 
4.3.1布置脉冲吹灰器的主要目的就是要保证换热管路畅通,烟气能顺利通过,而只有从上向下吹扫才能保证管路的畅通。因粘结性灰多是堵塞到换热器管子的入口处,哪怕是全部堵死,从上部下来的冲击波也可将灰尘扫落,保证管内的畅通,保证粘结性灰不向管内延伸堆积。
 
四、运行费用估算: 
使用脉冲燃气吹灰器吹灰一年所需的费用(仅以本换热器为例): 
一台换热器共布置脉冲燃气吹灰器6套,每天启动三次,每次每台吹灰器爆燃两次, 每瓶乙炔气可使用200-300次,1瓶乙炔气可用约6天,乙炔气以每瓶100元/瓶计算,每天费用约为:17元。 按一年运行320天计算,一年所需的燃气费用为:320×17≈5440元/年。

五、控制方式和机理 
1、采用PLC+触摸屏的控制系统。全自动化操作系统,可实时采集所有被控制部件信息,全中文人机界面实时动态显示,界面直观,操作简便。 
2、可实现单点、多点全自动顺序吹灰。 
3、为方便检修和调试,通过触摸屏可对所有控制部件可实现手动操作。 
4、每个吹灰点能够单独调节脉冲次数、配气时间、吹扫时间,以适应各种工况下的烟气温度、压力、积灰情况,保证吹灰装置可靠工作和合理选择吹灰强度。 
5、控制系统具备完整的故障检测、故障报警、故障诊断、故障处理等功能,保证吹灰设备安全可靠运行。