燃油燃氣鍋爐雙燃料切換模式的研究應用

蘇文龍 王旭春 賀猛

【摘要】 燃油燃氣鍋爐在國內堪為少數，蒸發量420t/h，額定壓力9.8MPa的燃油燃氣爐在國內更為少見，以天然氣和混合燃料油為燃料的鍋爐涉及到油氣混燒的切換，在切換過程中由于燃料油采用蒸汽霧化，如果出現霧化蒸汽壓力失穩，霧化效果不好容易導致鍋爐滅火跳閘本文以鍋爐雙燃料切換過程為研究對象，充分分析跳閘原因，通過改變雙燃料切換模式從而成功避免在雙燃料切換過程中出現燃燒失穩現象。

【關鍵詞】 燃油燃氣鍋爐 油氣混燒 雙燃料切換 燃燒失穩 鍋爐滅火跳閘

一、背景簡介

某煉化一體化工程1#～4#爐為哈爾濱鍋爐制造廠設計、制造的蒸發量為420t/h燃氣、燃油氣高壓鍋爐，1#爐、2#爐型號為HG-420/9.8-Q23 ，3#爐、4#爐型號為 HG-420/9.8-YQ23。本鍋爐為單汽包、自然循環、集中下降管、Π形布置的油氣混燒/燃氣爐，鍋爐前部為爐膛，四周布滿膜式水冷壁，爐膛出口處布置屏式過熱器。水平煙道裝設了一級對流過熱器（高溫過熱器），爐頂、水平煙道轉向室和尾部包墻均采用膜式管包敷，尾部豎井煙道中布置一級低溫過熱器、一級省煤器（分上、下兩段）和兩級臥式管式空氣預熱器。

前墻布置兩層8只旋流燃燒器，由英國漢姆沃斯燃燒工程公司設計制造。燃料為100%燃氣爐兩臺、60%油+40%氣的燃油氣爐兩臺。

二、雙燃料切換操作中導致停爐現象

3、4#爐為油氣混燒鍋爐，燃油來自罐區經過加熱的混合燃料油經過濾器過濾后，通過燃料油泵加壓進入混合燃料油加熱器再次加熱到燃燒器要求的溫度，再經爐前燃油分配系統過濾器過濾和調節閥組后接入油氣混燒鍋爐各燃燒器，進入鍋爐爐膛燃燒。在爐前燃油分配系統和鍋爐燃油管道上均設有回油管線；吹掃及霧化蒸汽通過1.2MPa管網接入，然后通過自力式調節閥降到合適壓力接入油槍對燃油進行霧化燃燒。當3、4#爐按下“雙燃料選擇”按鈕后，燃油速斷閥開啟，回油速斷閥關閉，1～8#燃燒器燃油速斷閥同時開啟，1～8#燃燒器吹掃霧化速斷閥同時開啟，鍋爐滅火跳閘。

跳閘后收出條件為鍋爐最后一支燃燒器跳閘，鍋爐霧化蒸汽壓力底底，同時觸發了幾個條件，為了更好的研究，我們進行了相應的試驗和分析，為了保證試驗的可靠性，我們逐個燃燒器進行實驗，找出真正跳閘原因。

三、雙燃料切換過程中導致停爐的原因分析

吹掃及霧化蒸汽管線上的自力式調節閥為機械式調節閥，當1～8#燃燒器吹掃霧化速斷閥同時開啟時，霧化蒸汽流量突然增加，自力式調節閥無法跟上規定的霧化蒸汽壓力導致燃料油無法充分霧化，導致鍋爐燃料燃燒脫節，火焰失穩，由于幾支燃燒器火檢同時檢測不到火焰導致鍋爐滅火跳閘。

通過分析只有干預雙燃料切換過程才能從根本上保證燃燒穩定，但又要滿足雙燃料切換成功，需要將雙燃料切換模式進行優化。將8只燃燒器同時切換進行手動干預為逐步切換，這樣可以有效保證鍋爐燃燒穩定，可以有效避免脈動燃燒。

脈動燃燒是借用了醫學用語“脈搏跳動”現象之意，對燃燒而言，是強、弱結合的燃燒，即一會采用大流量燃燒（高燃燒強度），一會又采用低流量燃燒（低燃燒強度），且周期變化，這種現象猶如脈搏的跳動，故得名。高燃燒強度時，火焰長，主要是使遠距離的空間獲得熱量，反之，火焰短，就是使近距離獲得熱量，目的是使整個爐內獲熱均勻，以保證爐子溫度均勻。

但是在切換過程中容易使火檢檢測不到火焰從而使鍋爐滅火。為了避免這一現象，我們逐個燃燒器投用雙燃料，這樣就可以減少切換雙燃料對燃燒穩定的影響。

四、雙燃料切換模式優化

通過以上原因分析，結合燃油燃氣鍋爐雙燃料切換邏輯，通過人為手動操作解決雙燃料切換操作中導致停爐的問題：

在雙燃料切換操作前，開啟吹掃及霧化蒸汽手動閥，關閉1～8#燃燒器燃油手動閥和吹掃及霧化蒸汽手動閥，然后按下“雙燃料選擇”按鈕，待燃油速斷閥開啟，回油速斷閥關閉，1～8#燃燒器燃油速斷閥開啟，1～8#燃燒器吹掃霧化速斷閥開啟（即雙燃料切換成功）后，再開啟1～8#燃燒器燃油手動閥，給吹掃及霧化蒸汽自力式調節閥一定的緩沖時間，使霧化蒸汽壓力在規定的范圍內保證燃料油能充分霧化，從而解決雙燃料切換操作中導致停爐的問題

五、結束語

燃油燃氣鍋爐在國內堪為少數，蒸發量420t/h，額定壓力9.8MPa的燃油燃氣爐在國內更為少見，以天然氣和混合燃料油為燃料的鍋爐涉及到油氣混燒的切換，在切換過程中由于燃料油采用蒸汽霧化，如果出現霧化蒸汽壓力失穩，霧化效果不好容易導致鍋爐滅火跳閘本文以鍋爐雙燃料切換過程為研究對象，充分分析跳閘原因，通過改變雙燃料切換模式從而成功避免在雙燃料切換過程中出現燃燒失穩現象。

參 考 文 獻

[1]四川石化鍋爐操作規程