 |
Назначение и описание конструкции паромазутной горелки
|
|
|
|
Назначение и описание конструкции паромазутной горелки
Паромазутная горелка ПМС-4У предназначена для сжигания мазута и других видов топлива в топках печей и может эксплуатироваться совместно с газовыми горелками типа ГНГ-2; ГНГ-3; ГНГ-2Д; ГП-2 и др.
Паромазутная горелка состоит из паровой трубы с паровым наконечником, топливной трубы с топливным наконечником, накидной гайки, вихревой форсунки, съемного стабилизатора подачи топлива, парового фланцевого соединения, топливного фланцевого соединения, в котором установлен фильтрующий элемент.
Герметичность в месте под стыковки паровых и топливных фланцев обеспечивается установкой стандартных паронитовых прокладок и затяжкой шпилек на фланцевых соединениях топлива и пара.
Технические данные
Для технологических печей используются две модификации паромазутных горелок:
- - ПМС-4У-00 с номинальной производительностью по топливу 50 кг/час с возможностью форсировки по производительности до 250 кг/час;
- ПМС-4У-01 с номинальной производительностью по топливу 240 кг/час с возможностью форсировки по производительности до 550 кг/час.
Технические характеристики паромазутных горелок представлены в таблице № 1.
Технические характеристики паромазутных горелок
Таблица 1
| Наименование показателей | ПМС-4У-00 | ПМС-4У-01 |
| Номинальная тепловая мощность при Qи= 9 000 ккал/кг | 0. 56 | 2. 67 |
| Производительность номинальная, кг/час | ||
| Диапазон настройки номинальной производительности, кг/час | 50-250 | 240-550 |
| Давление перед горелкой на режиме номинальной производительности, кгс/ см2 | ||
| Коэффициент рабочего регулирования тепловой мощности | ||
| Давление перед горелкой в рабочем режиме диапазоне регулирования, кгс/ см2 | 1. 2-12. 0 | 1. 2-12. 0 |
| Давление пара перед горелкой, кгс/ см2 | 3. 0-16. 0 | 3. 0-16. 0 |
| Наименование показателей | ПМС-4У-00 | ПМС-4У-01 |
| Удельный расход пара в рабочем диапазоне тепловых нагрузок, кг/кг | 0. 3 | 0. 25 |
| Вязкость топлива перед горелкой град. Энглера, не более | ||
| Длина факела при номинальной производительности м, не более | ||
| Угол распыла факела при номинальной производительности, град | ||
| Коэффициент избытка воздуха при номинальной производительности, (в долях единицы) | 1. 10 | 1. 10 |
| Разрежение на уровне выходного отверстия амбразуры (мм. вод. ст) | ||
| Размеры амбразуры, мм Dвх Dвых L | ||
| Максимальный размер механических примесей содержащихся в топливе, мм не более | 2. 30 | 3. 30 |
| Число шайб в стабилизаторе подачи топлива | ||
| Масса горелки, кг не более | 8. 5 |
|
|
|
2. 5. Подготовка топлива
2. 5. 1. Общие положения
Качество топлива, поступающего в печь, должно соответствовать нормативным документам и контролироваться (на потоке или лабораторно) по графику аналитического контроля.
Качество топлив, используемых на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях, должно соответствовать стандартам предприятия (СТП), утвержденным главным инженером предприятия, и удовлетворять требованиям проекта печей и паспорта горелочного устройства.
СТП должен устанавливать температуру вспышки, плотность, вязкость, содержание механических примесей, серы и влаги, теплотворную способность жидкого топлива и химический состав газообразного топлива.
Информация о составе топлива должна поступать технологическому персоналу установки, который, исходя из этой информации, должен осуществлять подготовку (подогрев, фильтрование) топлива к сжиганию.
Емкость для хранения жидкого топлива должна иметь градировочные таблицы, позволяющие определять количество топлива в них в зависимости от заполнения. Емкость для хранения жидкого топлива (резервуары, мерники, бачки) должны иметь тепловую изоляцию, температура топлива в них не должна превышать температуры вскипания воды.
|
|
|
Качество подготовки и рабочие параметры (давление и температуры) жидкого топлива для сжигания в печах должна соответствовать требованиям режимной карты и инструкции по эксплуатации горелочных устройств.
Для очистки жидкого топлива от механических примесей на печах устанавливается не менее двух фильтров, один из которых резервный.
Резервный фильтр отключается на чистку при повышении его сопротивления выше 50% от первоначального резервные топливные насосы и фильтры жидкого топлива должны содержаться в состоянии готовности к включению в работу.
2. 5. 2. Эффективность использования газообразного и жидкого топлива
Основными характеристиками при выборе вида топлива являются его теплота сгорания, жаропроизводительность - максимальная температура горения, содержание балласта и вредных примесей в топливе, удобства сжигания и расход энергии на подготовку топлива к применению.
Эффективность сжигания топлива в теплотехнических процессах можно оценить по выражению:
Э= (t1-t2) / t1, где
t1, t2 - начальная и конечная температура процесса.
Поскольку начальная температура в топке в значительной степени определяется жаропроизводительностью сжигаемого топлива, а конечная - температурой уходящих топочных газов, естественно, что для проведения высокотемпературных технологических процессов (особенно при высокой температуре уходящих газов) рационально использовать топливо с высокой жаропроизводительностью. Это дает возможность интенсифицировать работу печей, поскольку обеспечивается большая разность температур горящего топлива и нагреваемого углеводородного сырья.
Применение топлива с малым содержанием золы и серы не только улучшает условия эксплуатации материальной части печей и устраняет загрязнения воздушного бассейна, но и увеличивает к. п. д. использования топлива, так как уменьшается количество отложений и повышается теплонапряженность поверхностей нагрева.
|
|
|
Газообразное топливо, сжигаемое в горелках, в зависимости от способа получения существенно отличается составом, теплотой сгорания и температурой горения. Природный газ, получаемый часто попутно с нефтью и называемый в ряде случаев " жирным" газом, кроме метана, содержит значительное количество более тяжелых углеводородов (пропана, бутана, бензина, лигроина и т. д. ).
Имея постоянный состав газа, можно эффективно управлять процессом сжигания топлива и устанавливать стабильный тепловой режим печи, чему способствует надежная работа комплексных систем автоматического регулирования.
Газы с наибольшей теплотой сгорания образуются при нагреве нефтяного сырья и в результате различных деструктивных технологических процессов. В зависимости от процесса переработки углеводородного сырья состав этих газов изменяется. Так, газ установок прямой перегонки нефти содержит 7-10% пропана и 13-30% бутана, газ установок каталитического крекинга - бутаном, изобутиленом и пропиленом. Многие из перечисленных газов служат ценным сырьем для химической промышленности. Для нефтезаводских газов, полученных из сернистого сырья, характерно значительное содержание сернистых соединений и, в частности, сероводорода. Присутствие его в нефтяном газе крайне нежелательно, так как он вызывает интенсивную коррозию и очень токсичен. Поэтому на многих заводах газы подвергаются мокрой очистке растворами этаноламинов, фенолятов, соды и др.
Теплота сгорания газов не является характеристикой, по которой можно подобрать оптимальный вид топлива. Иногда бывает, что при работе на газах с невысокой теплотой сгорания, например, на природном газе, проще и экономичнее поддерживать более высокие температуры в печах, чем при работе на газе с более высокой температурой сгорания. Максимальная температура горения газа, как видно из формулы, зависит не только от его теплоты сгорания, но и от количества образующихся топочных газов и их теплоемкости, т. е.
t max = t о + Qрн /Gc, где
|
|
|
t о - приведенная температура (если для горелок не применяется подогретый воздух, она равна температуре окружающего воздуха;
Qрн - низшая температура сгорания;
G и c - количество продуктов сгорания (на единицу топлива) и их теплоемкости
Жидкое топливо. Основными видами жидкого топлива для трубчатых печей являются мазут и тяжелые остатки, получаемые в процессе переработки нефти. Повышению эффективности использования жидкого топлива способствует следующее:
- обеспечение полноты сгорания топлива и устранение сажеобразования, что, в свою очередь, способствует сохранению чистоты окружающей среды;
- снижение коэффициента избытка воздуха при сжигании топлива поддержанием оптимальной вязкости последнего: применение горелок совершенных конструкций; оснащение печей автоматическими системами контроля процесса горения;
- снижение температуры уходящих газов;
Пути оптимального применения жидкого топлива определяются его составом и свойствами, зависящими от состава исходной нефти, глубины ее переработки и характера технологического процесса на нефтеперерабатывающем заводе. В нефтяные остатки и мазут переходит большая часть нефтяной смолы, содержащейся в сырой нефти.
Расход топлива зависит от его качества, совершенства способов сжигания и рационального использования полученного тепла. Качество жидкого топлива обусловливается его элементным составом, теплотой сжигания и физико-химическими свойствами.
Влага, содержащаяся в жидком топливе, снижает его теплоту сгорания и усиливает коррозионную способность находящихся в нем сернистых соединений. Каждый процент влаги вызывает понижение теплоты сгорания мазута примерно на 0, 42 МДж/кг. Она попадает в топливо при перекачке, хранении и разогреве его острым паром.
Наличие влаги в тонкодисперсном состоянии увеличивает вязкость топлива и ухудшает процесс его распыливания. Если вода содержится в топливе в виде скоплений, при прохождении ее через горелку неминуемо прерывается поступление мазута, и процесс горения на время прекращается. Если же при этом вода еще и обращается в пар внутри горелки, то перерыв становится продолжительным, поскольку для прохождения большого объема пара нужно довольно значительное время. Однако исследованиями установлено, что в присутствии небольших капелек воды размером 0, 8-3 мм горение улучшается; превращение воды в пар сопровождается разрывом и дроблением капель мазута, что благоприятствует горению. Существует также мнение, что при мелкодисперсном распределении воды в мазуте уменьшается закоксовывание горелок и что она оказывает каталитическое влияние на процесс догорания сажевых частиц.
|
|
|
Итак, наличие небольшого количества влаги, находящейся в мазуте или другом тяжелом топливе в мелкодисперсном состоянии, способствует процессу горения, хотя теплота сгорания топлива снижается. Нормальное содержание влаги в мазуте 0, 3-1, 5%.
В состав горючей массы входят сера и ее соединения. При сжигании жидких топлив вся сера оказывается в газообразных продуктах сгорания. Образование соединений SО3 с влагой способствует получению Н2SО4, конденсация которой вызывает усиленную коррозию деталей печей при низкой температуре.
Вязкость жидких топлив является одним из важнейших свойств в практике их использования. Для достижения хорошей текучести, не обходимой при перекачке топлива по трубопроводу, и хорошего распыления в горелках нужно, чтобы вязкость топлива была невысокой.
Для большинства тяжелых жидких топлив, сжигаемых в печах нефтезаводов, это обеспечивается подогревом. При недогреве жидкого топлива ухудшаются условия его транспортировки и сжигания; перегрев топлива может вызвать интенсивное парообразование и вспенивание, что приводит к пульсации факела и может быть причиной пожара.
Эффективное применение топлива предполагает сочетание рационального метода сжигания того или иного вида топлива с максимальным использованием полученного тепла. К. п. д. печей во многом определяется потерями тепла с уходящими топочными газами и химическим недожогом. Потери тепла с газами зависят от их температуры, коэффициента избытка воздуха в топке и присосов холодного воздуха по газовому тракту. Потери тепла от химического недожога наблюдается при наличии в уходящих газах несгоревшего в топке метана, водорода и оксида углерода. Основная причина химического недожога топлива - недостаточное количество воздуха, подаваемого в горелки.
Вопросы к размышлению:
1. Kаким требованиям должна соответствовать качество жидкого топлива?
2. Как производится подготовка топлива?
|
|
|
