管式加热炉燃烧器的选用

摘要：在设计和选用管式加热炉燃烧器时应考虑以下四个方面：第一，燃烧器应与燃料的特点相适应，根据不同的燃料选择不同类型的燃烧器；第二，燃烧器应与管式加热炉的炉型相配合，管式加热炉的炉型与燃烧器是密切相关的，如果燃烧器与管式加热炉的炉型不匹配，将导致炉子的设计结构不合理，甚至难以满足工艺需要；第三，燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求；第四，燃烧器应满足节能和环保的要求。
关键词：管式加热炉；燃烧器；节能；环保；选用
 

燃烧器通过燃烧燃料向加热炉提供热量来源，因此燃烧器是管式加热炉的关键组成部分。在设计和选用管式加热炉燃烧器应考虑以下四个方面，才能使管式加热炉配备的燃烧器控制准确，安全可靠，高效节能。

（1） 燃烧器应与燃料的特点相适应。炼油厂的管式加热炉几乎都采用油气联合燃烧器，该燃烧器既能单独燃烧燃料油，也能单独燃烧燃料气，还可以油气混合烧。油气混烧时，总放热量应不超过燃烧器允许的最大放热量，以免空气供给不足而产生不完全燃烧。燃料油的雾化可以增加燃料油的总表面积，强化燃烧，因此油气联合燃烧器大都采用蒸汽雾化油喷嘴。炼油厂一般使用装置的副产气作燃料气，副产气的氢含量较高，活性强，易燃烧，但也容易回火，因此油气联合燃烧器采用外混式燃料气喷嘴，来保证燃烧器安全和稳定的工作。化工厂的管式加热炉运行方式是热着火过程，因此均采用
气体燃烧器。气体燃烧器的类型较多，应根据化工厂所用的原材料和燃料气来选择燃烧器。例如：制氢炉以天然气作原材料，而且燃料气也使用天然气，因此不需要额外设置燃料气的供给系统，使用的气体燃烧器类型是无焰燃烧器；乙烯裂解炉以碳五和裂解柴油作原材料，而燃料气却使用了副产气或补充的炼厂气，需要增设燃料气的储存装置和燃料气的供给系统，使用的气体燃烧器类型是半预混式气体燃烧器。根据不同的燃料选择不同类型的燃烧器，这是设计和选用管式加热炉燃烧器首先考虑的问题。

（2） 燃烧器应与管式加热炉的炉型相配合。管式加热炉的炉型与燃烧器是密切相关的，如果燃烧器与管式加热炉的炉型不匹配，将导致炉子的设计结构不合理，甚至难以满足工艺需要。圆筒炉因炉膛较高，宜采用细长火焰的燃烧器。圆筒炉的炉管越高，火焰越长，应根据炉管的高度将燃烧器沿其高度方向分层布置。方箱炉由于炉膛较大，燃烧器一般都采用圆柱型火焰，燃烧器集中布置在炉底或侧墙上。因方箱炉的炉膛深度有限，不宜采用火焰太长的燃烧器。对于大型化的管式加热炉，应使用大能量的燃烧器以减少控制系统的投资。

（3） 燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求。考虑到不同的管式加热炉装置中燃料的物性和压力、雾化蒸汽的温度和压力等操作参数均在一定的范围内变动，设计通用燃烧器时，应以较低的操作参数作为设计计算的依据，以保证燃烧器的放热量满足管式加热炉热负荷的工艺要求。设计和布置燃烧器
时应力求炉管表面热强度均匀。

（4） 燃烧器应满足节能和环保的要求。衡量燃烧器的节能指标有两个：一是完全燃烧的程度；二是达到完全燃烧所需的最小过剩空气量。工业燃烧器要想达到完全燃烧，在理论的空气条件下是不可能实现的。在实际工况下，管式加热炉都是采用在自然状态下空气助燃的节能型燃烧器，该类型燃烧
器能使过剩空气量最小，炉内火焰的温度达到最高，增加了炉内的辐射传热量，从而提高了热效率，降低了能源损耗。降低燃烧器附属设备的电耗也能起到一定的节能作用。燃烧器对环境的污染主要是噪声和燃烧产物中有害物质对空气的污染，噪声污染已通过采取隔声箱和风道等措施得到了有效
控制；燃烧产物中有害物质对空气的污染应采用低氧化氮燃烧器和对排放物进行处理的双重办法才能解决环保的大问题。
 

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