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1、word格式珠江水泥厂窑炉改造两段渐进式气化油枪点火改造方案北京正清和兴科技有限公司 2014 年 5月 于 北京目 录1.概述31.1微油点火系统原理简介31.2技术优势与创新点32.机组设备概况。表2-1窑头设计参数2.3窑炉运行条件3.微油点火系统设计方案33.1主要设计原则3设计内容33.2微油点火系统组成及改造方案4.技术性能和参数84.1微油点火燃烧器84.2微油点火燃烧器参数84.3微油点火燃烧器特种材料技术参数85.技术保证和性能保证96.微油点火燃烧器96.1结构设计97.主要供货范围9. .word格式1. 概述国际油价对国内市场的冲击造成燃油价格持续攀升，中国并非产油大国
2、，却是耗油大户，一向依赖进口来补充不足。随着我国经济腾飞和国力的不断增强，2006年9月份原油进口量创历史纪录，平均每天约为329万桶，仅次于美国的全球第二大石油消费国。在这种背景下节约能源中的节油工作就具有极为重要的特殊意义。据中国工程院专家预测，到本世纪中叶我国年消耗能源在严格控制下仍将达到30亿38亿TCE标准煤，届时国内能源最大供应量约为32亿TCE标准煤，可见能源供应缺口较大，特别是石油资源更为短缺。节约能源、提高能源利用率乃当务之急。以中国目前能源利用效率的现状来看，节能比新建锅炉房、增加供热机组、发展水电、火电、核电都要廉价，而且潜力巨大。鉴于我国目前严峻的能源形势，节油工作作为
3、节能工作的重要组成部分，应从水泥厂窑炉设计、设备选型、施工、检修及运行等全过程加强节油管理，并根据实际情况积极采用成熟、可靠的点火及稳燃技术对窑炉进行改造，大幅度降低水泥厂用油。北京正清和兴科技有限公司根据对水泥厂窑炉的结构和生产过程及现场情况的了解，现将双强煤粉点火及稳燃系统改造初步方案分述如下。1.1 微油点火系统原理简介北京正清和兴科技有限公司窑炉微油点火系统可根据不同窑型、燃烧器型式、煤质分析报告等做针对性设计。工作原理是采用强化燃烧的油燃烧器发出的不低于1800的高温火焰将通过煤粉燃烧器的风粉气流瞬间加热到不同煤种的着火温度，实现不同煤种的直接点火和燃烧，煤粉燃烧器喷出的高温火炬替代
4、原大油枪火焰点燃窑炉窑头喷出的煤粉，从而达到了以煤代油，大幅度降低窑炉煤粉燃烧及稳燃油耗的目的。煤粉燃烧器采用气膜冷却技术，确保在长期运行过程中不结渣、不烧蚀。所以燃烧器可代替油枪作为点火启动及助燃燃烧器用，满足窑炉启动及稳燃的需求。图1-1 微油枪点火初始火焰微油枪为多级雾化旋流微油枪，采用燃油三重雾化的原理，少量燃油经机械和旋转的压缩空气雾化后，通过高压风进一步雾化和供氧。旋转压缩空气流不仅提供了雾化动力，还为燃油燃烧提供氧气，同时加强雾化油流在燃烧过程中的扰动；高压油配风为加速燃烧补充氧量，同时冷却微油枪避免粘污；三重雾化原理增强了燃油的雾化、提高了油火焰的刚性以及燃油的燃尽率。见图1-
5、1微油枪点火初始火焰。高温油火焰核心温度高达15002000，风粉通过时，可在燃烧器出口处迅速加热煤粉，使之析出挥发份并初步点燃部分煤粉，煤粉挥发份析出后成为如海绵状的多孔颗粒，增加了煤粉颗粒的吸热面积；在燃烧器前部，通过油火焰、挥发份的燃烧以及部分煤粉燃烧的进一步直接传热和辐射传热，迅速将剩余煤粉颗粒的固态碳点燃。技术优势与创新点北京正清和兴科技有限公司窑炉微油点火系统成功地用微量的燃油通过专用的微油点火燃烧器，点燃部分煤粉，实现窑炉冷态启动及燃烧不稳工况下的稳定燃烧，为企业节约了大量的点火、助燃用油。其技术优势表现在以下几个方面： 节油显著：节油率高达70-80%以上； 助燃性好：具有超低
6、油量助燃能力； 可靠性高：采用机械雾化和高压压缩空气强力雾化，确保雾化效果与燃烧效率； 安全性好：由于采用特殊雾化设计，在最低油量下也不会灭火； 适应性强：对煤质、风速、煤粉浓度等参数变化适应能力强； 抗污能力强：独特的微油燃烧器设计，使微油枪在使用期间免受煤粉及烟尘污染； 维护量小：系统基本免维护量，大大的提高了系统的安全稳定运行； 操作方便：系统操作方便，便于管理；运行费用低：系统简单：点火系统采用独立的设计，与原厂系统互不干扰，确保可靠。正清和兴研发人员总结产品在运行中存在的缺陷和不足，经过技术创新，潜心研究出一系列专利技术和特色产品，其创新点表现如下。 多级雾化旋流微油枪 传统的雾化方
7、式有机械压力雾化（包括转杯式），气动雾化（包括内、外混）等方式。机械雾化是用油泵将高压油（通常3.0MPa左右）通过油枪机械雾化片的旋流，高速油流与空气摩擦而使燃油雾化，其油滴索太尔平均直径在120um左右。气动雾化引入了一道雾化介质（1.0MPa压缩空气或蒸汽）借助于介质的动能在油枪喷口处去吹散燃油，这种雾化油滴索太尔平均直径在100um左右。我们公司根据国外最新雾化理论“气泡雾化理论”，成功开发出“气泡雾化”型油枪。所谓“气泡雾化”就是利用较低压力的雾化介质（0.5MPa左右）与燃油（0.5MPa左右）在特殊设计的喷嘴内相互剪切，变形，加速后在雾化室（气泡发生器）中产生大量的油膜包气泡的气
8、泡流，当气泡在通过喷口时产生爆破雾化，从而产生更细的油滴。这种雾化油滴索太尔平均直径在40um左右。无论任何一种雾化方式，都是在努力使燃油雾化成更小颗粒，从而增大油膜与空气的接触面积，从而达到充分燃烧之目的。充分燃烧最直接的经济效益体现在节能环保，具体节能量根据现场、原油枪燃烧状况。1.2 技术参数及特点炉工参数： 负 荷：150650kg/h（可根据用户情况设计） 油 压：0.20.4MPa 气 压：0.30.8 MPa 雾化角：0120（可根据用户情况设计） 火焰长度：3.5m（可调节）特 点： 1.节能环保，平均节油率最低60。 2.雾化良好，可实现冷态点火。 3.火焰刚性强，不冒黑烟、
9、不甩油、不结焦。 4.枪头使用寿命长，检修方便。 5.耗汽量小，为油质量流量的10左右。6.调节比大，可达1：6。经过计算以及多次试验，采用一级机械雾化、两级空气雾化的设计思路，实现多重雾化，增强了燃油雾化效果；提高油火焰的刚性，保证了油火焰在高一次风速下稳定燃烧；富氧燃烧提高了燃油的燃烧效率；同时可以精确控制油气配比，设计巧妙合理，结构紧凑。采用高能点火装置，确保点火可靠性（可选项）。2. 微油点火系统设计方案2.1 主要设计原则1）微油点火系统的设计必须保证窑炉启动过程的安全，稳定点燃，投入功率能满足点火启动曲线的要求；在正常运行中不影响窑头的主要功能，不影响整体燃烧组织、不超温、不结渣，
10、满足检修周期的要求；2）在满足微油点火的前提下，各部分系统的设计，应最大限度地利用机组的现有资源，尽可能减少对原设备和系统的改变，以简化系统、减少投资、方便运行维护，减少对原设计的改动；3）设计中应充分考虑微油系统运行时可能出现危及机组安全运行的情况，并采取相应的防范措施；4）便于运行监视、操作调整及试运；5）微油枪免受烟尘污染，确保系统投运及时、可靠。6）在原油枪系统上，接出旁路，双系统平行运行。保证各种工况下都可以互换使用。2.2 设计内容该项目总体设计由北京正清和兴科技有限公司负责，水泥厂提供设计所需的原始资料。根据原点火方式、窑头热功率、一次风管尺寸和煤质情况，经过计算和综合考虑确定改
11、造后的微油点火燃烧器的结构，以满足窑炉点火和稳燃的要求。同时设计选型过程中，合理设计油燃烧角度可防止窑炉点火启动、正常运行过程中喷口挂焦、变形或烧损，有效抑制燃烧室结焦等现象发生。2.3 微油点火系统设计内容一览表（表3-1 ） 系统名称设计内容与技术资料设计所需的原始资料点火系统微油枪设计与布置方案燃油系统布置图、材料清单压缩空气参数、系统布置图、材料清单窑炉前油系统参数厂用压缩空气系统参数辅助系统壁温监测系统安装示意图、探头安装位置、材料清单火检系统安装示意图、材料清单现有风速测量系统现状及相关参数2.4 燃油系统燃油系统依据有关规定和微油点火技术产品设计规范进行设计，保证油压稳定和油质清
12、洁，防止堵塞。我方会根据窑炉的具体情况来设计燃油系统。燃油系统示意图2.5 压缩空气系统压缩空气作为微油的雾化介质，对微油枪稳定运行至关重要。应选用压力稳定，清洁、干燥的压缩空气。微油枪点火系统所需压缩空气的主要参数如下:最低压力：0.3MPa最高压力：2.8MPa消耗量：0.20Nm3/min气源取自厂用压缩空气系统，压力要求为0.3-0.8MPa之间，其管路设有过滤器、手动阀、电磁阀和相关仪表。3. 技术性能和参数3.1 微油点火燃烧器微油点火燃烧器型式及型号型式：直流燃烧器 型号：ZQSQ-型 每台窑炉配置微油点火燃烧器1套。3.2 微油点火燃烧器参数燃油消耗量：80-360kg/h燃油
13、压力：0.62.8MPa 压缩空气消耗量：0.20Nm3/min 压缩空气压力：0.30.8MPa4. 技术保证和性能保证（1） 微油点火燃烧器实施后，窑炉启动过程中，保证满足窑炉冷态启动要求；（2） 保证微油点火燃烧器长期安全稳定运行；5. 运行操作简介 产品结构示意图 5.1 油枪的点火前准备 (1) 在点火开始前将油管理进行清洗，防止油孔堵塞。 (2) 控制系统的点火前准备 5.1.1 油路检查 (1) 在点火开始前检查油路各部分连接是否正常，有无损坏并将各控制阀调整到点火前准备状态。 5.1.2 电路系统的检查 在点火开始前关闭电源开关，检查电路连接，防止发生漏电现象引起不必要的人员和
14、设备损伤。在检查完毕后接通电源并观察各显示器是否处在正常状态，以确保点火的正常进行。 5.2 点火开始的操作步骤 5.2.1 开始点火前关闭压缩空气打开设备所有阀门，使用油库油泵进行初始供油待设备进油压力表显示有油进入开始点火并同时启动设备油泵开始增压供油。关闭回油阀，初始油压控制在4MP左右。点火成功后开启压缩空气，根据火焰情况调节配风使燃烧状况更佳良好。 5.2.2 此时，油枪以处于燃烧状态，在初始未投煤粉情况下采用大油量进行点窑。油压调节控制在不超过6MP，根据炉膛升温情况可以少量投煤，达到升温曲线在燃烧充分的情况下可以适量减少用油量。在点火进行时根据火焰情况再进一步进行调节。 5.2.3在点火起窑正常进行时，应安排人员每隔12小时观察一次设备是否运行正常有无漏油现象，以免发生使用故障及时处理。5.3 点火完成后的设备维护 5.3.1在开始投料停止使用油枪助燃后，应先关闭增压油泵再关闭油库的起始油泵。关闭油泵后再将相关的阀门关闭以防止漏油。同时将设备电源关闭并将油枪向后抽离大约1米左右，防止堵塞油枪。6. 现场培训 设备改造完毕后，我方将对现场运行多组人员进行培训。并对检修人员做设备维护与简单故障排除的培训。具体培训计划由双方商定。7. ZQSQ-II两段渐进式气化油枪标准配置
