长庆油田分公司第一采气厂 内蒙古 鄂尔多斯 017000
摘 要：燃烧器是一种使燃料和空气以一定方式喷出混合（或混合后喷出）燃烧的装置统称，是锅炉运行过程中的一个重要环节。 本文通过对扎克燃烧器的结构、工作原理、控制过程等方面进行阐述，进而对燃烧器出现的一些常见故障可进行分析判断并加以解决。
关键词：燃烧器 不完全燃烧 震动 风气配比
一、概述
燃气蒸汽锅炉因其节能、环保、自动化程度高、燃烧调整方便、升降温速度快、锅炉热效率高等诸多优点在工业生产中越来越受到人们的青睐和广泛应用。由于其使用的燃料是天然气，因此，天然气的燃烧状态对锅炉的安全运行起到了至关重要的作用。
水清湾现有SZS20-1.25/YQ型燃气锅炉4台，均使用德国SG150型扎克燃烧器，分别于2001年投入运行。为鼓风型微正压燃烧器，将燃气和空气进行引流、稳压、并进行充分混合后喷出，SG150燃烧器的特点是采用二次燃烧方式来达到充分燃烧的目的。燃烧负荷分为10档， 运行时每档所需的天然气量和空气量由扎克公司技术人员设置好， 操作人员无需进行调节。
二、燃烧器的工作原理
燃烧器燃烧需要的空气由鼓风机输送，燃烧过程中形成环形燃烧，以增加燃气和燃烧空气的混合范围， 燃烧空气被分成三股：二次风占90%，一次风占7%，一次风和二次风是主要燃烧用风，三次风占3%，三次风在火焰前形成一个缓冲区，用于冷却燃烧器旋风盘和防止回火。
从理论上分析，如果保持两种气流的平行流动则只能靠扩散作用混合天然气，其混合效果肯定不佳，产生的火焰偏软且发红。而且由于燃烧器气环上只有6个喷孔区，导致天然气像6片花瓣那样分布，在花瓣位置处天然气过浓，而在花瓣之间基本没有天然气存在。通过调节导向叶片角度来调节混合气体的旋转方向，既可以使天然气折服，又可以依靠旋转角度使天然气在360°方向上均匀分布。另外，混合气可以在稳焰盘处产生稳定的负压区，使高温天然气回流，保证稳定燃烧。
三、存在问题
我厂低压锅炉运行多年，近年发现燃烧器运行不稳定，锅炉运行中存在的问题主要有以下几点：
①、锅炉燃烧烟道氧含量偏低，燃烧不充分，造成炉体震动较为强烈；
②、锅炉水冷壁管上有发黑区，形成炭黑；
③、风门固定部件松动，旋风导向叶片脱落、损坏，形成炉膛内火焰尺寸与炉膛不匹配。
四、原因分析
燃烧不稳定，风气配比失调，产生黄色火焰和烟气中氧含量体积分数偏小的原因是参与燃烧的空气量过大，燃气量不足或天然气与空气混合不均匀。造成空气量不足或混合不均匀的原因有以下5方面:
1、凸轮在燃烧器燃烧过程中起到关键性作用，连接伺服电机与转轴，伺服电机带动凸轮运动同时通过带动连杆来控制风门以及主燃气管道蝶阀开度，从而控制燃烧的负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而凸轮的钢带长期转动与转轴对其的摩擦，并且由于钢带自身有很大的回弹力造成凸轮钢带变形，这种原因对于此类机械比例调节的燃烧器是无法避免的。
2、当燃烧器在高负荷运行时会产生振动，长时间振动会导致气门和风门原设置的固定螺栓发生松动移位，使天然气量和空气量发生变化，造成空气配比不合理， 同时也会造成炉膛和烟道尾气中烟气中O2体积分数增大或减小。
3、检修过程中，导致旋风导向叶片在外力影响下，改变了导向叶片的旋转角度。二次风在经过导向叶片进入炉膛时，通过导向叶片的角度来控制燃烧空气流动方向，从而决定了燃烧空气的旋转方向，炉膛内火焰的长短、粗细等。
4、使用天然气品质与设计不符，燃烧器周围环境差， 影响空气的供给或空气质量污染。
5、燃烧器设计不好， 混合效率低。
五、采取的措施
针对以上出现的问题，为了防止各种危害的发生，我们采取了以下临时安全措施:当燃烧器在高负荷(5~7档)运行时，防止烟气中O2的体积分数超标，在保证锅炉安全运行的前提下作了如下操作：
1、满足生产运行的前提下，针对氧含量偏低的锅炉，降低运行负荷，适当提高其他两台锅炉运行负荷。
2、加强中控人员和值班人员的检测、巡检力度，并将采取的措施下发到岗位，组织岗位员工进行学习。
3、对于烟气氧含量较低的2#、3#炉，对风气配比进行微调。
4、增加燃烧器的调试次数，通过燃烧器的调试与维护，保持凸轮上的钢带平滑，调试凸轮上钢带的位置，微调风门与燃烧主电磁阀中蝶阀的开口角度，从而对风气比例进行详细调节，确保烟道氧含量保持在正常的范围内，保证锅炉的安全平稳运行。
5、适当调整导向叶片角度，使混合气体进一步完全混合，这是保证完全燃烧的一项重要措施。这种调节改变了火焰的旋向、长度及炉膛火焰充满度，4#低压锅炉未调节前在低档位时火焰朝水冷壁管处偏烧且火焰不均匀，偏短，说明导向叶片旋转角度存在问题。调节后火焰位于炉膛中部，火焰均匀，不存在局部黄色火焰现象。
六、总结
燃烧器在运行中还存在一些不可预测的不稳定性，燃烧器的凸轮与导向叶片在日常运行中稳定与否，对锅炉的平稳运行起着非常重要的作用，操作人员需要凭经验判断燃烧器的运行情况。
随着工艺技术的发展与更新，电子比例调节器逐步发展成熟，它可以用更高级的程序控制分别控制两个带有精密反馈电阻的伺服马达，而伺服马达分别带动燃气蝶阀与风门挡板。精密的反馈电阻可以将伺服马达的位置准确的反馈给程序控制器，在程序控制器内设定两条电子凸轮，将伺服马达的位置准确的记录在其中。这样配置电子凸轮不会发生偏移，使燃烧更加稳定。
利用电子比例调节器来解决现用机械式调节器调节不稳定的问题，提升锅炉燃烧控制的自动化，提高锅炉安全运行。
参考文献:
[1].徐邦学，天然气锅炉安装与维护实用全书（上卷），新疆青少年出版社，2001.10
[2].工业锅炉实用手册 江苏科学技术出版社【C】
[3].工业锅炉技术大全 科学普及出版社 1990【C】
论文作者:谢红军 任龙军,刘红伟,张明
论文发表刊物:《知识－力量》2017年12月下
论文发表时间:2018/4/11
标签：燃烧器论文; 锅炉论文; 凸轮论文; 火焰论文; 天然气论文; 炉膛论文; 叶片论文; 《知识－力量》2017年12月下论文;