费托合成加热炉燃烧器优化举措

原因分析

（1）长明灯喷头处位于中心气枪外侧，因中心气枪负荷较高，长明灯处于高温区，使长明灯上喷头焊缝老化，导致火焰从焊缝处燃烧，烧坏长明灯喷头。

（2）现使用的燃烧器是根据当时的环保要求所设计并制造的。中心气枪布置在燃烧器中心位置，燃烧器本体由火盆砖和火道砖组成燃烧道，在燃烧道内形成了燃烧火焰。

（3）由于燃料中氢含量较高（61%），火焰燃烧较快，所以导致耐火砖中心区域火焰温度很高，由于耐火砖安装时与炉底之间填塞的隔热衬里有损坏或者没塞结实，耐火砖温度辐射至炉底板及燃烧器上筒体，导致燃烧器壳体超温。

（4）高温区在燃烧器的中心位置，局部高温使空气中的N2 和O2反应生成大量NOx（NO、NO2）；燃料气中，氢含量过高（大于20%），导致燃料燃烧速度过快，火焰中心温度较高，所以形成较大量的NOx，导致烟气排放不能满足排放标准。

解决措施

1.燃烧器枪头尺寸及高度、负荷分配调整

结合燃料气的成分变化情况，更改燃烧器中心枪的和边枪的喷头尺寸，减少中心枪20%的负荷，降低火焰高度。调整边枪的喷头尺寸，使得能够在一定程度上适应新鲜气的成分变化。

2.燃烧器枪头结焦，火焰偏烧，炉膛温度不均

燃料气进入燃烧器喷嘴的过程中，受到周围主火嘴的高温火焰影响，有可能会在喷头下部烧嘴内部受热碳化结焦，逐渐的发生火焰偏烧，炉膛温度不均匀。鉴于这种运行情况，调整燃料气组成，预先对燃料气进行气液分离，气液分离器设置液位计，在产生液相时及时排净，防止燃料气带液。

3.燃烧器外壁超温

为了解决集中火焰式燃烧器外壁超温的现象，采取了将燃烧器中心枪小火盆增加高度，提高焰心，减少热辐射的的创新改造，避免过多热量辐射到燃烧器外壁的方式尽量避免。

4.燃烧后的烟气中NOx含量超标

采用分级燃烧（多枪结构），内外两层边气枪；烟气再循环技术，燃烧器中改变燃烧器的耐火砖结构形式，将高温区进行切割间仅设计长明灯喷枪和一级辅助气枪，主气枪从燃烧器耐火砖边上伸出，实现了燃料气分级及通过喷孔高速引入相对温度低的烟气，将燃烧器的火焰高温区切割成数个区域，避免高温区的产生，将独立的中心枪头更改为8个小枪头，枪头尺寸由φ80更改为φ34，进风形式更改为环形进风，保证燃料气与空气混合均匀。燃料分级燃烧技术将燃料气喷嘴布置成阶梯状，所有燃烧空气注入燃烧器中心，依次通过阶梯状的燃料气喷嘴，形成多个燃烧区。位置最低的喷头上方为一级燃烧区，一级燃料气在大量过剩空气条件下完全燃烧，温度不容易升高，生成的氮氧化物减少，二级燃料气喷嘴通常布置在火道砖外侧，将二级燃料注入来自上游的混合烟气中。二级燃料气高速喷射可产生低压区，将炉内遇冷下沉的贫氧烟气吸入燃烧区参与燃烧，这样不但降低了火焰温度，也可以降低燃烧区域的氧浓度，从而降低NOx的生成。