２０１０年第１０期 第３７卷总第２１０期 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ２ｌ７ 有机废液燃烧器的研制 王翱翔 ，王建波 ，朱炳炎 （１．深圳市炜博达热能科技有限公司，广东深圳５１８０００；２．奥林佩亚实业（深＊ｉｌ１）有限公司，广东深圳５１ ８０００） 【摘要】基于气泡雾化技术谚｝制的燃烧器，加入燃料阀检漏、辅助点火、熄火保护、变频控制及其它多重安全控制，实现了对包括ＳＥ（ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｔｈ），ｌｂｅｎｚｅｎｅ）在内的多种废液体燃料的安全燃烧。燃烧火焰明亮、刚性强；排烟透明、无黑烟；负荷调节比可达１：６。 【关键词】废液燃烧器；气泡雾化；辅助点火；检漏；ＳＥ；有机废液；醇基燃料 ［中图分类号ｊＴＱ ［文献标识码ＪＡ ［文章编号１１００７—１８６５（２０１Ｏ）１０—０２１７—０２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｗａｓｔｅ Ｌｉｑｕｉｄｓ Ｂｕｒｎｅｒ Ｗａｎｇ Ａｏｘｉａｎｇ ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｂｏ ，Ｚｈｕ Ｂｉｎｇｙａｎ （１．Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｗａｙｂｒｏａｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０００；２．Ｏｌｙｍｐｉａ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（Ｓｈｅｎｚｈｅｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５ １ ８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｅｒａｔｅｄ—ｌｉｑｕｉｄ ａｔｏｍｉｚｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈｅ ｂｕｒｎｅｒ ｗａｓ ｍａｄｅ，ｗｉｔｈ ｆｕｅｌ ｖａｌｖｅｓ ｌｅａｋａｇｅ ｃｈｅｃｋ—ｕｐ ｓｙｓｔｅｍ，ｐｉｌｏｔ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｆｌａｍｅｏｕｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｕｌｒｉｐｌｅ ｓａｆｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌｓ，ｔｈｅ ｂｕｍｅｒ ｃｏｕｌｄ ｓａｆｅｌｙ ｂｕｍ ｌｏｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｓｔｅ ｌｉｑｕｉｄ ｆｕｅｌｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＳＥ（ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）Ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｗａｓ ｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ，ｔｈｅ ｓｍｏｇ ｗａｓ ｃｌｅａｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ，ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｉｓ ａｂｏｕｔ １：６ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅ ｏｉｌ ｂｕｒｎｅｒ；ａｅｒａｔｅｄ—ｌｉｑｕｉｄ ａｔｏｍｉｚｉｎｇ；ｐｉｌｏｔ ｉｇｎｉｔｉｏｎ；ｌｅａｋａｇｅ ｃｈｅｃｋ ｕｐ；ＳＥ；ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅ ｌｉｑｕｉｄ；ａｌｃｏｈｏｌ－ｂａｓｅｄ ｆｕｅｌｓ 很多化工生产过程会产生有机废液，而这些有机废液往往 具有较高的热值。能完全、高效、安全地将有机废液燃烧掉不 但可以妥善处理这些有机废液，保护环境，同时又能为生产提 供可观热能，为企业节省大量的燃料费用。但燃烧有机废液具 有很大的危险性，文章介绍一种具有多重安全措施的有机废液 燃烧器的研制和应用。 １研制背景 道达尔石化（ＴＯＴＡＬ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ）在国内的一个 工厂，生产过程中会产生一定量的有机废液ＳＥ（ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ），废液的主要成分是苯乙烯、乙苯和少量低聚物， 其热值同柴油的热值相当，具有较强的挥发性、较低的闪点、 腐蚀性、润滑性差及在一定温度下会发生聚合等。产生的ＳＥ 通常以极低的价格卖给收购者，卖不出去时，ＳＥ有在废液储 罐内聚合的危险。公司有多台导热油炉为生产提供热能，燃料 是柴油，燃烧器是德国生产的二段式燃油燃烧器；公司尝试直 接用德国的燃烧器燃烧ＳＥ，但出现诸多问题：点火困难，油 路密封被腐蚀泄露，小火燃烧时ＳＥ在喷嘴座内聚合而使防滴 燃烧控制：安全程序控制（燃料阀检漏、前吹扫、自动点 火、火焰监测、雾化介质压力监测、熄火保护、后吹扫、扫线等）。 外围保护：导热油炉烟温超温保护、导热油超压保护（超 高压、超低压）、导热油超温保护。 报警：任何报警出现燃烧器必须停机，并自动吹扫和扫 线，在人工复位前燃烧器不能自动再启动；复位后燃烧器必须 从检漏开始进行再启动。 ４糸统设计 鉴于苯乙烯、乙苯的特性，燃烧ＳＥ比燃烧柴油具有更大 的危险性，安全燃烧是设计必须首要考虑的，因此，系统采用 双燃料阀设计，并加入燃料阀检漏装置，密封件全部采用氟橡 胶或聚四氟乙烯材料，所有同ＳＥ接触的材料采用碳钢或不锈 钢；为安全考虑，设计检漏压力源用压缩空气而不用燃料本身； 由于不同批次的ＳＥ及存放时间不同的ＳＥ，其聚合程度会有 所不同，因此其燃烧特性也会不同，为增强燃烧器对燃料的适 应能力，设计采用气泡雾化方式，雾化介质用压缩空气；为确 保每次点火成功，采用柴油辅助点火设计；因ｓＥ的润滑性较 差，燃料泵采用磁力驱动自润滑性好的非金属材料齿轮泵；为 确保安全燃烧，设计了前后自动、手动吹扫功能；为避免停机 时ＳＥ在管路中聚合，尤其是在喷嘴内聚合，设计了自动、手 动扫线功能。系统示意图见图１。 阀失效等，存在很大的安全隐患。 ２苯乙烯、乙苯特性 】 如表１。 表１苯乙烯、乙苯特性 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｙｒｅｎｅ，ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ５控制系统 见图２。 ＳＥ对金属铜、铝有腐蚀性，对碳钢、不锈钢稳定；对普 通橡胶有腐蚀，对氟橡胶、聚四氟乙烯稳定；不能同柴油混用。 ３研制要求 燃烧器最大出力：１００ｘ１０ Ｋｃａｌ／ｈ。 燃料：能燃烧有机废液（ｓＥ）和柴油。 导热油出口温度控制：生产工艺要求温度士５℃。 出力控制：二段式或比例式控制。 ［收稿日期］２０１０—０７—１５ 安全燃烧控制程序：燃料阀检漏，前吹扫，辅助点火，点 燃主燃料，火焰监测，雾化介质压力监测，熄火保护，后吹扫， 扫线等。前后吹扫及扫线可自动、手动进行，时间可调；检漏 报警、熄火报警、雾化介质压力异常报警发生时燃烧器停机、 报警并自动吹扫和扫线，只有人工复位才能重新启动。 外围保护联锁：导热油炉烟温超温保护、导热油超压保护 （超高压、超低压）。由此类保护发生时燃烧器停机、报警并自 动吹扫和扫线，只有人工复位才能重新启动。导热油超温时燃 烧器停机，导热油温度降到设定温度时燃烧器自动从检漏开始 重新启动。 出力控制：依导热油炉负荷变化变频器自动比例调节燃烧 量（空燃比自动按比例调节）。 ［作者简介］王翱翔（１９６３一），男，河南南阳人，本科，总工程师，研究方向为特种燃烧器及工业炉燃烧系统集成与控制。 广２１８ 东化工 ２０１０年第１０期 第３７卷总第２１０期 ““ ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ 电 控 ｌ ６ １５ 箱 柴油 柴油 ５ ６ ７ － ＳＥ １４ 压缩空气 ９ １ ３ １一过滤器；２－燃料调压阀；３－燃料泵；４－油压表；５－安全电磁阀；６－检漏装置；７－主电磁阀；８－调压阀；９－手动调量阀；１０一雾化介质电磁阀；１ １一气压表 １２－低压保护开关；Ｉ３－单向阀；１４－扫线及检漏电磁阀；１５－辅助点火电磁ｌｉ｛；ｆ；Ｉ６一电磁泵；ｉ７－过滤器 图１ 系统示意 Ｆｉｇ．１ Ｐｉｐｅ Ｌｉｎｅ 变频器 燃烧器 ‘ ｙ 正 ＝南 待机 外闹监测 测黼井吊 ） 黜器夏位 一 常一 泄漏器 ＞ 高段速 正常Ｙ 排 除 故 障 复 前吹扫 位 嬖 ： 蓍＜异常火熵检测＜ 电 段速油采启动’： 油泵变频器 油泉变频器 ＾ 正常 ）一辅助点火 停机、扫线 吹扫、报警＜ Ｖ ＾ 异常 火焰检测 异常 异常 火焰检测 Ｖ 异常 正常一嚣 爱墨州 正常 ＾ ｖ 正常 温控器 一鎏 ＞高负荷 ≮正常州嗣控制器）一 超温 停机、扫线 后吹扫 图２控制系统程序 Ｆｉｇ ２ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｌｅｍ ６实际运行 ５０ Ｈｚ，助燃时频率在１ ８－４２ Ｈｚ范围内随炉子负荷自动变化， 系统实现了设计的所有功能。风机前后吹扫时频率设定在 （下转第２２０页） 麟抖薹艟霉Ｅ２０１０年第１０期 ２２０ ｆｔ ｇｄｃｈｅｍ．ＣＯＩＩ１ 第３７卷总第２１０期 内。远程控制室安装各区域相应的ＤＣＳ控制站、Ｉ／Ｏ柜和端子 央控制室操作员站进行，而且可以通过便携式移动工程师站在 柜，在每个远程控制室提供了连接移动工程师站或操作员站的 远程控制室进行组态和调试。 接口２个．并提供了相应的软件，装置现场调试不仅可以通过中 我公司ＤＣＳ系统配置如图１所示。 Ｉ Ｎ＾ Ｉａ｜Ｂ 。 木搪曩 Ｉａ Ｆｉｇ．ｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ 整个ＤＣＳ系统配置如下： 位曾因系统部分接地回路阻值偏大而频繁出现卡件报警，在对 硬件部分：ＧＵＳ操作站２６台、控制站（ＨＰＭ）１ ３对、工程 接地系统进行彻底整改使其接地阻止均满足不大于４欧姆后， 师站４台（含２台移动站）、各类Ｉ／０卡件及安全栅、各类辅助 以上现象基本消除；另外，该系统存在上位机装机过程繁琐， 机柜（含ＦＴＡ柜、端子柜、电源柜等）、操作台、网络连接设 其监控软件在ｗｉｎｄｏｗｓ系统，特别是在ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ平台下运 施以及辅助设施等。 行不够稳定的现象，这也是该系统需要进一步完善之处。 软件部分：各种系统软件及应用软件（包含控制和检测软 件、操作系统软件、工程组态软件）等。 ３结束语 通过近四年的应用，笔者认为，ＴＰＳ系统控制策略先进， ２系统应用及其常见问题分析 控制功能非常强大，虽存在一些弱点，却仍然能够很好的满足 该系统自２００７年在我公司投用至今，总体运行稳定，在 我公司生产的需要，该系统总体运行稳定，操作界面友好，能 长周期的运行过程中及在各类事故条件下均动作正常，未出现 很好的为壳牌煤气化生产甲醇装置服务。 任何拒动、误动现象；其强大的模拟量处理功能、复杂控制和 顺序控制方面的独特优势，都为我公司工艺装置的长周期高效 参考文献 稳定运行奠定了坚实的基础。 【１】乐佳谦．仪表工手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００３：４９０－５２７． 但笔者在长期的使用过程中也发现了该系统的一些不足 【２Ｈ：森，晁禹，艾红．仪表工试题集『Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００３： 之处，如该系统组态过程相对较为复杂，不够直观，对初学者 】一５３． 来说有 少障碍；此外，ＴＰＳ系统ＳＯＥ采集周期为秒级，对 ［３］乐嘉谦，王立奉，邵勇．化工仪表维修工【Ｍ】．北京：化学工业出版社， 与瞬态事件记载能力有限， 受限于前期所配ＨＭ硬盘容量， ２００５． 其历史趋势采集、存储能力有限，给事故分析带来不少障碍， 对此，本单位采用了另一套ＳＯＥ采样周期为毫秒级的控制系 （本文文献格式：杜玉献，张鹏飞．ＴＰＳ系统在ＳＨＥＬＬ煤气 统对重要变量进行采样记录，弥补了ＴＰＳ系统在此方面的相 化装置上的应用［Ｊ］．广东化工，２０１０，３７（１０）：２１９－２２０） 对弱项；再者，该系统对接地装置要求较为严格，笔者所在单 ［４］鲁杰，肖晶，杨大进，等．食品餐具及奶制品包装中三聚氰胺迁移量的 （ 接第２１６页） 调查研究ｌＪ】．卫生研究，２００９，３８（２）：ｌ７８． 参考文献 ［５］ＧＢ ９６９０－２００９．食品容器、包装材料用三聚氰胺－甲醛成型品卫生标准【ｓ】． ［１］Ｋａｒｅｎ Ａ，Ｂａｒｎｅｓ Ｃ，Ｒｉｃｈａｒｄ Ｓ，ｃｔ ａ１．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｏｄ ｃｏｎｔａｃｔ ［６］Ｕ．Ｓ．ＦＤＡ ＣＦＲ ２１ １７５．３００：ｒｅｓｉｎｏｕｓ ａｎｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｃｏａｔｉｎｇｓ． ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｍ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｅｎｇｌａｎｄ：Ｗｏｏｄｈｅａｄ ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ｌｉｍｉｔｅｄ，２００７． 【７］ＧＢ／Ｔ５００９．１ ５６．２００３．食品用包装材料及其制品的浸泡试验方法通则【ｓ】． ［２］宋欢，李波，李波平，等．ＰＶＣ塑料包装中化学物总迁移的研究【Ｊｊ．２００９． ２１（６）：９３４－９３６． （本文文献格式：李波平，黄金凤，林宏雄，等．三聚氰胺一 ［３］ＤＩＮＣＥＮＰＴＳ１３１ ３０：２７：２００５，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａｒｔｉｃｌｅｓｉｎ ｃｏｎｔａｃｔｗｉｔｈｆｏｏｄ 甲醛制食品接触材料中化学物迁移的研究【Ｊ】＿广东化工。 ｓｔｕｆｆｓ ２ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ—Ｐａｒｔ ２７：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ２０１０，３７（１０）：２１５－２１６） ２ ４ ６一ｔｒｉａｍｉｎＯ一】３ ５一ｔｒｊａｚｉｏｅ ｉ１１ ｆｏｏｄ ｓｉｍｕｌａｎｔｓ． （上接第２１８页） 调量阀来调节风量和燃油量的方法，在节电的同时使控制更为 燃料泵频率在１ ５－４ｌ Ｈｚ范围内随炉子负荷自动变化；燃料压 精确简便，延长了燃料泵的寿命。 力在１．１～２ ２ ｋｇｆ／ｃｍ 范围内自动变化，相应的燃烧量约为 ｌ ５～８０ ｋｇ／ｈ，调节比约为１：５；全程燃烧火焰明亮，刚性强， 参考文献 排烟透明，无黑烟；导热油温控制精确到设定温度的士１℃。 ［１］苯乙烯、乙苯安全技术说明书（道达尔公司资料）． ７结束语 ［２］刘联胜，吴晋湘，傅茂林，等．气泡雾化喷嘴雾化特性试验［Ｊ］．燃烧科 该系统的成功研制和应用不但为相关化工企业有机废液 学与技术，２００１，７（１）． 的处理提供了一种方法，同时为企业节省了可观的燃料费用； ［３］厚凌云，侯晓春．喷嘴技术手册［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２００４． 该燃烧系统适应燃料广泛，可推而广之，比如醇基废液等；风 机和油泵采用变频控制改变了传统的恒速运行，靠风门挡板和 （本文文献格式：王翱翔，王建波，朱炳炎．有机废液燃烧器 的研制【Ｊ］ｌ广东化工，２０１０，３７（１０）：２１７－２１８）