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鄭州達冠節能環保設備有限公司


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達冠全自動燃燒機應用狀況

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產品品牌達冠

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更新日期2019-03-01 15:01

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品牌:

達冠

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河南 鄭州市

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達冠全自動燃燒機應用狀況

摘要本文介紹國外全自動燃燒機霧化機理、空燃比優化設計、自控水平、節能和環保等特點,并對存在的問題進行了分析。

o前言

    國外燃燒機技術迅速發展,在加熱質量、節能、環保以及自動化水平等方面,與國內普通燒嘴相比實現了新的飛躍。全自動燃燒機集燃燒噴嘴、專用助燃風機、定量油泵、調壓閥、穩壓閥、流量調節閥、切斷閥、自動點火器、火焰監測器以及控制盒于一身。通過精心設計成為各部份有機結合的機電一體化高科技產品,用戶只需接上控制電源和油管即能使用,為實現工業爐整體控制打下了良好的基礎。

    在過去的幾十年里,我國在燃燒機的研究和開發上,取得了很大的成績,但就整個燃燒系統來看,還比較落后.特別是自控方面,差距較大,其結果是:需要自動控制的工業爐,在設計時,尚需另外配置復雜的燃燒管路系統。工業爐窯自控水平的提高,迫切需要與之相配套的燃燒裝置。本文主要討論國外全自動燃燒機的應用狀況。

l國外全自動燃燒機霧化機理

1.1燒嘴基本性能簡介

    各種燃燒裝置,均應具備以下基本性能:(1)在規定的熱負荷下,能保證燃料的完全燃燒;(2)燃燒過程穩定,能保證向爐內連續供熱F(3)熊使火焰的方向、形狀、剛性及鋪展性符合爐型及加熱工藝要求;(d)結構簡單,使用維修方便。

    對于液體燃料,燃料油需先經過霧化后,再進行燃燒。因此,油嘴除具有一般燃燒裝置的基本性能外,還應具有良好的霧化性能。霧化方法,一般分為低壓油嘴、高壓油嘴.機械霧化油嘴和轉杯油嘴。目前,國內常用的油嘴類別有:RK型低壓油嘴、F型油壓自動比例調節油嘴、QRF型全熱風自動比例調節油嘴,以及K型油嘴。這些油嘴,其綜合性能落后于世界80年代水平,特別是由于控制水平低,應用受到一定的限制。

1.2油的霧化

    根據霧化理論,霧化是一個復雜的物理過程,大致按以下六個階段進行:(1)液體由噴嘴流出時形成薄膜或流股;(2)由于流體的初始紊流狀態和空氣對液體流股的作用,使流體表面發生彎曲波動;(3)在空氣壓力作用下,產生了流體薄膜;(1)靠表面張力的作用,薄膜分裂成顆粒;(5)顆粒的繼續碎裂;(6)顆粒的聚合。如

1.3油的霧化方法

i.3.i介質霧化:主要靠附加介質的能量使油霧化,按壓力分高、中、低三種。

    (1)高壓霧化,霧化劑壓力0.1 Mpa以上;

    (2)申壓霧化,霧化劑壓力0.01~0.1 Mpa;

    (3)低壓霧化,霧化劑壓力0.003—0. 01 Mpa。

1.3.2機械霧化:靠液體本身的壓力能把液體以高速噴入相對靜止的空氣中,或以旋轉方式使油流加強攪動,使油得到霧化。

    油燒嘴結構對霧化質量影響很大,其主要結構尺寸是:(1)霧化劑的出口斷面;(2)油出口斷面J(3)霧化劑與油流股交角;(4)霧化劑的旋轉角度;(5)油的旋轉角度;(6)霧化劑與油相遇的位置;(7)霧化劑或油的出口孔數;(8)各孔的形狀以及它們之間的相對位置。這些因素都影響著霧化劑對油流股單位表面上作用力的大小、作用面積和作用時間,因而影響顆粒平均直徑,同時也影響油霧的張角和油流股斷面上油粒的分布。通過采取減小霧化劑和油的出口斷面,適當增加霧化劑與油的交角,造成流股的旋轉,分級霧化,多孔流出,內部混合等措施,可以減小顆粒平均直徑,改善霧化質量。

    油壓的影響:對于機械霧化燒嘴,是靠油流股本身的脈動而實現霧化的。因此,油流股的速度越大越好。要求高的油壓,一般在2.0 Mpa左右或更高,油壓越高,越可能達到好的霧化質量。

1.4國外全自動燃燒機霧化機理

    國外全自動燃燒機以機械霧化為主,介質霧化較少,以下主要介紹機械霧化。

    全自動燃燒機,自帶風機,自帶油泵,兼有調壓閥、穩壓閥、流量調節閥、切斷閥、自動點火器、火焰監測器、控制盒等功能于一身。屬油壓式(機械式)油燒嘴,是靠油在本身壓力作用下由燒嘴噴出而霧化,它不需要霧化劑。而燃燒時,所需要的全部空氣,用自帶風機供給。為了保證油壓式燒嘴的霧化質量,油壓設定為1. 5~2.5 MPa或更高。圖3為噴嘴結構圖。

    圖1為離心式油壓燒嘴內部噴頭示意圖,油經過分流片1上許多小孔,進入渦流片2.在渦流片2上,進油

    油以切線方向流入,高速旋轉·然后由霧化片3上的噴口噴出。由于離心力作用,產生大的切線速度,使油能得到較好的霧化,并且靠流股的旋轉,造成與空氣合的有利條件。

    圖6為自動燃燒機安裝使用圖,用戶只需接上控制電源和油管即能使用。

1.5油霧與空氣的混合

    全自動燃燒機,助燃空氣,由自帶風機供給。油霧與空氣的混合,基本上是兩個流股的混合?;旌系乃俣?,決定于流體動力學因素,與兩個氣體流股(如煤氣與空氣流股)的混合是類似的?;旌咸攸c如圖7。

2空燃比優化設計,燃燒機出力足

    全自動燃燒機通過對燃燒狀況進行優化設計,采用液壓電磁閥,對油壓和風門開度有機匹配,并通過程序控制器,合理調節空燃比。從而使燃料完全燃燒,燃料燃燒溫度高,燃燒機出力足。

2.1空燃比優化設計

    正確控制燃料量與空氣量的配比,是合理組織燃燒過程的重要內容,在保證燃料完全燃燒的條件下,使助燃空氣量以最低限量超過燃燒所需理論值,亦即空氣過剩系數最小。即燃燒溫度最高,而爐子加熱速度更快,燃料消耗量亦更低。

    圖8為空氣過剩系數與燃燒溫度的關系。例如:當供給的空氣量,增加為理論值的1.3倍,即空氣過剩系數。增加到1.3時,燃燒溫度則由2 lclo C降低到1680 C.相應。降至0.7時,燃燒溫度更低至1 600(’,燃燒溫度大幅度地降低,必然使爐內輻射熱交換狀況變壞,最終導致燃料消耗量增加。

    全自動燃燒機通過對空燃比進行優化設計,使油壓、油量、助燃空氣量合理匹配,采用電磁閥控制油壓及風門開度,設計精巧先進。

2.2燃燒機出力足

    通過燃燒噴嘴和助燃風機的先進設計,全自動燃燒機,燃燒效率高,出力足,噪聲小。圖9為爐膛壓力燃油量,燃燒機出力關系。

3節能與環保

    圖1 0為空氣過剩系數與燃油消耗量之間的關系,假定燃油時最合適的空氣過剩系數為1.2,此時燃料消耗量為100%,煙氣中O:含量為4%,如空氣過剩系數改為1.6,則煙氣中O:含量增加為8%,對排煙溫度為1 200 C的加熱爐來說,其燃料消耗量將提高到180%。

    經過優化設計的全自動燃燒機,節能效果好。某廠改造一臺鍛造加熱爐,選用全自動燃燒機,六個月后經統計分析對比結論為:改用全自動燃燒機后,每噸鍛件耗油下降1 4.5%。

    經環保部門檢測,燃燒產物中cO和co-的排放量,符合當今歐洲最嚴格的空氣排放標準。

4舂在的問題及改進

    全自動燃燒機原來大多用在鍋爐上,將它用在工業爐上收到了較好的效益,但還存在一些問題需要在實踐中改進。

4.1在工業爐窯上,配置多臺燃燒機,且爐溫較高(如

1 800℃)時,單臺燃燒機的通斷,依靠所在溫區的溫度來控制?,F在全自動燃燒機,多數配置日光型光電管探測器,這樣,當一臺燃燒機需要重新點火時,卻不能正常點火。原因是:其它燃燒機的火焰光線或高溫爐體,被它的探測器視為該燃燒機正在工作。這一問題,株州工業爐制造公司在加熱爐上得到了較好的解決。4.2  由于工業爐與鍋爐的爐壓控制方式不同,鍋爐在達到溫度設定值,燃燒機停止工作時,爐內是負壓,致使燒嘴處溫度較低,不會造成燃燒機的過熱。而工業爐為正壓操作,在爐溫達到設定值單臺燃燒機停止工作時,其它燃燒機產生的高溫煙氣和爐壁的高溫輻射,會使燃燒機本體產生過熱。這樣就可能造成噴頭及控制元件的損壞。這種情況,在機器正常工作時,由于油等燃料與空氣的冷卻作用而不會出現。這一問題,株州工業爐制造公司通過安裝結構改進得到了較好的解決。

4.3全自動燃燒機在輻射管爐上應用時,由于受輻射管徑的限制,有時將造成管壁結焦,甚至堵塞管子。這一問題,株州工業爐制造公罰做了很多卓有成效的工作,得到了改進。

4.4全自動燃燒機現有的助燃空氣均為冷風,為了提高熱效率和節約能源,目前我國在高溫工業爐上大多采取了換熱器回收煙氣余熱的方法。在這種情況下,自控水平高的全自動燃燒機反而不能應用。因此要在結構上與之配套改進。

5  目的

    近幾年來,筆者將全自動燃燒機應用于工業爐上,取得了很好的效果,本文簡要介紹全自動燃燒機的應用特點,目的是想借此加強工業爐行業廣大科技人員的交流,把這一新技術產品廣泛應用到工業爐窯上,推動工業爐技術的向前發展。


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