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行业知识

达冠全自动燃烧机应用状况

达冠全自动燃烧机应用状况

摘要本文介绍国外全自动燃烧机雾化机理、空燃比优化设计、自控水平、节能和环保等特点,并对存在的问题进行了分析。

o前言

    国外燃烧机技术迅速发展,在加热质量、节能、环保以及自动化水平等方面,与国内普通烧嘴相比实现了新的飞跃。全自动燃烧机集燃烧喷嘴、专用助燃风机、定量油泵、调压阀、稳压阀、流量调节阀、切断阀、自动点火器、火焰监测器以及控制盒于一身。通过精心设计成为各部份有机结合的机电一体化高科技产品,用户只需接上控制电源和油管即能使用,为实现工业炉整体控制打下了良好的基础。

    在过去的几十年里,我国在燃烧机的研究和开发上,取得了很大的成绩,但就整个燃烧系统来看,还比较落后.特别是自控方面,差距较大,其结果是:需要自动控制的工业炉,在设计时,尚需另外配置复杂的燃烧管路系统。工业炉窑自控水平的提高,迫切需要与之相配套的燃烧装置。本文主要讨论国外全自动燃烧机的应用状况。

l国外全自动燃烧机雾化机理

1.1烧嘴基本性能简介

    各种燃烧装置,均应具备以下基本性能:(1)在规定的热负荷下,能保证燃料的完全燃烧;(2)燃烧过程稳定,能保证向炉内连续供热F(3)熊使火焰的方向、形状、刚性及铺展性符合炉型及加热工艺要求;(d)结构简单,使用维修方便。

    对于液体燃料,燃料油需先经过雾化后,再进行燃烧。因此,油嘴除具有一般燃烧装置的基本性能外,还应具有良好的雾化性能。雾化方法,一般分为低压油嘴、高压油嘴.机械雾化油嘴和转杯油嘴。目前,国内常用的油嘴类别有:RK型低压油嘴、F型油压自动比例调节油嘴、QRF型全热风自动比例调节油嘴,以及K型油嘴。这些油嘴,其综合性能落后于世界80年代水平,特别是由于控制水平低,应用受到一定的限制。

1.2油的雾化

    根据雾化理论,雾化是一个复杂的物理过程,大致按以下六个阶段进行:(1)液体由喷嘴流出时形成薄膜或流股;(2)由于流体的初始紊流状态和空气对液体流股的作用,使流体表面发生弯曲波动;(3)在空气压力作用下,产生了流体薄膜;(1)靠表面张力的作用,薄膜分裂成颗粒;(5)颗粒的继续碎裂;(6)颗粒的聚合。如

1.3油的雾化方法

i.3.i介质雾化:主要靠附加介质的能量使油雾化,按压力分高、中、低三种。

    (1)高压雾化,雾化剂压力0.1 Mpa以上;

    (2)申压雾化,雾化剂压力0.01~0.1 Mpa;

    (3)低压雾化,雾化剂压力0.003—0. 01 Mpa。

1.3.2机械雾化:靠液体本身的压力能把液体以高速喷入相对静止的空气中,或以旋转方式使油流加强搅动,使油得到雾化。

    油烧嘴结构对雾化质量影响很大,其主要结构尺寸是:(1)雾化剂的出口断面;(2)油出口断面J(3)雾化剂与油流股交角;(4)雾化剂的旋转角度;(5)油的旋转角度;(6)雾化剂与油相遇的位置;(7)雾化剂或油的出口孔数;(8)各孔的形状以及它们之间的相对位置。这些因素都影响着雾化剂对油流股单位表面上作用力的大小、作用面积和作用时间,因而影响颗粒平均直径,同时也影响油雾的张角和油流股断面上油粒的分布。通过采取减小雾化剂和油的出口断面,适当增加雾化剂与油的交角,造成流股的旋转,分级雾化,多孔流出,内部混合等措施,可以减小颗粒平均直径,改善雾化质量。

    油压的影响:对于机械雾化烧嘴,是靠油流股本身的脉动而实现雾化的。因此,油流股的速度越大越好。要求高的油压,一般在2.0 Mpa左右或更高,油压越高,越可能达到好的雾化质量。

1.4国外全自动燃烧机雾化机理

    国外全自动燃烧机以机械雾化为主,介质雾化较少,以下主要介绍机械雾化。

    全自动燃烧机,自带风机,自带油泵,兼有调压阀、稳压阀、流量调节阀、切断阀、自动点火器、火焰监测器、控制盒等功能于一身。属油压式(机械式)油烧嘴,是靠油在本身压力作用下由烧嘴喷出而雾化,它不需要雾化剂。而燃烧时,所需要的全部空气,用自带风机供给。为了保证油压式烧嘴的雾化质量,油压设定为1. 5~2.5 MPa或更高。图3为喷嘴结构图。

    图1为离心式油压烧嘴内部喷头示意图,油经过分流片1上许多小孔,进入涡流片2.在涡流片2上,进油

    油以切线方向流入,高速旋转·然后由雾化片3上的喷口喷出。由于离心力作用,产生大的切线速度,使油能得到较好的雾化,并且靠流股的旋转,造成与空气合的有利条件。

    图6为自动燃烧机安装使用图,用户只需接上控制电源和油管即能使用。

1.5油雾与空气的混合

    全自动燃烧机,助燃空气,由自带风机供给。油雾与空气的混合,基本上是两个流股的混合。混合的速度,决定于流体动力学因素,与两个气体流股(如煤气与空气流股)的混合是类似的。混合特点如图7。

2空燃比优化设计,燃烧机出力足

    全自动燃烧机通过对燃烧状况进行优化设计,采用液压电磁阀,对油压和风门开度有机匹配,并通过程序控制器,合理调节空燃比。从而使燃料完全燃烧,燃料燃烧温度高,燃烧机出力足。

2.1空燃比优化设计

    正确控制燃料量与空气量的配比,是合理组织燃烧过程的重要内容,在保证燃料完全燃烧的条件下,使助燃空气量以最低限量超过燃烧所需理论值,亦即空气过剩系数最小。即燃烧温度最高,而炉子加热速度更快,燃料消耗量亦更低。

    图8为空气过剩系数与燃烧温度的关系。例如:当供给的空气量,增加为理论值的1.3倍,即空气过剩系数。增加到1.3时,燃烧温度则由2 lclo C降低到1680 C.相应。降至0.7时,燃烧温度更低至1 600(’,燃烧温度大幅度地降低,必然使炉内辐射热交换状况变坏,最终导致燃料消耗量增加。

    全自动燃烧机通过对空燃比进行优化设计,使油压、油量、助燃空气量合理匹配,采用电磁阀控制油压及风门开度,设计精巧先进。

2.2燃烧机出力足

    通过燃烧喷嘴和助燃风机的先进设计,全自动燃烧机,燃烧效率高,出力足,噪声小。图9为炉膛压力燃油量,燃烧机出力关系。

3节能与环保

    图1 0为空气过剩系数与燃油消耗量之间的关系,假定燃油时最合适的空气过剩系数为1.2,此时燃料消耗量为100%,烟气中O:含量为4%,如空气过剩系数改为1.6,则烟气中O:含量增加为8%,对排烟温度为1 200 C的加热炉来说,其燃料消耗量将提高到180%。

    经过优化设计的全自动燃烧机,节能效果好。某厂改造一台锻造加热炉,选用全自动燃烧机,六个月后经统计分析对比结论为:改用全自动燃烧机后,每吨锻件耗油下降1 4.5%。

    经环保部门检测,燃烧产物中cO和co-的排放量,符合当今欧洲最严格的空气排放标准。

4舂在的问题及改进

    全自动燃烧机原来大多用在锅炉上,将它用在工业炉上收到了较好的效益,但还存在一些问题需要在实践中改进。

4.1在工业炉窑上,配置多台燃烧机,且炉温较高(如

1 800℃)时,单台燃烧机的通断,依靠所在温区的温度来控制。现在全自动燃烧机,多数配置日光型光电管探测器,这样,当一台燃烧机需要重新点火时,却不能正常点火。原因是:其它燃烧机的火焰光线或高温炉体,被它的探测器视为该燃烧机正在工作。这一问题,株州工业炉制造公司在加热炉上得到了较好的解决。4.2  由于工业炉与锅炉的炉压控制方式不同,锅炉在达到温度设定值,燃烧机停止工作时,炉内是负压,致使烧嘴处温度较低,不会造成燃烧机的过热。而工业炉为正压操作,在炉温达到设定值单台燃烧机停止工作时,其它燃烧机产生的高温烟气和炉壁的高温辐射,会使燃烧机本体产生过热。这样就可能造成喷头及控制元件的损坏。这种情况,在机器正常工作时,由于油等燃料与空气的冷却作用而不会出现。这一问题,株州工业炉制造公司通过安装结构改进得到了较好的解决。

4.3全自动燃烧机在辐射管炉上应用时,由于受辐射管径的限制,有时将造成管壁结焦,甚至堵塞管子。这一问题,株州工业炉制造公罚做了很多卓有成效的工作,得到了改进。

4.4全自动燃烧机现有的助燃空气均为冷风,为了提高热效率和节约能源,目前我国在高温工业炉上大多采取了换热器回收烟气余热的方法。在这种情况下,自控水平高的全自动燃烧机反而不能应用。因此要在结构上与之配套改进。

5  目的

    近几年来,笔者将全自动燃烧机应用于工业炉上,取得了很好的效果,本文简要介绍全自动燃烧机的应用特点,目的是想借此加强工业炉行业广大科技人员的交流,把这一新技术产品广泛应用到工业炉窑上,推动工业炉技术的向前发展。

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点击次数:  更新时间:2017-10-26 21:03:26  【打印此页】  【关闭