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行业知识

开式回流平面生物质燃烧机配套热风炉的设计

热风炉套筒式生物质燃烧机的设计和计算

    提高高炉风温对降低焦比有很大效果,采用生物质燃烧机是建立高风温热风炉的一个重要环节,它可以克服金属燃烧器的许多弊病,对热风炉的寿命和提高风温均有明显效果。自,9 77年鞍山热风炉生物质燃烧机经验交流会以来,全国各地大.中、小高炉均利用大、中修机会安装套筒式生物质燃烧机,为了使这一技术更好地发挥作用,便于广大技术人员掌握,本文对这类燃烧器的设计原则、计算步骤和计算公式加以介绍,并附有计算实例,

一、生物质燃烧机的设计原则

    生物质燃烧机是用耐火材料砌筑或整体捣制的燃烧器,因此能直接接触火焰,使用寿命长,对空、煤气有一定的予热作用,另外它本身就是一个稳定的点火源,这点对各种形式的热风炉操作有重要现实意义.在设计时应考虑以下原则.

    f)设计的燃烧器在操作时应能使燃烧*rift匹处于拱顶,煤气在山火升前应燃烧完全;

    z)创造条件使中心通澄气流在出口断面上均匀分布,四周射流对称分布,空气和煤气均能稳定地流出;

    3)在使用单一高炉煤气而其压力较高时,为了利用原有助燃风机,建议空气走中心通道,煤气走外环.因为煤气压力较大,对空气和煤气混合软为有利,反之,当煤气压力较低时,应设法提高助空气压力,煤气走中心道,空气走外环。当使用富化煤气时,煤气必须走中心通道,而且出口流速宦取低限,以便当高发热值煤气不能供应时,仍能使用单一高炉煤气;

    4)当热风炉由金属燃烧器改为陶瓷燃烧器时,为了既能增加部分蓄热室格孔面积,又有利于烟气在各格孔中均匀分布,火井内废气流速宜取4-6标米/秒;

    5)在空气和煤气压力允许下,尽量采取措施以改善空、煤气混合,但同时要考虑尽量减少通道系统的气流阻力损失;

    6)生物质燃烧机的材质建议采用矾土耐火水泥或可塑耐火材料整体捣制。生物质燃烧机的计算公式

    (一)冉瓷燃烧署中心通道尺寸计算

    图,为中心通道简图。假设中心通道的煤气流量或空气流量为y。气流进出的平均流速为W,和W1,进出口断面相应的直径为D,和Di,中心通道总高为日,扩张段的收缩角为p(2a),上部稳流直线段高为H.,收缩段高为日,和下部高度为H3。根据流速乘面积等于流量的泵理,就能确定生物质燃烧机中心通道各部分尺寸。日,的高度应为等径连接的横管直径加上该处连接的二层圆形砖尺寸和中心通道底部的排水尺寸。

    (二)气流分布帽的设计和计算

    气流分布帽的形状为一截园锥台,如图2所示。这里的计算是确定备部分尺寸,主要是喷出口(咀)个数、大小以及在截圆锥体上的位置,其中较麻烦的是计算出各喷咀出口中心点所在圆周的直径,即图2中曲D。

    喷咀出口总面积是根据气体流量和气流喷出速度计算的.喷咀个数是按分布帽的结构和所在截圆锥台斜面上可能布置的多少反复核算出来的.

  为了减小气流在分布帽喷咀内的阻损,按厚壁管咀流出原理,采用一头大一头小的喷咀,大小头连线与中心线的交角为5~,D。,各喷咀入口处相应的L 7.、Y 7.和Y 7,可用同样方法求出。

生物质燃烧机的计算实例

    今为某厂300米5高炉的热风炉改建设计一个生物质燃烧机,要求尽量增大蓄热面积。根据燃料燃烧和热平衡计算,每小时燃烧煤气量为19000标米3;相应需要的空气量为15220标米3/小时;燃烧产物量为30400栎米’/小时。煤气重度为1.3公斤/标米’。根据该厂实际情况和上述条件,决定煤气走陶瓷燃烧器中心通道,空气走外环。

    (一)中心通道尺寸计算

    根据要求假定煤气出口流速为23标米/秒,由(6)式得中心通道出口直径为:

    因为炉子小,中心通道璧厚取200毫米能满足机械强度要求。座落圆台JH取113毫米可满足砌砖要求。分布帽截圆锥面与水平面的交角日,取50。有利于高炉煤气着火燃烧。所以按(,2)式:

    因此要对前面计算数字进行调整,如果基本不动,则环室宽度向内外各扩张25毫米(即图ZHH7),即中心通道处壁厚由200毫米改为775毫米(即图2中EF’),外环原砌砖113毫米,现该处厚度应为88毫米(图3),该处可用矾土耐热混凝土整体捣注,或用可塑耐火材料拯制(图中为予翩砌块)..33.由图2得知:

    (三)气流阻力损失计算

    气流在生物质燃烧机内的阻力损失计算,即指气体从入口到出口这一段的阻损。假定空气入口温度为20℃,而喷出时的平均予热温度为120℃;煤气的入口温度为35℃,而其出口平均予热温度为750七(z)。

    7.  空气道上的气流阻损

    (,)空气经90。直角拐弯进入环室空间的局部阻力损失

    根据首钢模型试验资料,生物质燃烧机外环通道系统阻力损失系数为3.o一3.5,试验中的气流为减速前进,此地为加速前进,即:    空气在入口处(4750毫米)的流速为:

    (2)空气流经气流分布帽需要的能量

    空气出喷咀的流速为45标米/秒,根据厚壁管咀流出的阻力损失系数最大为0.15,加上出口动头,因此需要付出的能量为:即煤气在生物质燃烧机内需要付出的压力降力66毫米水柱。显然,所计算的数值既不是选择助燃风机的压力,也不是煤气所应提供的压力。对助燃风机来说,应再加上从风机到空气入口的阻损和火井内后期应有的正压.对煤气来说,应再加上由煤气总管到煤气入口的阻损和火井内后期的正压。

开式回流平面生物质燃烧机试验研究

    我国目前最新式的一种多功能生物质燃烧器——开式回流平面生物质燃烧机,经过几年的努力,在岳阳电厂#2锅炉上,初步研制成功。本文对这种新型燃烧器的试验应用情况,进行了简介和分析。

一、刖    百

    七十年代初,苏联最先研究试验平面火焰燃烧器,并在800MW机组烧烟煤固态排渣的TⅡrl-84型生物质锅炉上使用,获得良好的使用效果。在此基础上,进行新型燃烧器研究试验,该燃烧器既采用了平面火焰可以上下摆动的特点,又利用高速蒸汽引射而形成不对称的开式高温烟气回流,使生物质提前着火和燃烧。从而发展成一种新颖的煤粉燃烧器一一开式回流平面生物质燃烧机。经湖南省电力试验研究所测试鉴定,所试验的新型燃烧器能够适应电厂常用的混合煤及资兴劣质烟煤,在50~6 0%额定负荷下运行时,不投油,仍能稳定燃烧。燃用混合煤的热效率可达83.11%;燃用劣质烟煤的热效率可达72 .15%,与改型前比较,锅炉效率平均提高10%以上,同时,通过平面火焰的上下摆动,可灵敏地调节汽温,且调温幅度大,蹦滞小,是一种很理想的调温方式,为大型锅炉调峰和调温开辟了新的途径.

二、试验炉主要参数与新型燃烧器稳燃机理

    斯型燃烧器试验研究工作在岳阳电厂#2炉进行,该,驴系啥尔滨锅炉厂1958年生产的111-35139型中温中压固态排渣生物质炉,燃烧室容积206m 3 (4720×4800.9100m m),炉膛容积热负荷142×l03kcal/m s.h,额定蒸发量35t/h,过热蒸汽压力3.825Mpa,过热蒸汽温度450℃,设计煤种为辽源烟煤(肜T:4.79%;AY:14.09%,矿Y:46.7%; QYDW:5374kcal/kg)。制粉系统采用中间储仓或乏气送粉,配207/265型钢球式磨煤机一台.

    在锅炉前墙上(标高9350m m),原来装有二只涡壳旋流式生物质啧燃器(主火咀),左右两侧墙各装有一只点火炉(补火咀)。该炉19 60年投产至1970年期间,依靠马弗炉烧块煤稳燃,1971年以改烧重油助燃(耗油量800~1400kg/h)。为了节省人力物力,在原有位置改装成四只“开式回流平面火焰燃烧器”。这种新型生物质燃烧器由一次风预燃筒,上下二次风喷口等部件组成,另外还配有以蒸汽为工质的射流系统(如图1)。

    一次风粉混合物由中心风管进入预燃筒,当开启高速蒸汽射流时,对一次风产生引射,产生流体的附壁效应,在有限空间中即产生一低压区,造成下游介质回流,高温烟气直接进入预燃筒,新鲜燃料受到高温烟气的包围和加热,使煤中挥发份迅速析出,在预燃筒内开始着火,着火后的生物质,射入炉膛三角形区(两股2次风射流与燃烧器之间),续继被卷吸到此区域内来的燃烧产物加温燃烧,并被二次风气流撞碎成具有一定厚度的平面火焰,这就进~步增加了生物质与空气的接触,使之强化燃烧,燃烧产生的高温烟气,部份又回流到三角区和预燃简,组成稳定强烈的燃烧过程。

三、燃烧调整与运行分析

    1.生物质着火过程分析

    生物质着火是燃烧的准备阶段,也是燃烧过程的开始,着火是否迅速、稳定,关系到整个燃烧过程的顺利进行。新型燃烧器要求生物质在一次风喷口即预燃筒内着火,并开始燃烧,其着火热来源于高温烟气回流,即烟气的对流传热,而对流传热量,取决于烟气的回流量,其着火热(Qzn)与气流工况的关系式如下:

  Qtn=B,(Voa,tkck—里塑斋吾q4一

    +c g~!ooo()WY  <t:。-t。)

    ~—100一

式中Br-燃料消耗量    kg/h

    矿’一理论空气量    Nm 3/kg

    ar-过量空气系数

    tk--次风所占份额

    C1c -一次风比热    kJ/Nm s℃

    q.~饥械未完全燃烧损失    %

    Cl~煤的干燥质比热  KJ/kg℃

    ∥Y-N煤的应用基水份    %

    tz a~着火温嚏    ℃

    to~一生物质与~次风气流初温  ℃

    从上式可以看出,着火热的大小与生物质着火温度,携带生物质的一次风量以及气粉混合物的初始温度有关。我厂#2炉采用乏上i送粉方式,气粉混合物幻温只有65~70℃,这无疑地需要较多的着火热,才能将生物质引燃。由于该方式为一特定的不利因素,因此,在研制和调试时,选择适当的一次风量和风速至关重要,当一次风量和风速提c时,着火热增大,着火点推迟,预燃筒温度停留在较低值,燃烧不稳定,若一次风量风速超过极限时,由于所需的着火热不能满足,导致简内温度低于生物质着火点而熄火。

    2.射流动量与回流

    开式回流平面生物质燃烧机的稳燃机理,决定于回流区的形成和回流烟气带给气粉混合物的热量多少,由于预燃简温度靠卷吸炉膛高温烟气,将生物质引燃后,发生燃烧初级反应所产生的热量来维持,因此,调整射流动量,保证生物质达到着火温度所必须的回流热量为稳燃的先决祭件。其热平衡关系式如下:

    C nVa(tn- tzn)=CKVl(tz,- t0)

式中  C一一回流烟气容积比热

    矿-~回流烟气量

    “~回流烟气温度

    矿I——次风量

    当预燃筒温度较低时,zi粉混合物处于温自,j初始阶段,射流动量不需太大,但当温度升到一定范围时,由于挥发份和水份的析出,体积膨胀而增大气相阻力,影响回流减少,预燃筒温度往往滞留在300℃左右,不再上升。这时必须调整射流动量,加强回流,提高回流与主气流之问的质量交换和热量交换,才能继续提I苗预燃室温度.

    运行调试表明,启动射流压力务必由低到高,射流数量亦随之增加,一般情况下,射流动量与一次风动量之比,从一数值逐j跨增大到另一数值时,预燃简内即着火明亮,温度亦升至800℃左右达到持续稳燃。值得注意的是,当燃用劣质煤时,由于炉膛三角形区温度较低,即使加大回流,预燃筒内亦难于着火,这时应关小二次风,提高回流烟气温度,才能将预燃简点燃。

    3.分级供氧与稳燃

    新型燃烧器研制的第一阶段,在平谢火焰燃烧器前部加装了射流预燃筒,通过调整射流动量,能够将炉膛高温烟气拉回到简内,使预燃筒温度迅速升高,但升温到一定程度后不再继续上升,此时无论怎样调整射流亦不起作用,观察筒内呈暗红色或仅有一些火花,通过摸索,发现将预燃简看火门打开后,预燃筒即着火明亮,温度也迅速升到600℃以上,分析其原因认为缺氧所致,这时仅依靠回流强迫点燃生物质是不够的,由于拉入筒内的高温烟气本身就缺氧,当生物质升到着火点时,必须及时补充空气(氧量),才能满足燃烧要求。因此第二次改造时,在预燃筒内加装了根部二次风和前部补充二次风,改造后运行调试表明,新增加的这两股二次风对生物质提前着火稳燃大有好处,一般说来,当预燃筒温度升至生物质着火点时(视煤质情况面定),应稍开根部二次风,而当筒内温度升至600℃以上时,再稍开前部补充二次风,使筒内温度保持800℃左右.在整个调整过程中,按燃烧过程展开的需要进风,空气逐次参与燃烧过程,实现分级燃烧,达到筒内无结渣和持续稳燃。

四、燃烧器改型前后主要技术经济指标比较

┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓

┃                                    ┃    改  型  前                          ┃    改  型  后                          ┃

┃                                    ┣━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━╋━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┫

┃    项    目                        ┃                    ┃                  ┃                ┃                      ┃

┃                                    ┃  混合煤            ┃  混合煤          ┃  混合煤        ┃  劣质煤              ┃

┣━━━━━━━━━━━━━┳━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫

┃  试验时间                ┃        ┃  1982年ll月 io日   ┃  1984年 9月 6日  ┃1987车 7月 8日  ┃1987年 8月 8  F1      ┃

┃  燃煤工业分析            ┃        ┃                    ┃                  ┃                ┃                      ┃

┃  水  份    W,           ┃        ┃    6.1             ┃  6.95            ┃   7.5          ┃          7 .18       ┃

┃  灰  份    A,           ┃        ┃ 41.04              ┃          35 .66  ┃       26 .43   ┃       7 .43         ┃

┃  挥发份    Ay            ┃        ┃           17 .61   ┃ 16.35            ┃ 18.71          ┃ 14.85                ┃

┃  低位发热量    QyDw      ┃kcal/kg ┃  3815              ┃  4184            ┃    5142 .7     ┃ 3357                 ┃

┃  蒸汽流量    Do          ┃t/h     ┃     32             ┃ 34.20            ┃ 34.60          ┃              34 . 11 ┃

┃  过热汽压    Po          ┃Mpa     ┃  3.579             ┃  3.455           ┃ 3.565          ┃ 3.383                ┃

┃  过热汽温    to          ┃  oC    ┃   425              ┃   428            ┃   425          ┃   425                ┃

┃  热风温度    trk         ┃ cC     ┃   230              ┃    215           ┃   291          ┃   287                ┃

┃  冷风温度    tLk         ┃ oC     ┃         Il         ┃      27          ┃      35        ┃     32               ┃

┃  排烟温度    tPy         ┃ eC     ┃    170             ┃    172           ┃   184          ┃   204                ┃

┃  R02    RO:py            ┃        ┃  11.2              ┃          12 . 3  ┃  13.5          ┃        13 .5         ┃

┃  助燃油置    BO          ┃ kg /h  ┃  1400              ┃   800            ┃        o       ┃        o             ┃

┃  生物质细度    R90         ┃  %     ┃     14             ┃         12 .8    ┃     13         ┃     IZ               ┃

┃  排烟热损失    q2        ┃  %     ┃  8.50              ┃  8.02            ┃  7.49          ┃  7.98                ┃

┃  飞灰可燃物    Cfh       ┃        ┃ 18.50              ┃           30 .14 ┃ 18.02          ┃              1 5. 01 ┃

┃  炉渣可燃物    CL2       ┃        ┃   9.8              ┃ 21.40            ┃  1.02          ┃  5.86                ┃

┃  机械未完燃烧拟失    q4  ┃        ┃            13 .17  ┃ 27.80            ┃  8.18          ┃          18. 38      ┃

┃  散热损失    qs          ┃        ┃   1.15             ┃   1.13           ┃   I.ll         ┃   1.1,               ┃

┃  灰洼物理热损失    q 6   ┃        ┃  0.72              ┃   I.OI           ┃   O.tL         ┃              o .,a   ┃

┃  锅炉效率    T1          ┃        ┃ 71.46              ┃ 62.04            ┃  83.11         ┃          72 .15      ┃

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   #2炉采用新型燃烧i异后,改变了过去依赖助燃油的状况,在不烧油的夼宁况下,飞灰含碳盈由30.14%降至18.02 yo;炉渣含碳最由21。40%降至1·11%,锅炉效率巾62。04%提高到83 .11.%,改型后的燃烧。晴况和经济性都已大大改善,但从效率的绝对值舀仍然偏低,其原因如下:

    1.该炉于1960年投运,已运行27年之久,设备老化,缺陷较多,原在前墙的两台涡壳旋流式(切向叶J}旋流)燃烧器运行特性很差,且燃烧器在前墙上前i置标高较高,这都造成了过ll、S的机饿未燃烬损失。改装后,由于原结构上阳有的特点,无法从根本上给予改变,影响锅炉效率仍然不大理想。

    2.制粉系统采用207/265型钢球磨一台,额定出力只有4 tlh,煤种变化后,不能满足锅炉需煤量,常常出现粉随低,生物质自流和下粉不均匀等。晴况,影响燃烧工况的稳定性。

    3.原设计煤种为辽源优质烟煤(V·7% QyDW:5374kcal/k9),所选之容积热负荷及断面热负荷和炉膛高度等,均与该煤种相匹f吧,同时还采用乏气送粉方式,气粉混合物初温只响’65℃^,70℃,且乏气喷口布置在前墙主燃烧器上方1米多处,使燃烧后期缺乏强动的湍动,茌采用开式回流平面生物质燃烧机后,不能改变该炉的结构特点,l到此,也不同程度地增加了机械未燃

烬损失,影响锅炉效率的进一步提高。

五、运行总结与经济效益

    1.运行总结

    (1”f式吲流平叫生物质燃烧机首次在工业发电锅炉上应川,通过各种负荷j二况的试验证明是可行的,71眵川卜一般动力ji]煤(混合烟煤引劣质烟煤)条件下,能够确保安生经济运。

    (2)新型燃烧:X的一次风喷咀以回流筒取代,它既保留了平面火焰可以摆动和三角区卷吸炉内高温烟气的特。t鼍,又采用高速射流引射,在同流筒内形成回流区,使生物质提前替火燃烧。

    ( 3)新型燃烧器能庄50、一60%额定负荷时脱油稳燃。调整上,下二次风的动压比,可以使火焰上下摆动,改变炉膛的火焰中心,实现过热蒸汽温鏖的调整。

    (4)回流筒采用小长径比,射流工质选用研:炉过热蒸汽,回流筒内形成开式回流,这些均属开式回流平面生物质燃烧机的典型技术范畴,为我们今后在大容量锅炉上推广应奠定良好的基础。

    新型燃烧器的研制工作,经过历时三年多的工业性试验,现已可作为一种独具一格的多功能燃烧器展现在现今燃烧技术的百花园里,但它毕竟还是一个新生的蓓蕾,需要多方面的扶持和帮助,更需要继续研究完善。在布置方式上,应拼弃此种前墙式的布置,进行四角切园式布置试验,对无烟煤的燃烧和劣质煤经济性的提高应进一步深入探讨,为推广应用,为大型锅炉节能开辟新的途径。

油气全自动燃烧教学实验装置研制

摘要:设计制造了工业燃烧技术和加热炉技术的教学实验与科研装置,主要包括水套加热炉、燃油及燃气全自动燃烧机、烟气分析仪等。由全自动燃烧机为水套炉提供热源,通过燃烧室外侧水套及管式换热器,将热量传递给循环水,出口烟气温度为70—150℃;利用穿过水套的测量孔,测量燃烧室的温度场、速度场、浓度场,在烟道出口测定烟气成分。利用该装置能够进行科学全面的燃烧技术的研究和评价,并已在教学实验中取得了很好的教学效果。

0  副  言

    基于能源、资源与环境的严重危机,已成为经济和社会发展瓶颈的背景下,我校于2006年成立了“能源与资源工程”本科专业。为培养能源、资源与环境领域高素质、复合型,具有创新能力的技术和管埋人才,要求本科教学实验从以验证和演示性实验为主,逐步向工程性、综合性和研究性转变嘲。验。过去,国内燃烧教学实验主要是验证性的,不能很好地与工程实际结合,如本生灯实验、燃料元素分析实验等嘲。本文针对工业生产实际,通过试制一台水套加热炉,配置先进的全自动燃烧机及烟气分析仪,为本科生开展教学实验。该工程性和综合性教学实验装置充分体现了当今燃烧技术水平和工程应用背景,通过完整的工程燃烧和热能利用过程,培养学生对基础理论的综合理解、工程实践能力和创新能力B司。

1  教学实验装置设计

1.1水套加热炉

    为使实验装置反映工程生产实际,设计的水套加热炉采用不锈钢制造,其主要由隔热水套、燃烧室、管式换热器和烟道等组成,如图1所示。水套加热炉总长2.5 m,炉体外廓直径0.68 m,燃烧室长1.5 m,内径0.5 m,水套厚度0.06 m。燃烧室的进、出口端都设有观火孔。为了测试燃烧室的温度场、速度场、燃料浓度场,在燃烧室中心水平方向,穿过水套开设8个测量孔,每个测量孔内径0. 015 m。第1个测量孔距离燃烧室进口端0. 08 m,测量孔1~8间距……依次为0. 08、0.08、0.08、0.12、0.16、0.2和0.3 m。l-燃料进口,2-燃烧机,3-观火孔,4-加热炉,s-液位计,6一压力表,7-门.8-测量孔.9-连接管.10-换热器,1 1—烟管,12-取样管,13-烟气分析仪.I4-7J(套,15-燃烧室,16-水蒸气,17-探针,18-坐标架.19-测量仪表

    为了降低排烟温度,在燃烧室出口安装管式换热器,其长度为0.7 m,内径0.3 m,内部焊接61根西25×3的不锈钢换热管,热管内侧通烟气,外侧为液态水。换热器通过连接管与水套相通,水套和换热器通过阀门进行给排水及释放蒸汽。换热器出口安装内径l一喷稍,2-点火韩,3一然烧道,4-稳焰器,s-风道,6-火焰检测器,7_电动机,8一点火变压器,9一电磁阀,10-油泵。1I一控制器.12-油管+13-风压开关.I4-风机0.15 m的烟管,其上设有烟气测量孔,用烟气分析仪可测试烟气成分及温度。

1.2燃油全自动燃烧机

    燃油全自动燃烧机的工艺流程及燃烧实验照片如图2所示,其主要由燃油供给系统、配风系统、燃烧程序控制系统组成,燃油流量3—6 kg/h。燃油主要通过油管12、油泵10、电磁阀9和喷嘴1进入燃烧道3。燃烧配风通过电动机7、风机14、风道5、稳焰器4进入燃烧道3。燃烧程序控制器1 1主要控制电动机7、点火变压器8、电磁阀9、油泵10的工作状态。根据火焰检测器6和风压开关13检测到的信号,通过程序控制器

1 1控制燃烧机的工作状态。

    燃油全自动燃烧机主要工作过程是:开启燃烧机电源,程序控制器执行风机电动机工作,为燃烧机供风。经过20 s,程序控制器执行点火变压器工作,由点火棒打火15 s。从点火棒打火时刻起,经过5 s,程序控制器执行油泵运行和燃油电磁阀打开,通过油管为喷嘴供油。燃油经过喷嘴雾化后,与空气惨混,经点火棒点火,油气混合物在燃烧道组织燃烧。燃烧机具有自动保护功钝,如果点火失败,或燃烧过程中火焰熄火,或风压开关检测不到风压,火焰检测器给程序控制器信号,程序控制器执行关闭电磁阀和油泵。再经过20 s,程序控制器执行关闭风机马达,燃烧机进入停运状态。

1.3燃气全自动燃烧机

    燃气全自动燃烧机的工艺流程及燃烧实验照片如图3所示,其主要由燃料气供给系统、配风系统、燃烧程序控制系统组成,燃气流量3—6 f113/1l。燃料气通过燃气罐21、减压阀20、阀门19、过滤器18、压力表17、减压阀16、压力开关15、压力表14、电磁阀13、针型阀12、喷嘴1、稳焰器2进入燃烧道3。燃烧配风通过电动机7、风机9、风道5、稳焰盘2进入燃烧道3。程序控制器11主要控制电动机7、点火变压器8、燃气电磁阀13。根据火焰检测器6、风压开关10、燃气压力开关15检测到的信号,通过程序控制器11控制各部件的工作状态。

    燃气全自动燃烧机主要工作过程是:打开燃气管路上所有手动阀门,通过反复调节2个减压阀,使压力表17、14显示的燃气压力分别在20.0、5.0 kPa左右。接通燃气燃烧机电源,程序控制器执行风机电动机工作,为燃烧机供风。经过20 s,压力开芙检测燃气压力信号,如果燃气压力在合理的范围内,程序控制器执行点火变压器工作,点火棒打火15 s。从点火棒打火时刻起,经过5s,程序控制器执行燃气电磁阀打开,为燃气喷嘴供给燃气,燃气与空气惨混,经点火棒点火,可燃气体混合物在燃烧道组织燃烧。燃烧机具有自动保护功能,如果点火失败,或燃烧过程中火焰熄火,或风压开关检测不到风压,或压力开关检测的燃气压力信号不在合理范围,火焰检测器给程序控制器信号,程序控制器执行关闭燃气电磁阀。经过20 s,程序控制器执行关闭风机电动机,燃烧机进入停运状态。

1-喷嘴。2一稳焰器,3-燃烧遭,4-点火棒.5-风道6广I火焰检测器,7-电动机,8-点火变£蓝器,9-风机,10-风压开关.1 l-控制器.12-针形阀,13-电磁阀,14-压力裘,15-压力开关,16-减压阔,】7-压力表,18-过滤器,19-阀门.20-减压阀,21-燃气罐

1.4    test0350烟气分析仪

    test0350烟气分析仪广泛应用于各类工业锅炉的烟气分析,其包括手操器、分析箱和烟气探针,如图4所示。手操器可测量温度、风速、差压、相对湿度等,分箱用来测量的烟气成分有CO、02、NO、N0:、S0:、HC。PC接口RS-232),用于传输数据,具有在线、自动、实时数据存储等功能,一体化打印机具备现场打印数据功能。

1.5实验原理

    通过在水套加热炉上安装燃油或燃气燃烧机,实现不同燃料的燃烧过程。在燃烧室,将燃料燃烧释放的热量传递给水套的液态水,高温烟气通过管式换热器时,将热量传递给液态水,由生产蒸汽和炉体散热及循环水将燃娆热量带走,使得排烟温度在70—150℃。采用相关仪表完成实验数据的测试。

2  实验项目内容

2.1  实验装置

    介绍燃油和燃气燃烧机的总体结构燃料供给系统、配风系统、点火系统和控制系统)、工作过程、安全控制及应用领域;水套加热炉的基本结构、燃烧和热能利用过程、给排水和参数测试方法;熟悉test0350烟气分析仪的原理和操作方法。重点阐述燃油燃气喷嘴结构、稳焰机理、燃料与空气的掺混过程、燃气供给管路功能,并比较燃油与燃气燃烧机在燃料供给、燃烧过程和火焰的异同。

2.2  实验过程

    将燃烧机安装在水套加热炉进口,接好电源,燃烧机自动进入运行状态,依次供风、点火、供油哄气)、燃烧,由火焰监测器、风压开关、燃气压力开关来监视燃烧机是否正常工作。通过调节燃油压力或燃气压力,风门开度,来调节燃烧工况,从而改变烟气的成分和排烟温度。通过观火孔观察火焰的大小、长度、形状和颜色,用烟气分析仪测量烟气成分及排烟温度,通过计算机进行存储。

2.3实验数据处理

    将得到的实验数据CO、O:、NO、NO:、SO:、HC、过剩空气系数、烟气温度为纵坐标,横坐标为压力毓量)绘制曲线。

    利用该装置可进行燃油燃气全自动燃烧机研究,包括喷嘴、稳焰器、配风、燃烧场、燃料供给、燃烧性能等方面的研究与开发,能够开展各类燃油燃气燃烧器的开发和评价,及燃烧机理研究。

3结  语

    本文研制的油气燃烧教学与科研装置,体现了燃烧技术和加热炉技术,具有工程性和综合性特点。该装置能够进行全面的燃烧技术研究和评价,测量燃烧室的温度场、速度场、浓度场,在烟道出口测定烟气成分。


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点击次数:  更新时间:2018-10-23 20:20:07  【打印此页】  【关闭