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目前,燃燒系統有三種:全手操、全自動位式、全自動比例調節。
全手操:這種燃燒方式就是燃油或燃氣以固定的流量和空氣以固定的流量混合進行燃燒,主要分布在大慶、勝利、遼河、西部等各大油田,燃料主要以原油為主,部分為重油;這是一種只重燃燒效果不重運行費用和的燃燒方式,造成大量的能源浪費和事故;在市場經濟效益為主導的新形勢下,這樣的燃燒系統逐漸被精明的用戶所放棄,例如:石油大學(東營)勝華煉油廠40T蒸汽鍋爐,經過嚴密的論證,決定采用先進的燃燒系統-進口油氣混合燃燒器。
全自動位式:這種燃燒系統具備所有全自動、保護功能,只是燃料和空氣的調節是一段、兩段或三段式調節,適合于小型鍋爐或工業爐。
全自動比例調節:采用比例調節儀、PLC、DCS、BLM等實現燃料、空氣混合燃燒邏輯運算配比,真正到完全燃燒,限度地節約了能源,保護了環境。國內典型范例:北京雙榆樹熱力廠114MW鍋爐6臺、上海金山石化35T鍋爐、天津焦化三廠35T鍋爐、勝華煉油廠油氣混燒40T蒸汽鍋爐等。
善用能源、保護環境是二十一世紀可持續發展國策的重要議題,隨著科學發展意識與理念的進步,先進的燃燒系統正在被大力推廣應用。
鍋爐節能運行方式:在滿足技術要求的情況下,盡量低負荷連續運行。即節約了運行費用,又延長了鍋爐壽命。這種運行方式和優點,早已被北京眾多用戶和專家證實并推廣,僅此一項可節能8-15%,而只有比例調節燃燒系統才能實現這種運行模式。
在放電點火方式以及電極的布置上,有對地放電和兩極間放電之分。由于燃料氣的易燃易爆性,故燃氣燃燒機全部是采用較為的對地放電方式。由于燃氣的成分不同,它們的火焰傳播速度也有較大的差異,對于火焰傳播速度較低的燃料,采用預混式燃燒,點火方式是電極對穩焰盤或側壁放電。對于火焰傳播速度較高的燃料,采用后混式燃燒,點火方式是電極對噴嘴放電。燃油燃燒機有一部分是采用對地放電的方式,另一部分則是采用兩電極間放電的方式。對地放電又可分為幾種方式,一種是單電極對噴嘴放電,另一種是單電極對穩焰盤放電,還有一種是雙電極對噴嘴放電。兩電極間放電可分為一電 極接點的假兩電極放電以及真正的兩電極間放電兩種方式,所謂的假兩電極放電是指其中的一個電極實際上是接地的。單極放電強調的是其電氣的性,因一個電極接地沒有浮空的電極;而兩極放電則強調的是點火的成功率,因其兩極可以放置在點火區的位置。
采用不同升壓部件的電子點火器,雖然工作原理不同,價格不同,但都能夠滿足點燃燃料的需要。不同的輸出形式(單極型、雙極型和中間接地的雙極型)各有其優缺點,有的側重于性,有的則側重于靈活性。燃用不同燃料的燃燒機必須選擇相應的電子點火器以及不同的電極布置方式,否則有可能得不到保障或者無法引燃燃料。對于燃料為燃氣的燃燒機,考慮到性的影響,必須采用單電極點火方式;而對于燃油燃燒機,為了獲得較好的點火位置及較高的點燃率,建議采用雙極型的點火方式。Honeywell 是美國生產的高壓點火裝置,其中常用的 Satronic 系列電子點火器是以固態繼電器為基礎設計的。不同于傳統的鐵芯式變壓器,它通過內部點火電路,在次級產生高頻、高壓電火花。Danfoss 是瑞典生產的高壓點火裝置,EBI 系列電子點火器常用于燃油和燃氣燃燒機的點火。它是采用電子變頻產生高壓的原理進行工作的,適用于間歇點火,在3 min 內,35℃ 的條件下發火率為33%;60℃的條件下發火率為20%。BRAHAMA 是意大利生產的高壓點火裝置,分為 E、G 和 S 三個系列,均采用高性能的點火變壓器來升壓
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平焰燃燒器:火焰呈扁平形狀的燃燒器。圖2為雙旋平焰燃燒器。空氣和燃氣分別經旋流器流出,兩者以旋流狀態強烈混合后進入喇叭形火道燃燒。由于氣流的離心力和附壁效應,火道出口處形成扁平火焰。這種燃燒器溫度均勻,升溫較快,可節約燃氣,但加工安裝的技術要求較高。
聯合式燃燒器:可交替或同時使用兩種燃料的燃燒器。有燃氣-油聯合燃燒器和燃氣-煤粉聯合燃燒器。采用聯合式燃燒器可提高爐膛輻射熱量和爐膛溫度。
除以上幾種燃燒器外,為了節約能源,減少污染和降低噪聲,工業上還發展了一些新型燃燒器,如浸沒式燃燒器、高速燃燒器、低氧化氮燃燒器和脈沖燃燒器等。
熱煤氣燃燒器是以熱煤氣為熱源的加熱設施(如鍋爐、工業爐等),用來實現熱煤氣燃 燒 過程的專用裝置。主要作用是按一定比例和一定混合條件將熱煤氣和助燃空氣引入加熱設施 內燃燒或在燒嘴內燃燒,并滿足加熱過程對火焰的方向、外形、剛性和鋪展性的要求。開發 的熱煤氣燃燒器包括燃燒器本體及點火機構2部分。
非恒溫加熱設施(如鍋爐),由于熱負荷波動幅度大,燃燒器實現強制比例配風燃燒較 困難,因此,本體結構通常為自擴散式(或稱自由式),即熱煤氣不與助燃空氣提前混合( 或只有在熱強度要求較高時進行部分混合),而是噴入爐內后,與爐膛內空氣邊混合邊燃燒 。
自擴散式燃燒器的優點是不易回火,調節比大,結構簡單,燃燒負荷高,性能好;缺 點是空氣過剩系數大(通常為1.1~1.25),火焰強度低。恒溫加熱設施(如大部分密閉式 工業窯爐),由于爐膛內蓄熱溫度高,燃燒熱負荷波動幅度小,煤氣消耗量相對穩定,因此 ,燃燒器一般選擇預混比例式燃燒方法,即煤氣和助燃空氣在燃燒器內或噴口處已完成比例 預混,然后噴入爐內燃燒。預混燃燒器的優點是空氣過剩系數小(通常為1.03~1.05),火 焰強度高;缺點是易回火,調節比小。
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