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新研制的高速氣體燃燒器,為了達(dá)到完全燃燒,使燃?xì)夂涂諝馔ㄟ^(guò)眾多的噴孔分別進(jìn)入燃燒室,燃?xì)馍淞髋c空氣射流一一撞擊,均勻混合,合成射流矢量方向應(yīng)與燃燒室主軸線平行,避免一射流穿透另一射流,造成混合不均。為了減少NOx的生成,采取分區(qū)燃燒,前區(qū)燃燒溫度低于后區(qū)燃燒溫度,在燃燒室出口燃燒溫度。前區(qū)是貧氧燃燒,后區(qū)增加供氧,在燃燒室出口達(dá)到過(guò)剩空氣系數(shù)α=1。
如此設(shè)計(jì),既能夠合理配風(fēng),保證完全燃燒,防止CO生成,又能夠維持較低的燃燒溫度,減少有害氣體NOx的生成。
燃燒室內(nèi)充滿高溫的燃燒產(chǎn)物,其金屬室壁必須有足夠的冷卻,才能工作。效仿液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的再生冷卻,在高速氣體燃燒器的設(shè)計(jì)中,利用空氣在燃燒室外腔流動(dòng),吸收室壁傳導(dǎo)的熱量,保證室壁在的溫度范圍內(nèi)工作。同時(shí)將空氣預(yù)熱能夠促進(jìn)完全燃燒和提高理論燃燒溫度。
在燃燒室噴口局部高溫區(qū),專門設(shè)計(jì)有空氣膜保護(hù)金屬壁。
由于采取了以上的設(shè)計(jì),高速氣體燃燒器的使用壽命可達(dá)3年,而其他單位設(shè)計(jì)生產(chǎn)的高速氣體燃燒器的燃燒室由耐火材料作內(nèi)襯,使用壽命為幾個(gè)月,甚至有的產(chǎn)品,其耐火材料內(nèi)襯工作不足3個(gè)月就開裂。
在高速氣體燃燒器設(shè)計(jì)中,為了使燃燒產(chǎn)物具有足夠的動(dòng)量,燃燒室應(yīng)該有一定的壓力。根據(jù)用戶提供的燃?xì)馕锢砘瘜W(xué)參數(shù)和速度要求,進(jìn)行燃燒計(jì)算確定燃燒產(chǎn)物的各個(gè)熱力參數(shù)后,燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)物的壓力可以求出,即pc=pa/[1-(k-1)w2/2kRT]k/(k-1)。
式中pc為燃燒室壓力;pa為環(huán)境壓力;k為燃燒產(chǎn)物絕熱指數(shù);R為燃燒產(chǎn)物氣體常數(shù);T為燃燒溫度;w為燃燒產(chǎn)物在噴口處的流速。
空氣和燃?xì)膺M(jìn)入燃燒器,流經(jīng)各自的通道,經(jīng)過(guò)噴孔進(jìn)入燃燒室,沿途存在一定的流阻。
燃燒器的空氣入口壓力pk是燃燒室壓力pc和空氣壓降Δpk之和,燃燒器的燃?xì)馊肟趬毫r是燃燒室壓力pc和燃?xì)鈮航郸r之和。即:pk=pc+Δpk 。pr=pc+Δpr。
pk和pr不能過(guò)高,應(yīng)該滿足用戶提供的使用條件。高速氣體燃燒器在使用天然氣作燃?xì)鈺r(shí),燃燒產(chǎn)物速度為100 m/s,其天然氣入口壓力為2 500 Pa,空氣入口壓力為2 100 Pa。
高速氣體燃燒器是利用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒技術(shù)為工業(yè)加熱爐開發(fā)的一種、節(jié)能、低污染燃燒器。經(jīng)天然氣燃燒試驗(yàn),證明其工作可靠、操作簡(jiǎn)單、熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、空氣過(guò)剩系數(shù)及燃?xì)鉁囟日{(diào)節(jié)范圍大。該燃燒器目前已成功地應(yīng)用在油田、陶瓷、鋼鐵等行業(yè)的加熱爐上。
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高壓點(diǎn)火裝置的比較包括固態(tài)繼電器電子點(diǎn)火器與點(diǎn)火變壓器電子點(diǎn)火器的比較;單極型、雙極型以及中間接地的雙極型電子點(diǎn)火器的比較;不同燃料燃燒器電極布置的比較以及不同放電位置優(yōu)劣的比較。
采用固態(tài)繼電器的電子點(diǎn)火器與采用點(diǎn)火變壓器的電子點(diǎn)火器相比,使用了較為先進(jìn)的固態(tài)繼電器升壓技術(shù),具有體積小、重量輕、發(fā)熱低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。但由于采用了價(jià)格較為昂貴的固態(tài)繼電器,從而使整個(gè)電子點(diǎn)火器的成本增加,價(jià)格較采用點(diǎn)火變壓器的電子點(diǎn)火器高出許多。對(duì)于上述知名品牌的點(diǎn)火變壓器電子點(diǎn)火器,經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的現(xiàn)場(chǎng)使用證明,其工作可靠性與壽命不比固態(tài)繼電器電子點(diǎn)火器差,與電熱絲點(diǎn)火器相比,要強(qiáng)出許多。后者是早期使用(國(guó)內(nèi)現(xiàn)在尚有使用)的用于燃油燃?xì)馊紵龣C(jī)的點(diǎn)火裝置,該點(diǎn)火裝置雖點(diǎn)火可靠,但點(diǎn)火速度慢、點(diǎn)火絲壽命短,所需的功率也較大,目前在國(guó)外已被淘汰。
電子點(diǎn)火器的輸出分為單極型、雙極型以及中間接地的雙極型,以適應(yīng)不同的燃燒器設(shè)計(jì)。所謂單極型,其輸出只有一個(gè)電極,另一個(gè)電極在點(diǎn)火器的內(nèi)部或外部接地(即接燃燒機(jī)外殼)。在工作時(shí),電極對(duì)地放電,產(chǎn)生火花,引燃燃料氣體。其特點(diǎn)是較為可靠,使用方便,僅需引出一個(gè)電極加以絕緣即可。需要注意的是對(duì)于外部接地的單極型電子點(diǎn)火器,切記不能將兩極接反否則可能會(huì)引起電子點(diǎn)火器乃至整個(gè)控制設(shè)備毀壞。所謂雙極型,其內(nèi)部與單極型的內(nèi)部基本一樣,只是另一個(gè)電極不接地。在工作時(shí),是兩極間放電來(lái)引燃燃料氣體的。其特點(diǎn)是使用靈活,但性不如單極型,且需對(duì)兩個(gè)引出電極加以絕緣。中間接 地的雙極型是采用帶有中間抽頭的點(diǎn)火變壓器或采用兩個(gè)固態(tài)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在工作時(shí),它可以用兩極間的放電來(lái)引燃燃料氣體,也可以用兩極分別對(duì)地的放電來(lái)引燃燃料氣體(不常有),此時(shí)要求有較高的輸出電壓。采用兩極間放電的特點(diǎn)是布置靈活,可放置在理想的點(diǎn)火位置而不受噴嘴位置的影響,適用于對(duì)點(diǎn)火位置要求較嚴(yán)的燃料。與單極型相比,每個(gè)電極對(duì)地所具有的電壓僅為單極型的一半,這有益于電極引線的絕緣,相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較。點(diǎn)擊查看奧方鍋爐(通江縣分公司)的【產(chǎn)品相冊(cè)庫(kù)】以及我們的【產(chǎn)品視頻庫(kù)】
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