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使燃氣和空氣分別或混合后進入燃燒區而實現穩定燃燒的裝置。燃氣燃燒器是民用燃氣用具和燃氣工業爐的基本組成部分。燃氣燃燒器種類繁多。按一次空氣系數(預先和燃氣混合的助燃空氣量與燃氣完全燃燒所需的理論空氣量之比)分類,有擴散式、大氣式和無焰式燃燒器;按空氣供給方式分類,有引射式和鼓風式燃燒器;按用氣壓力分類有低壓(5千帕以下)、中壓(5~300千帕)和高壓燃燒器。
擴散式燃燒器:依靠燃氣從火孔逸出后的擴散作用,實現燃氣和空氣的混合并穩定燃燒的燃燒器。燃氣逸出火孔前不同空氣預先混合,一次空氣系數為0。擴散式燃燒器結構簡單、使用方便、火焰穩定。但其燃燒速度較慢、火焰較長,為達到完全燃燒需要較多的過剩空氣,因此燃燒溫度較低。擴散式燃燒器適用于溫度不高但要求溫度比較均勻的工業爐和民用燃具。小型擴散式燃燒器也常用作點火器。
大氣式燃燒器:預先混合部分空氣的燃燒器。一次空氣系數通常取0.4~0.7。燃氣以一定壓力自噴嘴噴出進入混合管(即引射器),借高速噴射形成的負壓將周圍一部分空氣吸入,在混合管中混合后從燃燒器頭部火孔逸出而燃燒。大氣式燃燒器燃燒比較完全,使用方便,但負荷較大時結構較龐大笨重。多孔大氣式燃燒器(圖1)廣泛用于民用燃具。
鼓風式燃燒器:由鼓風機供給燃燒所需全部空氣的燃燒器。一次空氣系數為 0。燃燒熱強度和火焰長度取決于燃氣和空氣的混合情況。為了強化燃燒,采取各種措施使燃氣和空氣混合均勻,因此鼓風式燃燒器又有套管式、旋流葉片式、蝸殼式和平流式等多種型式。與相同熱負荷的引射式燃燒器相比,鼓風式燃燒器結構較緊湊;當燃氣和空氣混合得較好時,火焰較短;熱負荷調節范圍較大;空氣具有一定壓力,提供了預熱空氣的可能性。但這種燃燒器需配有鼓風機,燃燒器本身也不能自動調節燃氣和空氣的混合比例。鼓風式燃燒器主要用于各種工業爐和大型鍋爐。
無焰燃燒器:燃氣和燃燒所需的全部空氣預先混合,燃燒過程火焰很短甚至完全看不見火焰的燃燒器。一般采用引射器吸入空氣,與燃氣充分預混,在高溫火道中瞬間完成燃燒。火道熱強度很高,燃燒溫度也較高。無焰燃燒器在工業加熱和烘干工藝中應用很廣泛。
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鍋爐未來的發展將進一步提高鍋爐和電站熱效率;降低鍋爐和電站的單位功率的設備造價;提高鍋爐機組的運行靈活性和自動化水平;發展更多鍋爐品種以適應不同的燃料;提高鍋爐機組及其輔助設備的運行可靠性;減少對環境的污染。
鍋爐的燃燒方式有三種形式:層燃(火床燃燒)、室燃(懸浮燃燒)、沸騰燃燒。各種燃燒方式有其相應的燃燒設備。固定爐排、鏈條爐排、往復爐排、振動爐排等屬于層燃式,適用于燃燒固體燃料。煤粉鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐等屬于室燃式,適用于粉狀固體燃料,液體燃料和氣體燃料。鼓泡流化床、循環流化床屬于沸騰燃燒方式,適用于燃燒顆粒狀固體燃料。拋煤機鏈條爐排,兼有層燃和室燃的燃燒方式,屬于混合燃燒方式。
固定爐排:一種古老、結構簡單的層燃燃燒的設備,分兩種單層爐排和雙層爐排A單層爐排用鑄鐵制造,有板狀和條狀B雙層爐排,內有上下兩層爐排,上爐排由水冷卻管組成的固定爐排,下爐排為普通鑄鐵的固定爐排。上爐排以上空間為風室,下爐排以下為灰坑,兩層爐排之間為燃燒室。
鏈條爐排:一種結構比較完善的燃燒設備。由于機械化程度高(加煤、清渣、除灰等均有機械完成),制造工藝成熟,運行穩定可靠,人工撥火能使燃料燃燒的更充分,燃燒率也較高,適用于大、中、小型工業鍋爐。國產鏈條爐排按結構可分鏈帶式、橫梁式和鱗片式鏈條爐排。A鏈帶式鏈條爐排屬于輕型結構適用于額定蒸發量小于10t/Hd的蒸汽鍋爐或相應容量的燃燒鍋爐。B橫梁式鏈條爐排是用剛性很強的橫梁作支架,爐排片嵌于支架橫梁的槽內,當主動軸上的鏈輪帶動鏈條轉動時橫梁及其上的整付爐排隨之移動。C鱗式鏈條爐排適用于額定蒸發量大于10t/Hd的蒸汽鍋爐或相應容量的燃燒鍋爐。
往復爐排:一種利用爐排往復運動來實現給煤、除渣、撥火機械化的燃燒設備。往復爐排爐排按布置方式可分傾斜往復爐排和水平往復爐排A傾斜往復爐排為傾斜階梯型,爐排有相間布置的活動爐排片和固定爐排片組成。B水平往復爐排是有固定爐排片和活動爐排片交錯組成,爐排片相互搭接。
振動爐排:一種由偏心塊激振器、橫梁、爐排片、拉桿、彈簧板、后密封裝置、激振器電機、地腳螺釘、減震橡皮墊、下框架、前密封裝置。測梁、固定支點等部件組成。具有結構簡單,制造容易,重量輕、金屬耗量少、設備投資省、燃燒條件好、爐排面積負荷高、煤種適應能力強優點在工業鍋爐應用過。
拋煤機: 按拋煤方式,拋煤機可分為風力拋煤機,機械拋煤機和機械-風力拋煤機三種。機械拋煤機兼有機械拋煤機和風力拋煤機的功能,它有兩個主要部件構成:給煤部件和拋煤部件。
煤氣燒嘴分有焰燒嘴和無焰燒嘴兩類。有焰燒嘴的特點是:煤氣與助燃空氣在燒嘴內部只進行部分混合或不進行混合,噴到爐內后再邊混合邊燃燒,火焰較長并有明顯的輪廓,如低壓煤氣燒嘴、平焰燒嘴、自身預熱燒嘴等。無焰燒嘴的特點是:煤氣與空氣在燒嘴內部即已達到完全混合,混合氣噴出燒嘴后能立即著火燃燒,火焰很短且無明顯輪廓,如高壓噴射式燒嘴。
平焰燒嘴的特點是燃料與助燃空氣以強烈的旋轉運動噴出燒嘴,并沿垂直于燒嘴中心的爐壁(或爐墻)展開,在緊靠爐壁表面的一層空間內完全燃盡,形成圓盤形平火焰,能在相當大的平面內造成均勻的溫度場,而且火焰黑度大,可實現均勻加熱、快速加熱,而取得一定的節能效果。
平焰燒嘴有鼓風式煤氣平焰燒嘴和引射式煤氣平焰燒嘴。
高速燒嘴的基本原理是:燃料在燃燒室內即實現完全燃燒。由于燃燒室是密閉的,并保持足夠的正壓力,使高溫燃燒產物以高速噴出,因而強化了對流傳熱,促進爐內氣流循環,均勻了記溫。如果增大一、二次風的過剩量,還可以調節出口氣體的溫度,使之接近于工件的加熱溫度,防止工件過燒,保證加熱質量,這種燒嘴又稱高速調溫燒嘴。
我國天然氣和煤制氣(原料為煤)資源豐富,且屬于潔凈能源,顧有著良好的社會經濟效益。燃氣燃燒機符合我國產業政策,市場前景很好,大有發展前途。然而在燃氣燃燒機研制設計中,燃氣特性—易燃、易爆及毒性,控制的首要問題。下面介紹一下燃氣燃燒機的控制要求 :
根據燃氣在爐膛內的燃燒特性,對其控制要求內容主要有預吹風、自動點火、燃燒狀態監控、點不著火的保護、熄火的保護、燃氣壓力高低限保護、空氣壓力不足保護、斷電保護、燃氣泄漏事故的措施等。
預吹風:燃燒機在點火前,必須有一段時間的預吹風,把爐膛與煙道中余氣吹除或稀釋。因為燃燒機工作爐膛內不可避免地有余留的燃氣,若未進行預吹風而點火,有發生爆炸的危險.必須把余氣吹除干凈或稀釋,保證燃氣濃度不在爆炸極限內。預吹風時間與爐膛結構及吹風量有關一般設置為15-60秒
自動點火:燃氣燃燒機宜采用電火花點火,便于實現自動控制。可用高壓點火變壓器產生電弧點火,要求其輸出能量為:電壓≥3. 5K V、電流≥15mA , 點火時間一般為:2~5秒。
中國工業電器理事長程其耀在會議上表示,根據發展和會頒布節能中長期發展規劃和“一”大重點節能工程實施意見,工業鍋爐“一”期間必須將現有在鍋爐平均運行熱效率提高5個百分點,年節約標準煤2500萬噸。通過該認證,鍋爐生產企業可在戶和之間樹立良好環境保護企業譽和品牌形象,為產品拓展市場提供有力支持,同時也為鍋爐戶選擇產品提供方便和樹立心,解決了企業、戶、市場和環境管理部門共同問題。為了實現這一目標,工業燃氣鍋爐與企業將制定更為具體節能工作計劃。首批27家企業納入工作計劃據該王善武介紹,近幾年中,眾多工業鍋爐制造企業在開發能耗低、產品方面做了大量工作:上海工業鍋爐廠開發水火管鍋爐經過多次改進其熱效率可達到83%以上,上海四方鍋爐廠?。但是面對工業鍋爐行業年產18萬蒸噸鍋爐、全國在鍋爐55萬臺、178萬蒸噸、年耗煤4億噸、多數鍋爐平均運行熱效率只有65%現狀,工業鍋爐節能工作仍然任重道遠。因此,工業鍋爐根據歷年統計資料選擇了27家企業作為本計劃實施對象和實施主體進行試點,在取得經驗后再逐步推廣。同時,該將進行鍋爐節能措施和廠熱效率、運行熱效率等相關情況調研,在此基礎上,組織行業專家對調研結果進行分析,針對具體大類產品提技術改進和完善化整體方案并組織相關企業實施,改進現有產品。推廣全國效益可觀程其耀還表示,要實現這一目標,還將建立節能工作長效機制。
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