燃气燃烧器风气比调节

燃气燃烧器风气比调节关于伺服电机理论上，待机的时候风门与气门都是全关的，气门上面有一条小槽指示。调整凸轮的时候，点火位一般在10~15度之间，尽量小。如果打了，可能会放炮，严重会回火，刚开始的时候小，一点一点调。要有耐心，大火位凸轮位置一般在60~70度之间。如果炉子以前经常冒黑烟，则可能烟道不畅。大小火位一定要接近，慢慢调。（很惨痛的教训，我曾将锅炉点爆）关于减压阀先泄压，再调，否则会憋压，往小调不显示。燃烧起在工作的时候，如果感觉风门往外吐气，则说明烟道不畅，已经接近放炮点，需要清烟道。有比例仪的燃烧器，大火指示灯闪，是伺服电机在一点一点的走。电磁阀一般都是两个阀座，一个是快开快闭，一个是慢开快闭，有类似于限位螺钉的装置，用于调节流量。（调节气压试点火前应注意：1.在没有正式点火前要确认燃料供应阀处于关闭位置。.对于燃气燃烧器，检查燃气管路连接是否正确。正确的连接顺序是：燃料管-手阀-过滤器-双电磁阀-燃烧器。每一个元件上均有方向箭头标示，可以进行校对。同时确认燃气供应压力是否符合要求。.对于燃油燃烧器，检查进回油管安装是否正确，同时检查回油管上是否装有止回阀，球阀或其他装置。如果有建议用户最好去掉，以免损伤油泵。.对于未经燃气部门验收的燃气管路（如自建液化气站或压缩气站），在条件允许的情况下，检查一下燃气管路是否有泄漏。.点火前应检查所有的电气连接。根据所用机型的电气接线图进行校对，同时确认电源是否存在异常情况（如电压偏高或电压偏低，三相电源不均衡），并且对三相电机必须确认正反转，严禁反转运行。.检查燃烧器内部的相关部件（如点火变压器控制盒.伺服机.风压开关.油泵和火检装置）的外形，安装和连接是否存在异常情况。如有应先弄清情况排除隐患，然后再进行后续工作。.对于燃气燃烧器，在点火前应先对燃气管路进行排空。必须用已有的燃气排空管进行排空。如果没有排空管时，最好用软管将燃气管路上的排放口弓I在室外进行排空。从管路排放口到燃气电磁阀之间可能仍存在一定的少量空气无法直接排放，此时可以卸开电磁阀侧面的丝堵进行排空，同时检查是否有燃气味出现，一旦出现应立即封上丝堵停止排空，并且开启室内通风装置进行通风。.正式点火时可以将燃料手阀打开，此时应检查手阀到燃烧器的连接管路上是否存在泄漏，如有泄漏应先解决泄漏问题后方可进行点火。.对于燃气燃烧器，在正式点火时必须进行冷态运行检查。即在切断气源的情况下，通电让燃烧器运行，检查燃烧器的运行时序是否正常，同时观察燃烧器的电气部件和机械部件运行或传动是否正常加有疑问或不放心可以重复几次。只有确认一切正常的情况下方可进行后续工作。.在确认正式点火时应检查锅炉或加热炉的烟道是否有烟道档板，如果有必须保证档板处于打开位置，并且档板位置必须固定牢，切不可晃动。同时确认锅炉内是否有水以免超温损坏锅炉。.点火前应谨慎选择燃料的点火量，以免出现点火爆燃情况。应先对设备的出力数据和与锅炉的匹配情况进行查核，然后确定点火量。一般情况下，点火出力在锅炉额定负荷的20%—50%的范围内。当出现大燃烧器配小锅炉炉膛时，尤其要注意安全。如有疑问或不放心，可先将点火位置调小一点。.为确保炉膛内干净安全，没有可燃气体，可通过直接启动风机的方法对炉膛进行强制吹风。当然强制吹风时应注意确保风门和烟道档板处于打开位置。强制吹风的时间最好大于一分钟。.正式点火前应注意疏散周围无关人员，对于滞留在现场的相关工作人员应告知他们尽量避免停留在锅炉轴线前后或附近。对于现场存在明火或抽烟的情况时，应进行消除或劝阻制止。调试点火过程中应注意：数次点火不成功时.切勿妄动，仔细分析原因。可通过排除法将没有问题的部件或方面排除掉。.—般情况下严禁给燃料阀（燃气电磁阀和燃油电磁阀）直接给电。当排除故障点必须检测燃料阀时，必须将燃料供应管路上的手阀关闭，并确认手阀已关死不跑漏，同时找其他工作人员对手阀进行定点监护，以防他人误操作。.当多次点火不成功时，应注意考虑炉膛内残留的可燃气体，必要时应及时进行强制吹风，同时做好室内通风。.当多次点火不成功时，不可大幅度增加点火量。在仔细判断原因后，有必要增加点火量时才稳步有量的调节点火。点火成功时.仔细测量点火量，切不可过大或过小。同时观察火焰的颜色，火焰不可太蓝或发红，如果有条件最好用烟气分析仪进行测量校正。.根据锅炉和燃烧器的技术要求调节燃烧器的最大出力时，燃料量切不可超过锅炉或燃烧器的最大范围。.由于在未点火前的管路泄漏检查过程中无法检查燃料电磁阀后的管路泄漏情况，所以在火焰稳定燃烧正常的状态下最好再对燃料供应管路进行泄漏检查，以保障所有连接均不泄漏。.在燃烧器调试正常后，仔细回忆在点火过程中所动过的元件和装置，将它们重新接好装好保证其归位和复原。油气燃烧器是一种将油气燃料和空气按规定的比例、速度和混合方式送入炉膛进行及时着火和高效、清洁燃烧的装置。这种装置一般设有自动点火、火焰监视和自动调节装置的全自动燃烧器。目前我国工业炉窑领域采用的油气燃烧器绝大多数都是这种属于全自动燃烧器。油气燃烧器是油气工业炉窑最重要的关键设备。按燃用的燃料可分为油燃烧器和燃气燃烧器；也有具备燃用两种不同燃料（燃油及燃气或两种不同的燃气）功能的双燃料燃烧器，如油气两用燃烧器等。油燃烧器主要由油喷嘴（雾化器）和调风器等组成；燃气燃烧器则主要由燃气喷管或喷孔及调风器组成。§3.1燃烧器的基本要求［35］为适应炉内燃烧过程的需要，确保锅炉等设备安全可靠、高效经济和低污染排放下运行，燃烧器应具有下列主要技术性能：（1）高的燃烧效率为确保运行高的燃烧效率，对于燃油燃烧器要求在一定的运行调节范围内，具有良好的雾化性能即：燃料油经雾化后的油滴群中油滴粒度细而均匀，雾化角适当，油雾沿圆周的流量密度分布与配风一致，油雾与空气的混合良好等。对于燃气燃烧器在额定燃气压力下，应能通过额定燃气量并将其充分燃烧，以满足锅炉额定热负荷的生产。（2）合理地配风，保证燃料燃烧稳定、完全。在雾化炬的根部应及时地供给适量空气，防止油气因高温缺氧而热解为碳黑；在燃烧气流出口处应形成一个大小适中，位置恰当的回流区，使燃料与空气处于较高的温度场中，以保证着火迅速及稳定；在燃烧的中后期要使空气与油雾混合迅速均匀，确保燃烧完全，并使燃烧烟气中生成的有害物质（CO、NOx等）越少越好。（3）燃烧火焰形状及长度应与炉膛相适应，火焰充满度好，火焰温度与黑度都应符合炉窑的要求。不应使火焰冲刷炉墙、炉底及出口窗处的对流受热面。（4）调节性能好。燃烧器应能适应炉窑负荷的调节需要，即在炉窑最低负荷至最高负荷之间，燃烧器都能稳定工作，不发生回火和脱火。（5）喷嘴在雾化时所消耗的能量越少越好。（6）调风装置的阻力小，运行噪声小。（7）点火和运行调节等操作方便，安全可靠。（8）结构简单、紧凑，运行可靠，自动化程度高，维修方便。油气锅炉及炉窑燃烧工况的好坏，主要取决于燃烧器的运行性能。油燃烧器雾化质量不好或配风不合理将会造成以下不良影响：（1）燃烧不完全，污染锅炉尾部受热面，排烟温度上升，甚至造成二次燃烧。（2）可燃气体未完全燃烧热损失增加。（3）可燃固体未完全燃烧热损失增加。（4）油燃烧器出口或炉膛中结焦。（5）出现熄火、打炮甚至炉膛爆炸等事故。§3.2燃烧器主要结构型式[35-39]§3.2.1燃油燃烧器燃油燃烧器按油雾化器（或称油喷嘴）的型式分类如下：有时将转杯雾化器称为组合式雾化器，它是机械雾化与介质雾化的组合型式。各种常用燃油雾化喷嘴的特性见表3-1。1.油简单压力雾化喷嘴简单压力雾化喷嘴的进油压力一般为2~5MPa，运行过程中的喷油量是通过改变进油压力来调节的，但进油压力降低会使雾化质量变差，因此负荷调节范围受到限制，这种喷嘴的最大负荷调节比为1:2。图3-1为切向槽式简单压力雾化喷嘴，主要由雾化片、旋流片、分流片构成。由油管送来的具有一定压力的燃油，先经过分流上的几个进油孔汇合到环形槽中，图3-1切向槽式简单压力雾化喷嘴1-雾化片2—旋流片3—分流片表3-1常用燃油雾化喷嘴特性比较表类别特性压力雾化式转杯雾化式蒸汽雾化式低压空气雾化式雾化原理高压油通过切向槽和旋流室时产生强烈旋转，再经喷孔雾化.油随高速旋转的杯旋转，在离心力作用下雾化，空气介质作二次雾化.利用高速蒸汽射流冲击油流，使油雾化利用喷射的空气射流使油雾化雾化细度油粒粒径为20-250pm，粗细不均匀，低负荷时油粒变粗油粒粒径为100200pm,粗细均匀，低负荷时油粒变细油粒粒径小于100pm，细而均匀，低负荷时油粒变化不大油粒粒径小于100pm，细而均匀，低负荷时油粒变化不大雾化角70°~120°50°~80°15°~45°25°~40°适用油种可用于各种油品粘度11~27mm2/s可用于各种油品粘度11~42mm2/s用于油品粘度56~72mm2/s不宜用于残渣粘度35mm2/s燃烧特性火炬形状随负荷变化，火焰短粗火炬形状不随负荷变化，易于控制火炬形状容易控制，火焰狭长火炬形状容易控制，火焰较短调节比简单压力式1:2回油压力式1:41:6~1:81:6~1:101:5出力100~3500kg/h1~5000kg/h3000kg/h以下1000kg/h以下进口油压2~-5Mpa需用高压油泵不用油泵或用低压油泵不用油泵或用低压油泵不用油泵或用低压油泵结构特点雾化片制造维修要求高，易堵塞，运行噪声较小旋转部件制造要求高，无堵塞，运行噪声较小结构简单，无堵塞，运行噪声大结构简单，无堵塞，运行有噪声雾化介质参数-转速3000~5000r/min蒸汽压力0.3~1.2MPa低压3~10kPa雾化剂耗量--0.3~0.6kg/kgC气/油）理论空气量的75%~100%适用范围用于小型或前墙以及两侧墙布置的大型锅炉，可用于正压或微正压锅炉用于小型或前墙以及两侧墙布置的大型锅炉，不宜用于正压或微正压锅炉用于小型或四角布置的大型锅炉，可用于正压或微正压锅炉只用于小型锅炉不宜用于正压或微正压锅炉注：目前大多数燃油锅炉采用机械雾化、低压空气雾化、蒸汽雾化和转杯雾化。再进入旋流片上的切向槽，获得很高的速度后，以切向流入旋流片中心的旋流室，燃油在旋流室中产生强烈的旋转，最后从雾化片上的喷口喷出，并在离心力作用下迅速被粉碎成许多细小的油粒，同时形成一个空心的圆锥形雾化炬。回油式压力雾化喷嘴回油式压力雾化喷嘴如图3-2所示，其结构原理与简单压力雾化喷嘴基本相同。它们的不同点图3-2回油式压力雾化喷嘴1--螺母2—雾化片3—旋流片4—分油嘴5—喷嘴座6—进油管7—回油管在于回油式压力雾化喷嘴的旋流室前后各有一个通道，一个是通向喷孔，将燃油喷向炉膛，另一个则是通向回油管，让燃油流回流到储油罐。因此，回油式压力雾化喷嘴可以理解为是由二个简单压力雾化喷嘴对叠而成。在油喷嘴工作时，进入油喷嘴的油被分成喷油和回油两部分。理论和试验表明，当进油压力保持不变时，总的进油量变化不大。因此只要改变回油量，喷油量就自行改变。回油式压力雾化喷嘴也正是利用这个特性来调节负荷的。显然，当回油量增大时，喷油量相应减少，反之亦然。同时，因这时进油量基本上稳定不变，油在旋流室中的旋转强度也就能保持，雾化质量就始终能得保证。这种喷嘴的负荷调节比可达1:4。图3-3转杯式喷嘴1空心轴2旋杯3次风导流片4次风机叶轮5电动机6传动轮7轴承I次风口二次风转杯式喷嘴转杯式喷嘴如图3-3所示，它的旋转部分是由高速（3000~6000r/min）的转杯和通油的空心轴组成。轴上还有一次风机叶轮，后者在高速旋转下能产生较高压力的一次风（2.5~7.5kPa）。转杯是一个耐热空心圆锥体，燃油从油管引至转杯的根部，随着转杯的旋转运动沿杯壁向外流到杯的边缘，在离心力的作用下飞出，高速的一次风（40~100m/s）则帮助把油雾化得更细。一次风通过导流片后作旋转运动，旋流方向与燃油的旋转方向相反，这样能得到更好的雾化效果。转杯式喷嘴由于不存在喷孔堵塞和磨损问题，因而对油的杂质不敏感，油粘度也允许高一些。这种喷嘴在低负荷时不降低雾化质量，甚至会因油膜减薄而改善雾化细度，因此调节比最高，可达1：8。转杯式喷嘴雾化油粒较粗，但油粒大小和分布比较均匀，雾化角较大，火焰短宽，进油压力低，易于控制。其最大缺点是由于它具有一套高速旋转机构，结构复杂，对材料、制造和运行的要求较高。高压介质雾化喷嘴高压介质雾化喷嘴利用高速喷射的介质（0.3~1.2MPa的蒸汽或0.3~0.6Mpa的空气）冲击油流，并将其吹散而使之雾化。该型喷嘴可分为内混式（图3-4）和外混式（图3-5）两种，这种喷嘴结构简单运行可靠，雾化质量好而且稳定，火焰细长（2.5~7m），调节比很大，可达1:5，对油种的适应性好。但耗汽量大，有噪音。图3-4内混式蒸汽雾化喷嘴图3-5夕卜混式蒸汽雾化喷嘴图3-6低压空气雾化喷嘴低压空气雾化喷嘴如图3-6所示。燃油在较低压力下从喷嘴中喷出，利用速度较高的空气从油的四周喷入,将油雾化。所需风压约为2.0~7.0kPa，这种喷嘴的出力较小，一般用于喷油量在100kg/h以下。它的雾化质量较好，能使空气部分或全部参加雾化，火焰较短，油量调节比大，在1:5以上，对油质要求不高，从轻油到重油都可燃烧，能量消低系统简单，适合用于小型锅炉。§3.2.2燃气燃烧器燃气燃烧器的分类燃气燃烧器的类型很多，分类方法也各不相同，要用一种分类方法来全面反映燃烧器的特性是比较困难的。现介绍几种常用的分类方法：⑴按燃烧方法分类1）扩散式燃烧器：燃烧所需的空气不预先与燃气混合，一次空气系数1=0；2）大气式燃烧器：燃烧所需的部分空气预先与燃气混合，一次空气系数1=0.2~0.8;3）完全预混式燃烧器：燃烧所需的全部空气预先与燃气充分混合，其一次风系数1=1-05~1-10。（2）按空气的供给方法分类1）引射式燃烧器：空气被燃气射流吸人或燃气被空气射流吸入；2）自然供风燃烧器：靠炉膛中的负压将空气吸入组织燃烧；3）鼓风式燃烧器：用鼓风设备将空气送人炉内组织燃烧。（3）按燃料分类1）纯燃气燃烧器：仅限于燃用燃气2）燃气-燃油联合燃烧器：可同时或单独燃用燃气或燃油3）燃气-煤粉联合燃烧器：可同时或单独燃用燃气或煤粉按特殊功能分类浸没式燃烧器高速燃烧器脉冲燃烧器低NOx燃烧器燃气燃烧器的技术要求不同装置、不同工艺对燃气燃烧器有不同的要求。在燃气锅炉中，对燃烧器的技术要求主要有以下几个方面：(1)在额定燃气压力下，燃烧器能达到额定出力；⑵火焰的形状与尺寸应和炉膛结构尺寸相匹配，应有良好的火焰充满度；具有良好的调节特性，在锅炉最低负荷至最高负荷运行时，燃烧工况应稳定，即有较大的调节比；调节比=1：5燃烧效率高，燃烧污染物排放达标；结构紧凑、安装操作方便、调节灵活、噪音小。§3.3工业锅炉常用油气燃烧器我国燃气工业锅炉用的燃烧器基本上都是进口产品，来自不同国家，其中以德国的威索(WEISHAUPT)、扎克(SAACKE)、意大利的百得(BALTUR)、利雅路(RIELLO),以及英国的力威(NU-WAY)和敦威(DUNPHY)等居多，而以威索燃烧器为典型。尽管燃烧器的品牌很多，但其组成基本相同，因为它们都遵守统一的欧洲标准。本节以国内市场上使用较为广泛的德国威索燃烧器为例，对工业锅炉常用油气燃烧器的结构型式及其技术发展趋势进行介绍。§3.3.1常用的结构型式工业锅炉常用油气燃烧器的结构可大致分为燃料输送、空气输送、燃料-空气混合及点火系统、燃料-空气联动调节及安全保护这五个系统。以下以德国威索燃烧器为例对这五个系统分别加以说明。图3-7威索燃油燃烧器(分段式)结构示意图燃";图3-8威索燃气燃烧器结构示意图图3-10燃油输送系统（比例调节式）1—油泵3、4、6、7—电磁阀12-比调型喷嘴15回油调节阀17回油压力开关图3-9燃油输送系统（分段式）1—油泵2、3—电磁阀10—分段式喷嘴燃料输送系统（1）燃油燃油燃烧器的燃料输送系统通常由输油（进油及回油）软管、油泵、燃油电磁阀、回油调节阀（比例调节型燃烧器中）等组成。见图3-9、3-10。⑵燃气燃气燃烧器的燃料输送系统由一组阀组串构成，通常包括球阀、过滤器、稳压阀、电磁阀、蝶阀等。见图3-11。3-11。图3-11燃气输送系统图3-12分体式燃烧器空气输送系统图3-13燃料-空气混合及点火示意图空气输送系统空气输送系统通常由燃烧器风机马达带动同轴的鼓风叶轮及风道组成，如图3-7和3-8所示。在大型分体式燃烧器中，还可根据设备要求采用独立的风机并通过专门的风道输送空气，见图3-12。燃料-空气混合及点火系统燃料-空气混合及点火系统，对燃烧器的各项燃烧指标具有关键性作用。燃料与空气的混合好坏会直接影响到火焰的点燃与稳定；点火系统的稳定性则关系设备能否顺利开始运行，并对设备的安全使用具有重大意义。燃料-空气联动调节系统油气燃烧器在整个功率范围内的燃料与空气量的配合都是联动调节的，负荷变化时，空气量与燃料量的变化是同步进行的，其配合在燃烧器调试时通过烟气分析等手段予以设置。图3-14燃料（燃气）-空气联动调节系统示意图安全保护系统油气锅炉内如积聚有大量的可燃气体（如发生燃气泄漏或燃油在高温的炉膛内蒸发成为油气）并达到爆炸极限，在点火时就会产生爆燃，对油气锅炉的运行安全造成重大威胁。所谓爆炸极限是指燃气或燃油蒸气与空气混合后遇火种能够发生高速燃烧浓度（一般指体积浓度）范围。这个范围的最低值称为爆炸下限，最高值称为爆炸上限。一般情况下，天然气的爆炸极限是3%~15%；焦炉煤气是5%~36%；液化石油气是1.6%~11.1%。爆炸极限范围越大，爆炸下限越低的燃料气，其爆炸危险性越大。为防止燃料气泄漏进入炉膛造成安全隐患，燃烧器上均设置有相应的自动点火程序、熄火保护装置等安全保护系统。通常，油气燃烧器在点火前均有一段前吹扫时间，即在点火电弧产生前，燃烧器风机对炉膛内有一个吹扫得过程。在这一过程中，可以把可能尚残留在炉膛内部的可燃气体排出炉膛以外，从而避免爆燃的发生。此外，在油气燃烧器运行过程中，如果一旦发生火焰熄灭但燃料输送仍在继续的情况，则也会使炉膛内部积聚起大量的可燃物（燃气或油气），造成危险。因此，油气燃烧器均有火焰监测系统用来在熄火时保护系统，即断火时立即停止燃烧器的运行。图3-15所示是比较常用的两种火焰监测手段。通过电离法或紫外线探测法可以确定火焰的存在与否。图3-15燃烧器火焰监测系统原理示意图燃烧器静止时，由于燃油燃烧器的油泵（燃料输送系统）是通过燃烧器马达与鼓风叶轮同轴驱动的，因此只要油箱位置安装正确，即便关断装置（如电磁阀）失效，燃料也不会轻易泄漏入炉膛。但在燃气燃烧器中，如果阀组中的关断装置有泄漏，燃气就有可能在燃烧器静止时流入炉膛，使燃烧器在下一次点火时面临爆燃的危险。因此，在燃气燃烧器的阀组串中，通常都会配备阀门检漏装置，它在每次燃烧器启动之前都会对燃气电磁阀进行气密性检验，燃烧器只有在检漏程序通过后才能点火。以威索公司采用较多的WDK3型阀门检漏系统为例（见图3-16），可将检漏装置的工作过程分为以下几个过程：⑴排空在这一阶段前的2秒内，电磁阀V2打开，测试段内压力与外界取得平衡（即达到无压状态）。（2）无压状态测试时间在排空后8秒长的时间段内，程序会检测测试段是否真的无压，且这一状态是否得以保持。此时压力如果升高说明电磁阀V1（燃气流动方向上的第一个阀体）泄漏。同时，压力开关能否正确动作也在这一时间被检验（如压力开关本身有问题，检漏装置会将设备闭锁）。⑶测试段内加压从第16秒开始，电磁阀V1将打开2秒钟。测试段内的压力将升高至与燃气供气压力取得平衡。检测用压力开关会动作。（4）保压状态测试时间由此开始将对