燃气锅炉燃烧方法及功能的探讨

燃气锅炉燃烧方法及功能的探讨

长期以来，呼和浩特地区经常使用热量公司的热网和自己的燃煤锅炉，以解决冬季供暖问题。随着城市建设的推进，热网的覆盖范围大大超过了城市发展的需要。最重要的是，呼市冬季供暖期为6个月，煤烟排放日益严重。污染不仅损害了城市居民的身心健康，也影响了人们生活水平的提高。此外，它还制约了呼市的经济发展，并影响了城市居民的形象。清洁燃料的使用已经势在必行,随着长庆气田的天然气引入呼市,天然气作为一种优质的燃料在呼市冬季采暖中已经崭露头脚,作为优质、高效率、环保效益突出的燃气锅炉成为一个新兴产品出现在供暖领域里。1燃气与空气的混合燃气锅炉使用发热量高的燃气,空气用量大,为使燃气能充分燃烧,需要大量的空气与之混合,燃气与空气的混合方式,对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。根据混合方式不同,燃气的燃烧方法可分为三种:1.1燃气喷嘴口相互扩散燃烧此种燃烧方法即不预先混合,而是在燃气喷嘴口相互扩散并燃烧。其优点是燃烧稳定,燃具结构简单,但火焰较长,易发生不完全燃烧使受热面积碳。1.2过剩系数燃烧空气此种燃烧方式即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合(一次空气过剩系数在0.2～0.8之间),然后进行燃烧。其优点是燃烧火焰清晰、燃烧强化、热效率高。但是燃烧不稳定,对一次空气的控制及燃气成分要求较高。燃气燃烧器一般多用此种燃烧方式。1.3次空气过剩系数此种燃烧方式即燃气所需空气在燃烧之前已与燃气充分均匀混合。一次空气过剩系数等于燃料完全燃烧时的空气过剩系数,在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气。当燃气与空气混合物到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕。2燃烧的装置总统燃烧器是使燃气和空气以一定方式喷出混合(或混合喷出)燃烧的装置统称,是锅炉的关键部件。燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备,从其实现的功能可分为五大系统:送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。2.1风速和风力空气的主要部件送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气,其主要部件有:壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、凸轮调节机构、扩散盘。2.2火灾系统点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物,其主要部件有:点火变压器、点火电极、电火高压电缆。2.3监控系统的配置监测系统的功能在于保证燃烧器安全、稳定的运行,其主要部件有火焰监测器、压力监测器、温度监测器等。2.4燃料系统燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组然、燃料蝶阀。2.5燃气火炬的种类和使用条件宜自电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心,主要控制元件为程控器,针对不同的燃烧器配有不同的程控器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为各个程序步骤的时间不同。燃气燃烧器的类型有:鼓风机电一体燃烧器、分体式燃气燃烧器、无鼓风燃气燃烧器、长火焰燃气燃烧器、,扩散式燃烧器等。目前市场上各种品牌的燃烧器很多,如英国“力威”、德国“威索”、意大利“百得”等,从产品结构和性能上各具特点、各有不同。在选用燃烧器时,必须使其适应于具体使用条件,如燃气的品种、压力、温度、空气压力、湿度和炉内压力等。燃烧器结构的复杂程度、对制造安装精度的要求、外形尺寸的大小、对燃烧道和炉膛的要求及能量的消耗等,也要综合考虑。3燃气锅炉控制系统燃气锅炉使用燃烧器将燃料喷入锅炉炉膛,采用火室燃烧,由于燃气锅炉燃烧后不产生燃料灰渣,故燃气锅炉无须排渣设施,而且也不需要引风机、除尘器等辅机设施。因为喷入炉内的燃气如果熄灭就容易发生爆炸,因此燃气锅炉需采用自动化的燃烧控制系统。燃气锅炉结构紧凑,小型的锅炉本体及其通风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上,大中型的也可组装出厂。4燃气灶类型4.1返二次锅炉控制的范围锅壳纵向轴平等于地面且燃烧室包含在本体里面的火管锅炉称卧式内燃火管锅炉。炉胆是该类型锅炉的燃烧室。燃烧器喷嘴置于炉胆前部,燃烧产生的高温烟气延伸到后部,离开炉胆后折返空间(回燃室),近返后进入第二回程(烟管),如折返一次则称二回程锅炉,如折返二次则称三回程锅炉,以此类推,一般折返次数不超过四次,最常见的是三回程锅炉。此类型锅炉根据炉胆后部烟气折返空间的结构型式可分为干背式锅炉和全湿背式锅炉。卧式内燃火管锅炉的锅壳和炉胆都是圆筒形元件,为保证安全运行,它们都必须有足够的强度和钢度。由于圆筒形元件的壁厚与筒体直径和压力的乘积成正比,所以无论锅壳或是炉胆,直径的增大和压力的提高,都意味着壁厚的增加。通过技术经济比较,若锅壳直径太大,其制造成本会超过同等容量和压力的水管锅炉,是不经济的;对于炉胆,若壁厚超过21～22mm,则将导致热应力过大,危及锅炉运行安全。因此,燃气卧式内燃火管锅炉的工作压力一般都不超过2.0MPa;锅炉的出力,单炉胆锅炉一般不超过15t/h;双炉胆锅炉一般不超过30t/h。一般为小容量、低参数锅炉,热效率低,但结构简单,水质要求低,运行维修方便。4.2锅炉的共同特点当锅炉容量≥30t/h时,水管锅炉的各项指标明显优于火管锅炉,唯一需要注意的是燃气的燃烧特性要求微正压通风,所以对炉墙的强度和密封要求都很高。水管锅炉的主要型式有D型、A型和O型。三种型式的共同特点是:卧式布置,燃烧器水平安装,操作检修方便,宽高度尺寸较小,长度伸缩性较大,适合于锅筒系列化生产。其中D型锅炉是双锅筒纵置式,右(左)侧为水冷壁,左(右)是上锅筒之间的对流管束,根据需要可布置过热器或省煤器;O型也是双锅筒纵置式,上锅筒长,下锅筒短,前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连,燃烧器前部布置;A型单锅筒纵置式,炉膛和对流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成,前部布置燃烧器,本锅炉尾部可设过滤器。可以制成小容量、低参数锅炉,也可以制成大容量、高参数锅炉。水管锅炉的热效率高,但对水质和运行水平的要求也较高。4.3中心炉胆烟气锅壳纵向轴线垂直于地面的锅炉为立式锅炉。其燃烧器一般布置在炉顶。中心是一个炉胆,烟气在炉底折返向上流动,冲刷翘片管形成的夹套中被加热,在上部分离出蒸汽;燃烧器也可布置在下部侧面,在炉胆中燃烧后向上冲刷烟管,水在烟管外锅壳里被加热。5燃气锅炉和中小型燃煤锅炉在城市空气的污染来从一般不随着我国改革开放的不断深化,我国经济持续快速发展,人们的生活水平显著提高,城市高层民用建筑的快速崛起,如此众多的高层建筑的出现,给与之配套的锅炉房设置带来一系列问题,如场地紧张、对周围环境的影响、对自动化程度和可靠性要求较高等,这些都促进了燃气锅炉的发展。而且各城市已经认识到燃煤锅炉污染城市空气的严重性,拆除了一些中小型燃煤锅炉