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氫氣燒嘴廣泛應用于冶金、化工、建材、輕工、機械等行業的各種工業爐窯。特別適用于對產品加熱質量要求高,爐溫均勻性要求嚴格的各種加熱及加熱處理設備。
該氫氣燒嘴可使用天然氣、液化氣、城市煤氣、發生爐煤氣等作燃料,本系列以混合煤氣(熱值:7524~9196kj/Nm3)為燃料,具有冷風,熱風兩種類型。可配帶自動點火及火焰監測器,也可與爐子控制系統聯網,實現自動控制,操作方便,可靠。
平焰燒嘴是以進入到燒嘴的煤氣和燃燒所需的空氣,在旋流器的作用下,煤氣和空氣強烈的旋轉,沿垂直于燒嘴磚中心線的爐墻表面展開,并在緊靠爐墻的一層空間內燒盡,形成園盤型火焰,其直徑在1~3m,其厚度在100~200mm。 采用平焰燒嘴后,由于熱輻射能力加強,溫度場均勻,故升溫速度快,金屬氧化燒損率低,對實現鋼材均勻加熱,快速加熱,節約燃料具有顯著的效果 。
介紹一種高速氣體燃燒器的技術特點、設計要點和具體的設計方法,并利用液體火箭發動機的燃燒技術,為工業加熱爐開發了一種、節能、低污染的新型高速氣體燃燒器,填補了我國民用燃燒器技術的一項空白,已成功地應用在油田、鋼鐵、陶瓷等行業。
高速氣體燃燒器是現代燃燒技術在工業燃燒器產業的體現,其出口處高溫燃燒產物的噴射速度可達100 m/s~300 m/s,具有節能、、火焰動量可控等技術優勢,在發達已經廣泛地應用在航空、鋼鐵、化工、輕工等行業的各種加熱爐上。我國在80年代引進此項技術,并有一些仿制的產品投入市場,但是由于其成本高、耐火材料內襯易壞、使用壽命短,影響了推廣。
高速氣體燃燒器是一種把燃料的化學能轉換成燃燒產物的勢能和動能的裝置,液體火箭發動機是一種把推進劑的化學能轉換成燃燒產物的熱能和動能的裝置,兩者在工作原理上有相似之處。利用在液體火箭發動機研制方面的豐富經驗,開發研制了一種全金屬結構,采用再生冷卻的高性能的高速氣體燃燒器。
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。
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。
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