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氢气烧嘴广泛应用于冶金、化工、建材、轻工、机械等行业的各种工业炉窑。特别适用于对产品加热质量要求高,炉温均匀性要求严格的各种加热及加热处理设备。
该氢气烧嘴可使用天然气、液化气、城市煤气、发生炉煤气等作燃料,本系列以混合煤气(热值:7524~9196kj/Nm3)为燃料,具有冷风,热风两种类型。可配带自动点火及火焰监测器,也可与炉子控制系统联网,实现自动控制,操作方便,可靠。
平焰烧嘴是以进入到烧嘴的煤气和燃烧所需的空气,在旋流器的作用下,煤气和空气强烈的旋转,沿垂直于烧嘴砖中心线的炉墙表面展开,并在紧靠炉墙的一层空间内烧尽,形成园盘型火焰,其直径在1~3m,其厚度在100~200mm。 采用平焰烧嘴后,由于热辐射能力加强,温度场均匀,故升温速度快,金属氧化烧损率低,对实现钢材均匀加热,快速加热,节约燃料具有显著的效果 。
介绍一种高速气体燃烧器的技术特点、设计要点和具体的设计方法,并利用液体火箭发动机的燃烧技术,为工业加热炉开发了一种、节能、低污染的新型高速气体燃烧器,填补了我国民用燃烧器技术的一项空白,已成功地应用在油田、钢铁、陶瓷等行业。
高速气体燃烧器是现代燃烧技术在工业燃烧器产业的体现,其出口处高温燃烧产物的喷射速度可达100 m/s~300 m/s,具有节能、、火焰动量可控等技术优势,在发达已经广泛地应用在航空、钢铁、化工、轻工等行业的各种加热炉上。我国在80年代引进此项技术,并有一些仿制的产品投入市场,但是由于其成本高、耐火材料内衬易坏、使用寿命短,影响了推广。
高速气体燃烧器是一种把燃料的化学能转换成燃烧产物的势能和动能的装置,液体火箭发动机是一种把推进剂的化学能转换成燃烧产物的热能和动能的装置,两者在工作原理上有相似之处。利用在液体火箭发动机研制方面的丰富经验,开发研制了一种全金属结构,采用再生冷却的高性能的高速气体燃烧器。
燃烧状态监控:燃烧状态必须予以动态监控,一旦火焰探测器感测到熄火号,必须在极短时间内反馈到燃烧机,燃烧机随即进人保护状态,同时切断燃气供给。火焰探测器要能正常感测火焰号,既不要敏感,也不要迟钝。因为敏感,燃烧状态如有波动易产生误动作而迟钝,反馈火焰号滞后,不利于运行。一般要求从熄火到火焰探测器发出熄火号的响应时间不超过0.2秒。
点不着火的保护:燃烧机点火时,通入燃气,燃气着火燃烧。点火动作要求发生在燃气通入前,先形成点火温度场,便于着火燃烧。如果点不着火,火焰探测器感测不到火焰号,燃烧机进入保护状态。从点火到进入保护状态的时间要适当,既不能过短也不能过长。若过短,来不及形成稳定火焰;过长,点不着火时造成大量燃气时入炉膛。一般要求在通入燃气2-3秒,燃烧机对火焰探测器感测的火焰号进行判断,未着火则进入保护状态,着火则维持燃烧。
熄火保护:燃烧机在燃烧过程中,若意外熄火,燃烧机进入保护状态。由于炉膛是炽热的.燃气进入易发生爆燃,故须在极短时间内进入保护状态,切断燃气供给。
从发生熄火到燃烧机进人保护状态,该过程的响应时间要求不超过1秒。
燃气压力高低限保护:燃气燃烧机稳定燃烧有一定范围,只允许燃气压力在一定范围内波动。限定燃气高低压的目的是确保火焰稳定性:不脱火、不熄火也不回火,同时限定燃烧机的输出热功率,保证设备经济运行。当燃气压力超出此范围,应锁定燃烧机工作。燃烧机设计一般用气体压力开关感测压力号,并输出开关量号,用以控制燃烧机的相应工作。
空气压力不足保护:燃气燃烧机设计热强度大,其燃烧方式采用鼓风强制式。如果风机发生故障造成空气中断或空气不足,立即切断燃气,否则会发生炉膛爆燃或向风机回火。因此在提高风机质量的同时,燃气控制必须与空气压力连锁,当空气压力不足时,应立即切断燃气供给。一般用气体压力开关感测空气压力号,并输出开关量号,用以控制燃气电磁阀的相应工作。
断电保护:燃烧机在工作过程中突然断电,必须立即切断然气供给,保护设备。燃气控制电磁阀必须是常闭型的,一旦断电,自动关闭切断燃气供给。电磁阀关闭响应时间≤5s。
在水汽系统方面,给水在加热器中加热到一定温度后,经给水管道进入省煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中,由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽,然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面,送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉,由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧,放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后,再经过除尘装置,除去其中的飞灰,后由引风机送往烟囱排向大气。
锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。锅炉本体中两个主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中,接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成,是锅炉中重的部件之一。
锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
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