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在傳統的工業爐設計中,燃燒器的火焰速度大約為每秒幾米,當燃燒產物溫度在600 °C~800 °C時,爐內對流換熱與輻射換熱各占50%;在燃燒產物溫度為800 ℃以上時,以輻射換熱為主;在燃燒產物溫度達到1 400 ℃時,輻射換熱是對流換熱的10倍,所以大部分爐窯設計中,是以輻射換熱為基礎。但是在采用高速氣體燃燒器后,即使在高溫區,爐內被強化的對流換熱在綜合換熱中所占的比重大大提高,具體說明如下:
采用普通燃燒器時,火焰速度低,燃燒產物在被加熱物表面的流動為層流,層流的對流換熱系數為h1-Nu*λ/d。
式中 努謝爾特數Nu=0.332Pr1/3*Re1/2;Pr為普朗特數;Re為雷諾數;λ為氣體的導熱系數;d為流道當量直徑。
采用高速氣體燃燒器, 火焰噴射速度高(100 m/s~300 m/s),被加熱體表面流動以紊流為主,紊流附面層局部放熱系數為h2=Nu*λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
設加熱爐內腔尺寸為6.45m×2.3m×2.9m,燃燒產物溫度為1 790 ℃,被加熱體溫度為900 ℃。
采用普通燃燒器,燃燒產物流速為5 m/s時,燃燒產物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h*m2。
采用高速氣體燃燒器,燃燒產物流速為150 m/s時,燃燒產物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h*m2。q2是q1的4倍。
國外曾就輻射加熱爐和高速對流加熱爐進行過比較試驗,在0 ℃~1 200 ℃的加熱過程中,輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的6倍,在750 ℃~1 200 ℃的加熱過程中,輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的10倍。
1980年,國內引進高速氣體燃燒器在井式加熱爐上進行技術改造,原有的輻射加熱爐從0 ℃~650 ℃升溫需要24 h,而采用了高速氣體燃燒器的加熱爐從0 ℃~650 ℃升溫只需4 h,并且燃料消耗量也由于采用了高速氣體燃燒器可以節省25%~30%。在油田,用高速氣體燃燒器改造成三合一加熱爐,加熱效率提高了1倍,而燃料消耗量節約了20%。
高速氣體燃燒器的燃燒產物高速沖進加熱爐內,攪動多倍的爐內氣體隨之摻混,可以大大提高爐內溫度均勻度。國外一家工廠用高速氣體燃燒器改造加熱爐后,爐內溫度均勻度可由±15 ℃提高到±2 ℃。國內井式加熱爐采用高速氣體燃燒器后,爐溫均勻度達到±7 ℃。
新研制的高速氣體燃燒器,為了達到完全燃燒,使燃氣和空氣通過眾多的噴孔分別進入燃燒室,燃氣射流與空氣射流一一撞擊,均勻混合,合成射流矢量方向應與燃燒室主軸線平行,避免一射流穿透另一射流,造成混合不均。為了減少NOx的生成,采取分區燃燒,前區燃燒溫度低于后區燃燒溫度,在燃燒室出口燃燒溫度。前區是貧氧燃燒,后區增加供氧,在燃燒室出口達到過剩空氣系數α=1。
如此設計,既能夠合理配風,保證完全燃燒,防止CO生成,又能夠維持較低的燃燒溫度,減少有害氣體NOx的生成。
燃燒室內充滿高溫的燃燒產物,其金屬室壁必須有足夠的冷卻,才能工作。效仿液體火箭發動機的再生冷卻,在高速氣體燃燒器的設計中,利用空氣在燃燒室外腔流動,吸收室壁傳導的熱量,保證室壁在的溫度范圍內工作。同時將空氣預熱能夠促進完全燃燒和提高理論燃燒溫度。
在燃燒室噴口局部高溫區,專門設計有空氣膜保護金屬壁。
由于采取了以上的設計,高速氣體燃燒器的使用壽命可達3年,而其他單位設計生產的高速氣體燃燒器的燃燒室由耐火材料作內襯,使用壽命為幾個月,甚至有的產品,其耐火材料內襯工作不足3個月就開裂。
在高速氣體燃燒器設計中,為了使燃燒產物具有足夠的動量,燃燒室應該有一定的壓力。根據用戶提供的燃氣物理化學參數和速度要求,進行燃燒計算確定燃燒產物的各個熱力參數后,燃燒室內燃燒產物的壓力可以求出,即pc=pa/[1-(k-1)w2/2kRT]k/(k-1)。
式中pc為燃燒室壓力;pa為環境壓力;k為燃燒產物絕熱指數;R為燃燒產物氣體常數;T為燃燒溫度;w為燃燒產物在噴口處的流速。
空氣和燃氣進入燃燒器,流經各自的通道,經過噴孔進入燃燒室,沿途存在一定的流阻。
燃燒器的空氣入口壓力pk是燃燒室壓力pc和空氣壓降Δpk之和,燃燒器的燃氣入口壓力pr是燃燒室壓力pc和燃氣壓降Δpr之和。即:pk=pc+Δpk 。pr=pc+Δpr。
pk和pr不能過高,應該滿足用戶提供的使用條件。高速氣體燃燒器在使用天然氣作燃氣時,燃燒產物速度為100 m/s,其天然氣入口壓力為2 500 Pa,空氣入口壓力為2 100 Pa。
高速氣體燃燒器是利用液體火箭發動機的燃燒技術為工業加熱爐開發的一種、節能、低污染燃燒器。經天然氣燃燒試驗,證明其工作可靠、操作簡單、熱負荷調節范圍大、空氣過剩系數及燃氣溫度調節范圍大。該燃燒器目前已成功地應用在油田、陶瓷、鋼鐵等行業的加熱爐上。
池州石臺奧方鍋爐有限公司是一家專注設計、生產 lss0.5-0.7-yq全自動燃油(氣)鍋爐等產品的大型企業。公司位于山口臺商投資區,地理位置優越,交通便利,運輸發達。公司奉行銷售產品,滿足客戶的需求,一切以顧客為中心,牢牢把握市場。我們作為一家專注于 lss0.5-0.7-yq全自動燃油(氣)鍋爐的公司,我公司經驗豐富,管理科學規范化,售后服務完善,致力于為客戶提供創新技術,質量過硬的產品,以人無我有,人有我優”的原則為推動環保事業的發展不斷做出新的貢膩,與時俱進,再創新高。
電廠鍋爐是發電廠三大主要設備中重要的能量轉換設備。它的作用是將燃料的化學能轉變為熱能,并利用熱能加熱鍋內的水使之成為具有足夠數量和一定質量(汽溫、汽壓)的過熱蒸汽,供汽輪機使用。現在火力發電廠的鍋爐容量大、參數高、技術復雜、機械化和自動化水平高,所以燃料主要是煤,并且煤在燃燒之前先制成煤粉,然后送入鍋爐在爐膛中燃燒放熱。概括地說,鍋爐是主要工作過程就燃料的燃燒、熱量的傳遞、水的加熱與汽化和蒸汽的過熱等。
燃燒器均采用帶分、積分計算或更為復雜運算調節儀器(例如:比例調節儀、PLC、大型計算機控制等),通過對鍋爐的出水溫度、蒸汽壓力、蒸汽流量、煙氣中的氧含量、鍋爐給水系統等因素的檢測,同步連續動態調節燃料量和配風風量。一句話,燃燒工況只有隨著鍋爐工況、煙氣排放的變化而進行同步連續調節,才能達到、環保的效果。
整個鍋爐由鍋爐本體和輔助設備兩部分組成。鍋爐本體是鍋爐設備的主要部分,是由“鍋”和“爐”兩部分組成的。“鍋”是汽水系統,它主要任務是吸引收燃料放出的熱量,使水加熱、蒸發并后變成具有一定參數的過熱蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、聯箱、水冷壁、過熱器和再熱器等設備及其連接管道和閥門組成。輔助設備包括通風設備(送、引風機)、燃料運輸設備、制粉系統、除灰渣及除塵設備、脫硫設備等。
歐盟燃燒器標準規定燃燒器必須具備:風壓檢測、火焰檢測、熄火保護、燃氣高壓力保護、燃氣低壓力保護、漏氣保護、排煙溫度保護等,還要求燃燒器與鍋爐超壓、超溫、水位、連續給水、排煙溫度等進行聯鎖保護,鍋爐的任何故障,燃燒器都必須同時停止運行。
燃氣泄漏事故的措施:
提醒市民,在停止使用管道煤氣時,關閉煤氣管道上與膠管連接的旋塞閥。同時還提醒市民,春季使用熱水器時還要特別注意以下幾點:注意浴室的通風換氣。使用熱水器時要開啟排氣扇,在春季陰雨天氣,大多數人擔心空氣潮濕而門窗緊鎖,這樣不利于室內空氣流通。注意熱水器安裝是否符合規范。熱水器安裝一定要請有資質的施工單位安裝,避免發生事故。注意煤氣膠管的使用狀況。膠管與電器和熱源要保持距離,膠管不可以穿墻。注意強排式熱水器安裝需符合規范。熱水器電機的電源插座要聯接好地線和漏電保護開關,以防春季天氣潮濕使用時觸電。使用熱水器時還要注意,市民選購的熱水器必須與氣源相適配,超過使用期限的熱水器不得再繼續使用,兩者出現問題都容易導致事故的發生。
燃氣泄漏包括二個方面,一指燃氣通過管路向環境泄漏,二指燃氣通過電磁閥閥芯端面向爐內泄漏。
環境泄漏可能引起人員中毒、工作現場爆炸事故,必須高度重視。首先確保管路密封,定期對管路檢漏,若管路泄漏須排除方可繼續使用;其次,避免造成中毒與爆炸的燃氣濃度,要求工作現場通風良好:配置性的通風孔和強制通風裝置;另外,要求工作現場禁止煙火、電氣件防爆。
爐內泄漏可能引起爐內爆炸。解決爐內泄漏問題有三個途徑:一是加強預吹風時間和吹風量,吹除或稀釋爐內燃氣;二是燃氣管路采用二個電磁閥串聯結構,提高系統性;三是使用管路泄漏檢測裝置,在點火前對燃氣管路進行檢測,若燃氣泄漏達到一定量即鎖定燃燒機工作。燃氣泄漏措施屬外圍控制,一般不納入燃燒機本體控制。
家用燃氣壁掛爐是集使用水、電、氣(火)于一體,能夠提供生活熱水和獨立采暖的先進設備,使用既方便又不受外界因素的影響。業主如果能正確使用,不但能提高壁掛爐的使用效率,更能延長其使用壽命,主要的是大大的節約了能源,壁掛爐產品與建筑方面有著密切的關系,房屋的隔熱、墻體的厚度、保溫材料、窗戶提出三層,屋頂很大的很浪費,墻體陽光是有角度、移動、短暫的,特別是有屋頂的住戶,要做好相關保溫措施,不要一說壁掛爐太耗氣了,用不起。
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