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燃烧器讲义陈立新
燃油燃烧器
燃油燃烧器是利用高压油产生的压力降,使油强烈旋转离心喷出而使燃油雾化的。
燃油雾化压力为1.2MPa~3.0MPa,燃油雾化粘度上限为15×10-6m2/s,雾化质量较差,油雾流量密度分布较好。
火焰形状可通过喷嘴雾化角、燃油压力进行调整,火焰较短,刚性好。
负荷调节有位式和连续调节两种,调节比为1:
1~1:
4;连续调节式可实现需热/供热比例调节。
燃烧过剩空气系数可达到1.15~1.30,燃烧效率可达到99.0%以上。
燃烧运行控制具有手动、自动双重功能和安全保护功能,运行安全可靠。
该类燃烧器为整体式燃烧器,结构紧凑、简洁,便于安装、使用和维护保养,运行费用低。
该类燃油燃烧器可燃用轻柴油、重柴油、20#和60#重油,油/气双燃料燃料燃烧器还可燃烧石油液化气、天然气和城市煤气等中、高热值的气体燃料。
燃油和油/气系列燃烧器的最大热量输出覆盖范围为(20~480)×104kcal/h。
燃气燃烧器
燃气燃烧器按适用燃料热值分类有中、高热值燃烧器和低热值燃
烧器两大类。
在中、高热值燃烧器中按其结构形式分有枪式、转杯式、蒸气雾化式三大类。
中、高热值燃烧器适用于燃烧热值高于1800kcal/m3的石油液化气、天然气、城市煤气等气体燃料;低热值燃烧器适用于燃烧热值为(800~1800)kcal/m3的水煤气、高炉煤气和各种可燃工业尾气等气体燃料;适用燃气压力一般为3kPa~30kPa,允许压力波动范围为±5%。
负荷调节比为1:
3~1:
10,在调节比范围内,可实现燃气/空气和需热/供热比例调节。
燃烧过剩空气系数可达到1.05~1.15,燃烧效率可达到99.8%以上。
该类燃烧器均为鼓风式扩散燃烧器,空燃混合在炉膛内进行,无回火可能;燃料互换性好,可适用于多种气体燃料;火焰高温区前移,可提高燃烧器金属体及炉内衬寿命。
燃烧控制具有手动、自动双重功能和自动检漏等安全保护功能,运行安全可行。
各种类型的燃气燃烧器可适用于需热量不同的锅炉和各种工业炉,最大热量输出覆盖范围为(30~2000)×104kcal/h。
燃油燃烧器
燃气燃烧器
炉用启动逻辑图
炉用停炉逻辑图
操作运行及维护
1.1燃气燃烧器是以天然气、液化石油气、城市管道煤气及工业尾气等低位热值不低于2700kcal/m3(标态)的可燃气体为燃料的燃烧设备,可广泛应用于各种蒸汽锅炉、热水炉、载热炉等工业燃气炉。
1.2主要性能特点
1.2.1燃烧器可实现从启动到停机运行过程的程序化全自动控制。
1.2.2采用高压电弧点火,离子火焰监测,自动熄火保护,安全可靠。
1.2.3燃烧器整体结构紧凑,操作简单,维护方便。
2燃烧器的结构
2.1燃烧器由燃烧机头、燃气管路和控制箱三大部分构成。
燃烧机头以机壳为主体,包含通风机、燃烧头、安装座、火焰罩、调节机构等部件。
2.2通风机
通风机为离心式,单级叶轮,单侧进气结构。
主要由机壳、叶轮、吸风壳、调节风门和电动机构成。
机壳为铸造件,出风口为圆形,吸风壳为通风机的进气装置,调节风门位于吸风壳的进风口处,风量由此调节。
2.3燃烧头
燃烧头是实现气体燃料与助燃空气充分混和燃烧的装置,固定于燃烧器安装座内。
2.4安装座
安装座是燃烧机头与炉口安装紧固的部件,其正下方为燃气入口,与燃气管路相连接。
2.5火焰罩
用于加强燃气与空气的充分混和,调节气流状态,稳定火焰形状。
火焰罩固定于燃烧器安装座内,伸入炉口内部。
2.6调节机构
调节机构主要由调制马达、调节凸轮、连杆机构组成,在自动或手动控制信号作用下,由调制马达驱动凸轮连杆机构,可实现燃烧器从最小至最大输出之间的连续调节,同时可将燃料/空气的比例调节至最佳状态,以达到充分燃烧的效果。
2.7燃气管路
燃气管路主要由点火电磁阀、主燃气控制阀、排空电磁阀、燃气检漏开关和手动阀组成,其中主燃气控制阀为双阀结构,以确保安全可靠。
燃气管路控制点火及主燃料气体从用户管路向燃烧头的输送。
2.8控制箱
2.8.1控制箱对燃烧器的运行实施全过程控制,具体控制功能可由供需双方在技术协议中确定。
控制箱为立式结构,壳体防护等级为IP22。
2.8.2控制箱面板上装有各种指示灯、按钮、转换开关等,其中指示灯有白、绿、红三种颜色,白灯为电源指示,绿灯为正常运行指示,红灯为故障报警指示。
3燃烧及控制系统
3.1燃烧系统图如下:
助燃风
排空
燃气
1、风压开关2、点火电极3、火焰探测杆4、燃烧头5、燃气调节阀
6、手动控制阀7、燃气压力开关8、主燃气控制阀9、燃气检漏开关
10、压力表11、风/气调节机构12、点火电磁阀13、排空电磁阀
3.2燃气的输入
3.2.1用户燃气管路上必须设置分离罐、减压阀等前处理装置,进入燃烧器管路上的燃气应不含固体颗粒或液态成分,燃气压力经减压装置整定后应保持稳定,波动不得超过±5%。
3.2.2燃烧器适应的燃气压力范围是5kPa~30kPa,超出此范围的可由供需双方另行协商解决。
燃气实际工作压力应在技术协议中予以明确,整定时应由有经验的工作人员进行。
3.2.3燃气经管路系统输送至燃烧头,燃气量由调节机构驱动燃气调节阀进行控制。
3.3助燃空气
燃烧器为强制通风型,风机运行为气体燃料的充分燃烧提供足够的助燃空气,同时风机的风压应足以克服炉膛阻力。
助燃空气在燃烧头出口处与燃气形成混和气体,点燃后形成稳定的火焰,风量可根据火焰的燃烧状况及烟气情况,由调节机构控制风门的旋转角度进行调节。
3.4控制系统
3.4.1控制箱具有以下基本控制功能:
燃烧顺序控制、输出调节控制、安全联锁报警。
根据应用对象还可设置锅炉水位控制、载热炉介质温度控制等功能。
3.4.2燃烧顺序控制
燃烧顺序控制方式为自动,燃烧器将按以下基本程序运行:
风机启动→前扫气→燃气检漏→
产生电弧→建立点火火焰→建立主火焰→正常燃烧→正常熄火→后扫气→停机。
3.4.3输出调节控制
输出调节控制方式为自动或手动,自动方式是通过自动转换锅炉蒸汽压力(或载热炉介质温度)信号来驱动调节机构,达到自动控制火焰大小的目的;手动方式是通过人工强制信号来控制火焰大小。
燃烧器的输出调节可实现最小与最大输出之间的连续调节。
3.4.4安全联锁报警
控制系统至少具有以下安全联锁报警功能:
风压验证、燃气压力验证、燃气检漏及火焰监测。
根据用户具体需要还可设置锅炉水位、介质温度等报警信号。
5操作与调试方法
5.1运行前准备
5.1.1使燃烧器电源及所有控制开关均处于断开位置。
5.1.2燃气管路上的所有手动阀应处于关闭位置,所有电动控制阀应处于失电位置。
5.1.3按技术协议的要求,设定好所有压力验证开关、温度控制点及锅炉水位等参数。
5.1.4检查各限位开关的触点位置是否合适。
5.1.5检查所有热继电器的整定值是否合适,断路器开关应合上。
5.1.6使燃烧器机壳与安装座铰链连接到位,销轴插上锁紧。
5.1.7检查用户管路上的燃气压力是否符合技术协议中的规定,并要求保持稳定。
5.1.8检查锅炉水位是否正常,必须是正常水位才能准备点火。
5.2运行操作
5.2.1经检查无异常情况后,可进行点火操作。
5.2.2打开燃气管路上的所有手动阀。
5.2.3接通电源,合上电源开关,出现锁定报警后,按报警消声按钮消除。
5.2.4合上燃烧器开关,风机运行。
此时风门会自动打开到大火位置,开始进行预扫气,同时进行对主燃气控制阀的检漏,预扫气持续时间不小于30秒。
5.2.5预扫气结束,风门自动关闭到小火位置,进行小火验证。
此时若燃气检漏情况正常,则点火变压器得电,产生电火花,约2秒钟后点火电磁阀开启,点火火焰即可建立。
5.2.6点火火焰建立并经火焰探测杆验证后,主燃气阀开启,建立主火焰。
当火焰稳定并能被检测到后,自动进入正常燃烧状态,正常运行指示灯亮。
5.2.7正常燃烧后,若输出调节控制开关选择自动方式,当蒸汽压力处于设定的比例调节带范围内时,则燃烧器将根据锅炉负荷情况自动连续地调节火焰大小;当蒸汽压力超出比例调节带的上限时,则燃烧器将停留在最小火燃烧。
5.2.8正常燃烧后,若输出调节控制开关选择手动方式,则火焰大小由控制箱面板上的手动旋钮调节,旋钮顺时针旋转时火焰增大,逆时针旋转时火焰减小。
5.2.9正常运行时,若发现燃烧不充分或过氧量太高,需调节风量。
可通过调节风门凸轮的形状及连杆的位置,改变风门的开度,使空气/燃气比例达到最佳状态。
5.2.10正常运行时,根据输出负荷的实际需要,可适当调整燃烧器出厂时整定的最小及最大燃气量。
燃气调节阀的开度控制燃气量的大小,而燃气调节阀的开度可在关闭与全开位置之间任意整定;
同时,风量也应作相应调整。
5.3停机
5.3.1燃烧器输出调节控制选择自动方式时,当由于锅炉负荷较小,蒸汽压力超出比例调节带的上限并到达锅炉极限时,燃烧器将自动停止燃烧,进行后扫气、停机,此时燃烧器开关仍然合上;当蒸汽压力下降至比例调节带范围内的设定点时,燃烧器将自动重新启动运行。
5.3.2正常运行时,若需人工停机,只要将燃烧器开关断开,即可切断气源而使火焰熄灭,但风机继续运行进行后扫气,同时排空电磁阀开启,后扫气结束后停机。
5.3.3运行过程中,无论输出调节控制选择自动或手动方式,当由于意外原因,蒸汽压力到达锅炉极限后仍未停机,直至蒸汽压力上升到设定的压力高报警点时,燃烧器将自动停机,并报警锁定。
5.3.4燃烧器停机后,若不需马上再启动,则应立即关闭燃气管路上的所有手动阀及其它所有相关设备,并切断燃烧器电源。
5.4锁定
5.4.1燃烧器启动及运行过程中发生以下故障时会立即出现锁定。
a)在预扫气期间检测到炉膛有火焰信号;
b)火焰没有建立或无法被正常检测到;
c)极限开关动作(如蒸汽压力高、温度高、水位过低等);
d)电源出现故障后又恢复。
5.4.2出现锁定故障时,红色的锁定指示灯亮,警铃发出报警信号。
锁定后需排除故障,经人工复位,才能重新启动燃烧器。
6安全注意事项
6.1设定和调节燃烧器上的所有整定值,必须由燃烧器制造厂指定的调试人员或经培训、有经验的专业操作人员进行。
6.2如果燃烧器连续两次点火失败,则一定要查明故障原因,不得连续重复多次点火,否则可能会在管路或炉膛中的某些部位形成易爆的混和气体,引发严重事故。
6.3燃烧器启动及运行过程中,一旦发现管路或炉膛有燃气泄漏,应立即关闭燃烧器,停止操作。
查明泄漏原因并排除后,方可重新启动。
6.4燃烧器运行过程中,突然停电时,必须立即关闭燃气管路上的所有手动阀,以避免燃气外泄或进入炉膛,然后使电源及所有控制开关处于断开位置。
6.5燃烧器启动及运行过程中,操作人员应始终监察锅炉及燃烧器的运行状况,并作好必要的记录,确保系统运行处于严密、有效的控制中。
7故障排除及维护保养
7.1燃烧器启动或运行过程中,一旦发生故障,应首先检查最基本的运行保障措施,即:
a)按电气控制图检查电气接线;
b)检查燃气供应状况,应符合技术协议的规定;
c)检查各验证开关、控制器的设定点及功能状态。
7.2当故障不是以上原因引起时,则必须检查燃烧器各部件的运行情况,以下为部分常见故障现象、原因及排除方法:
序号
现象
原因
排除方法
1
燃烧器不启动
顺序控制器保险丝断
更换保险丝
燃烧机铰链未合
正确合到位并锁紧
锅炉极限开关动作
检查设定值
2
风机不启动
热过载器脱扣
检查设定值
断路器未合上
合上断路器
3
燃气泄漏
主气阀密封面污染
清理密封面
主气阀密封面破损
更换密封面
主气阀复位弹簧失效
更换复位弹簧
4
电极不打火
点火电极间距太大
调整电极间距为3~5mm
点火电极污染或潮湿
清理或更换点火电极
电极绝缘体损坏
更换电极
点火变压器故障
更换变压器
顺序控制器故障
更换顺序控制器
5
不能建立火焰
电极不打火
参见序号3
气阀未打开
检查气阀
燃气压力太低
检查气源,提高气压
火焰探测杆位置不当
调整火焰探测杆位置
点火时风量太大
调整风门开度
6
不能实现比例
调节
保险丝断
更换保险丝
比例调节控制器故障
检修或更换比例调节控制器
7
运行中故障
熄火
燃气供应故障
检查气源及气阀状况
供风变化
检查风机,调整风门开度
火焰未被探测到
检查火焰探测杆
控制系统故障
检查顺序控制器及电气接线
7.3维护保养
7.3.1燃烧器运行时应保持外表清洁,停机时不得污染。
7.3.2主燃气控制阀线圈应定期注入变压器油,避免线圈长期连续工作过热烧坏。
7.3.3长期连续工作时,每隔三个月应对主燃气控制阀检修一次,特别是阀门密封面处,必须认真清理干净,发现破损要立即更换。
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