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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。
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当电极间距大于临界距离时,小点火能量与电极间距无关;而当电极间距小于临界距离时,由于电极本身的吸热,小点火能量随电极间距的减小而增加。放电电极的形状也对小点火能量的大小有一定的影响,在相同的电极间距和电极尺寸条件下,放电点越尖,其本身吸热越少,所需的小点火能量也就越小。
高压点火装置是燃烧机上的电子核心部件之一,虽然其价格仅占燃烧机总价的很少一部但它担负着重要的燃料点燃工作。高压点火装置的失效,轻则燃烧机无法工作,影响生产;重则可能造成锅炉爆炸。尤其是当高压点火装置未完全失效时,燃料已大量喷入炉膛,熄火保护装置尚未动作,此时高压点火装置突然点火,将会造成非常严重的后果。由此可见高压点火装置的重要性。
高压点火装置一般由整流电路、振荡电路、升压部件及放电电极组成。整流电路将220 V/50 Hz 的交流电进行整流、滤波,转变为直流电;振荡电路的作用则是根据放电频率,将直流电再振荡成交流电;升压部件将振荡后的交流电升压,以达到可以电离空气的高电压,再利用高压硅堆形成高压脉冲电流;放电电极则是由特殊材料制成的,置于燃料出口。各部件输出波形。
交流220 V/50 Hz 的电源,经电源变压器 T1 后成为电压较低的电,然后经过整流桥 B 将交流电源变为直流脉冲电源,再经过电容C1 的滤波,就得到了直流电源,这一部分即为整流电路。振荡电路由电阻R1、三极管 BG 和升压变压器 T2 的初级构成,振荡后由升压变压器T2 进行一次升压,然后由高压二极管或高压硅堆 D 整流,得到高压直流电。该直流电经电阻R2 对电容C2充电,同时在大电容C3 上储备能量。当C2 被充电到一定电压时,双向二极管 D2 开启,触发双向可控硅SCR 导通,此时电容C3已储备了相当的能量,该能量通过回路电容C3、双向可控硅 SCR 和二次升压变压器T3 的初级释,此时在二次升压变压器的次级上就产生了高电压。该高压经放电电极击穿一定厚度的空气后放电,从而完成脉冲点火的一次放电点火。电容 C3在放电后又再次充电,从而进行一连串的充放电过程,在电极间就产生了一系列放电火花,完成一次点火过程。
混合气体达到爆炸含量时,在密封容器内的爆炸压力,按不同气体可达到0.75~1.65Mpa。水管锅炉的炉膛和烟气通道的承压能力一般只有几百到几千毫米水柱,火管锅炉的炉胆承压能力比较高,不至于在炉膛内气体爆炸中损坏,但转向烟室一般不考虑承受高压。因此,混合气体的爆炸会给锅炉烟气通道的围护结构和受热面结构造成很大的破坏。
国内外燃油燃气锅炉的炉膛和烟道内气体爆炸事故屡有发生。轻则造成锅炉燃爆熄火,重则使炉膛和烟道爆裂、引风机损坏、锅炉房和烟囱受损,甚至造成人员伤亡事故。
分析和查明事故原因,都是因为在炉膛或烟道内有爆炸性混合气体存在,并达到爆炸极限,被明火或锅炉本身的高温引燃而发生事故。
在所有事故中,以锅炉点火过程中发生的事故多,约占燃油锅炉爆炸事故的50%以上,约占燃气锅炉爆炸事故的70%以上。
锅炉点火前,当因某种原因燃油燃气漏入炉膛,如阀门不密封、误操作、一次点火不成功等,而又未对炉膛烟道进行吹扫或吹扫时间不够、风量不足时,则点火时会发生爆炸。
锅炉运行中由于熄火引起爆炸的事故,燃油锅炉比较多,因为燃油锅炉熄火的可能性比较大。燃气锅炉的这类事故多发生在燃烧器前由于燃气压力或风压波动太大引起脱火或回火的情况下。
对负压运行的锅炉,当锅炉燃烧不良时,可燃气体进入锅炉后部烟道,与后部烟道漏入的空气混合形成爆炸性气体,在高温作用下,可能引起二次燃烧或爆炸。
由上述可知,要防止炉膛或烟道爆炸,首先在炉内无明火情况下应防止燃料进入炉膛,其次是要保证良好燃烧。作为措施,在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,使其内可能积存的可燃性气体及时排除。
从方面考虑,燃油燃气锅炉燃烧系统的自动化是必要的,包括点火预吹扫、点火程控、火焰检测、熄火保护、燃烧自动调节等。而这一切正是比例调节燃烧系统的标准配置。
高压点火装置的比较包括固态继电器电子点火器与点火变压器电子点火器的比较;单极型、双极型以及中间接地的双极型电子点火器的比较;不同燃料燃烧器电极布置的比较以及不同放电位置优劣的比较。
采用固态继电器的电子点火器与采用点火变压器的电子点火器相比,使用了较为先进的固态继电器升压技术,具有体积小、重量轻、发热低和工作可靠等优点。但由于采用了价格较为昂贵的固态继电器,从而使整个电子点火器的成本增加,价格较采用点火变压器的电子点火器高出许多。对于上述知名品牌的点火变压器电子点火器,经过了数十年的现场使用证明,其工作可靠性与寿命不比固态继电器电子点火器差,与电热丝点火器相比,要强出许多。后者是早期使用(国内现在尚有使用)的用于燃油燃气燃烧机的点火装置,该点火装置虽点火可靠,但点火速度慢、点火丝寿命短,所需的功率也较大,目前在国外已被淘汰。
电子点火器的输出分为单极型、双极型以及中间接地的双极型,以适应不同的燃烧器设计。所谓单极型,其输出只有一个电极,另一个电极在点火器的内部或外部接地(即接燃烧机外壳)。在工作时,电极对地放电,产生火花,引燃燃料气体。其特点是较为可靠,使用方便,仅需引出一个电极加以绝缘即可。需要注意的是对于外部接地的单极型电子点火器,切记不能将两极接反否则可能会引起电子点火器乃至整个控制设备毁坏。所谓双极型,其内部与单极型的内部基本一样,只是另一个电极不接地。在工作时,是两极间放电来引燃燃料气体的。其特点是使用灵活,但性不如单极型,且需对两个引出电极加以绝缘。中间接 地的双极型是采用带有中间抽头的点火变压器或采用两个固态继电器来实现的。在工作时,它可以用两极间的放电来引燃燃料气体,也可以用两极分别对地的放电来引燃燃料气体(不常有),此时要求有较高的输出电压。采用两极间放电的特点是布置灵活,可放置在理想的点火位置而不受喷嘴位置的影响,适用于对点火位置要求较严的燃料。与单极型相比,每个电极对地所具有的电压仅为单极型的一半,这有益于电极引线的绝缘,相对来说也比较。
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