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1、蓄热式燃烧系统蓄热式燃烧系统包括以下几部分：加热炉主体、燃气部分、空气部分及控制部分组成1）加热炉主体包括炉膛、两侧对称的两个烧嘴和蓄热室、蓄热室中的蓄热体2）燃气部分包括燃气源、燃气主管路、快开快闭式电磁阀、流量计和电动调节阀3）空气部分包括离心风机、电动调节阀、换向装置、气缸以及为气缸提供动力的空气压缩机等4）控制部分包括计算机、操作台、及其附属的热电偶、点火电极等。控制主要是空煤气流量、空燃比、炉温、换向阀和安全防爆等的控制NOX的生成燃料燃烧生成NOX的机理有三种：热力型NOX（温度超过1500时，NOX才会明显增加）燃料型NOX（占NOX生成的75%以上，必须严格控制O2浓度）瞬时型
2、NOX低NOX形成机理一次空气与燃气混合、点燃后喷出，二次高速气流卷吸周围炉气回流，使火焰燃烧区氧浓度降低，获得浓度为215的氧气，形成贫氧燃烧，Nox的生成量减小。空气分二次通入燃烧区，使整个燃烧过程分两个阶段进行，避免了高温区过度集中，炉内温度场比较均匀。低NOx燃烧器工作原理通过降低燃烧温度、降低燃烧区内O2浓度、缩短烟气在高温区的停留时间来控制温度型NOX的产生。类型1）烟气自身再循环型低NOx燃烧器利用燃气和空气的喷射作用将炉内烟气吸入，使烟气在燃烧器内部进行循环。由于烟气混入，降低了燃烧过程中氧气的浓度，从而抑制了NOx的生成。2)阶段燃烧型低NOx燃烧器空气分级燃烧技术燃气分级燃
3、烧技术阶段燃烧器低Nox的原因空气两段供给的阶段燃烧型低NOx燃烧器一次燃烧空气不足、燃气过浓，燃烧释放热量少，燃烧温度低NOx生成受抑制。二次燃烧一次燃烧产生的烟气的存在，使得二次燃烧过程的氧浓度与燃烧温度都低抑制了NOx的生成。同理可以将燃气分两次供给、实现阶段燃烧3)浓淡火焰对冲型低N02燃烧器头部有两种火孔，布置成呈一定角度相对的形式。n一火孔燃烧可燃气体混合物中燃气过浓，n另一火孔燃烧混合气体中空气过浓。n两种火焰对冲、混合后，一方过剩的燃气就在另一方过剩的空气中得以完全燃烧。n浓谈火焰各在偏离化学计量比的情况下燃烧燃烧温度较低，可以较好地抑制NOx的生成4)组合型低NOx燃烧器组合
4、型低NOx燃烧器是将促进阶段燃烧型、烟气自身再循环型、浓淡燃烧型、分割火焰型四种抑制原理部分或全部组合在一起形成的。结构更加复杂，效果则更好些。适用不同燃料、不同用途的低NO，工业燃烧器种类很多，它们大部分属于组合型。空气系数空气分级燃烧技术根据Fluent数值模拟显示：当一次空气占40%时，NOX排放最少。实际应用：一次空气系数=0.450.75；过量空气系数=1.31.8燃气分级燃烧技术一次燃料二次燃料0.25二次空气（预热高温空气）的射流速度为100ms实际应用：一次燃料流量为5%；二次燃料流量为95%烧嘴的配置影响因素：炉的产量炉体结构烧嘴的燃烧能力熔炼一炉所需的时间已知的改造项目烧嘴
5、配置45th9对烧嘴175th32对烧嘴实际案例：炉容量25th选用5套RCB蓄热烧嘴烧嘴能力60Kgh（燃油）柴油的低位热值43410KJKg熔炼一炉所需时间：3.1h分析：25t铝溶解需要的热量Q1:30181500KJ单个烧嘴提供的热量Q2:8074260KJ烧嘴个数=Q1Q2=4个充分保证提供热量，选用5套烧嘴喷嘴孔径与燃具热负荷的关系换向阀及控制机构在蓄热式高温燃烧系统中，烟气和空气的切换装置是必须的，因而换向阀是该系统中的关键设备若采用直通阀，系统中有一对蓄热式高温燃烧装置就需要4套切换阀，而采用换向阀，系统中一对蓄热式高温燃烧装置就只需要一套切换阀，成本就能够大大降低换向控制一般
6、以定时换向为主，但当废气超温时系统必须同时具有能够强制换向的功能换向阀的换向时间采用时间和温度主从控制，即以定时控制为主，但同时当出蓄热室的烟气温度超过设定置时，控制系统会自动报警并根据温度信号控制换向阀强制进行换向。控制系统中设有换向自动保护装置燃烧过程中的炉压控制蓄热式燃烧系统在周期性地切换燃烧排烟过程中，炉压也会出现周期性的变化，但炉压的变化会明显滞后于燃烧系统的切换周期性换向时对控制系统的干扰是蓄热式加热炉有别于常规加热炉之处。但由于此干扰是可以预见的干扰，控制系统在进入自动控制模式时，可采用系统“休克”的方法过滤换向时的干扰为稳定燃烧及防止吸冷风，系统应设定炉内压力在0-50Pa微正
7、压状态，计算机系统应能够通过控制排烟机前的调节蝶阀开度自动跟踪设定值，保证炉压始终处于设定范围内点火装置和保护装置一自动点火装置1、电热丝点火工作原理：利用电流将电阻丝加热至炽热状态，使通过它的可燃混合气流被点燃特点：可实现连续点火、点火可靠。2、电火花点火工作原理：利用点火装置产生的高压电在两电极间产生的电火花来点燃燃气。点火方式分类：单脉冲和连续脉冲3、小火点火工作原理：先用电火花或电热丝等方式点燃小流量的点火燃烧器，形成小火焰，再用小火焰对主气流点火。适用范围：在功率较大的各类工业燃烧器上单脉冲点火装置工作原理每按一次点火开关，点火装置只产生一个电脉冲火花。适用范围主要用于小负荷的民用灶
8、具。点火装置分类压电陶瓷电子线路绝缘陶瓷高压导线压电陶瓷撞锤机构单脉冲陶瓷点火装置电子线路单脉冲点火装置n连续电脉冲点火装置n工作原理按点火开关，点火装置可连续不断地放出电脉冲火花。n特点操作方便，点火着火率可达100。n适用范围主要用于燃气热水器。n点火装置分类可控硅式电压开关式燃气灶脉冲点火器二自动控制装置1、燃气压力控制器作用避免管路燃气压力波动，影响燃烧装置的运行工况保持燃烧器入口压力稳定。n设备燃气调压器n适用范围多数燃气工业炉窑、燃气锅炉、热水器n安装位置：炉前调压器工作原理图1-气孔；2-重块；3-薄膜；4-阀芯；5-导压管2、燃气流量控制器作用：保持燃烧器入口流量稳定。节流原理
9、：节流元件前后的压差与通过的流量成正比。流量控制器工作原理：节流孔板1后与前的压力，分别作用在薄膜的上、下两侧，靠流量改变时产生的压差变化推动阀芯。当燃气流量超过设定值时，孔板前后的压差增大，薄膜因上下负荷变化而向下移动，阀口燃气流通面积减小，从而使燃气流量减小至设定值。3、燃气-空气比例混合调节器适用范围：鼓风式燃烧器上分类：气动、电动、液动及机械等比例混合调节装置MB-VEF系列比例式燃气多功能组合调节器工作原理：当阀门1关小，空气量减少，阀1后压力降低，通过脉冲管8经喷嘴7使薄膜上部空间受力也降低。调压器阀芯上升，燃气量随之减少，从而使两者按设定的比例混合。n气量比例的平衡压力是靠节流装
10、置6来实现的。n燃气压力（量）完全取决于空气压力（量）的变化，因此燃烧器的热负荷随空气压力而变必须保证鼓风机供气压力稳定；否则，燃烧工况就无法保持稳定气动比例调节装置三安全控制装置目的：保证燃烧安全、可靠，发生异常时及时切断燃气，以避免事故的发生。1、预防燃气压力不足的安全装置n目的：燃气压力不足，易熄火；燃气继续流出，会积聚形成爆炸混合物及时关闭燃气。构造：工作原理：当燃气量不足而压力下降时，靠重块使阀芯下降，关闭燃气通路，同时关闭后面的旋塞。燃气通过小孔流出，薄膜下压力逐渐升高而将阀芯重新打开。当燃气流量足够，即阀芯开度足够大时，阀后压力足够大时，旋塞才能打开。这样，燃气才能重新通过安全装
11、置。如果旋塞不关闭，就没有足够的压力顶开阀芯，安全装置处于关闭状态，从而提供了双重保险。阀芯薄膜小孔呼吸孔重块旋塞防止燃气压力不足的安全装置2、预防空气不足的安全装置目的：当鼓风机发生故障，空气中断或空气不足时、可关断燃气。电流中断：电磁阀直接切断燃气；电流恢复：电磁阀开，燃气通过。其作用与鼓风机的风量、风压无关3、止回阀及安全切断阀鼓风式燃烧器上止回阀当空气压力燃气压力时，为防空气逆流进入燃气管道中形成爆炸混合物，在燃气管道上可设止回阀。安全切断阀在燃烧器前的燃气管路上设压力传感器，当压力太高或太低时，安全切断阀动作，切断燃气。安全阀4、熄火保护装置作用当燃烧设备内的火焰熄灭时，能自动切断燃
12、气，防止未燃气体继续进入燃烧设备，避免发生爆炸事故。装置分类根据检测原理不同热电式熄火保护装置光电式熄火保护装置火焰离子探针熄火保护装置热电式熄火保护装置组成：热电偶火焰传感元件；电磁阀执行元件。分类：直接关闭、隔膜阀式直接关闭式的工作原理：1）按下气阀钮同时产生的电火花点燃长明火种直到热电偶产生的电流能激励电磁铁芯和衔铁保持吸合松开气阀钮。2）常明火种熄灭或其他原因造成热电偶感热部分温度降热电偶产生的电流降低到一定值电磁阀的铁芯和衔铁脱离，在弹簧力的作用下，电磁阀的密封垫切断燃气通路。气阀钮长明火种热电偶高压放电针电磁阀直接关闭式熄火保护装置隔膜阀式熄火装置工作原理基本同直接关闭式唯一不同之
13、处：利用塑料隔膜来切断气路。热电式熄火保护装置的缺点热电偶的热惯性较大尤其是在有辐射热的炉膛中熄火后很久也不会冷却，因此负荷较大的工业燃烧器上很少使用。光电式熄火保护装置过去：接受红外线辐射的火焰检测元件由于灼热炉膛与火焰的红外线很容易相互混淆。现在：利用火焰的紫外线辐射作为信号紫外线光电管的灵敏范围较窄减少其他辐射源干扰气体和油火焰的紫外线辐射强度比炉膛的辐射强度大得多，这就消除了对火焰检测元件的干扰。紫外线火焰检测元件的布置：必须很准确地对准气体火焰的紫外线辐射区，才能保证捡测元件的正常工作。检测元件内装有一个指示器反映、发出信号信号放大后及时开、闭燃气电磁阀。n特点：n灵敏度高、动作迅速
14、，n制作复杂、成本较高，并且要引入交流电。n可与自动点火、自动保护、报警等功能兼容。n适于范围：n工业燃烧装置、高档民用燃具中紫外线辐射区火焰火焰检测元件二次空气调风器天然气一次空气气枪火焰紫外线辐射区与火焰检测元件的布置火焰离子探针熄火保护装置工作原理：高温火焰中的气体会电离而具有导电性。金属导体探针置于火焰中，则回路导电，电磁阀开。火焰一旦熄灭，电流消失，则与之相连的电磁阀动作，切断燃气通路。电磁阀作执行元件动作迅速，可靠性好火焰离子探针式快速安全装置双金属片熄火保护装置燃气阀阀杆上有个弯曲的双金属片，处在长明小火旁边，靠小火把它加热才能使气阀开启。若是小火灭了，双金属片冷却力量把燃气阀关闭。
