燃气燃烧器知识

气体燃烧器
气体燃烧器种类较多, 以下按空气供给方式介绍几种工业锅炉上应用较多的燃烧器。
1. 自然供风燃烧器
如图3-45 所示, 按炉膛形状可以选择圆形或矩形燃烧
器, 低压燃气通过管子上的火孔流出, 与空气事先元预混合, 是一
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次空气系数α l=0 的扩散燃烧方式, 因而也称为扩散文燃烧器。
这种燃烧器燃烧稳定, 运行方便, 而且结构简单, 可以利用300~400Pa 的低压燃气。但炉膛过量空气系数较大, α= 、1.2~1.6; 排烟热损失q2 和气体不完全燃烧热损失q3 偏大; 火焰较长, 要求炉膛容积大; 燃烧速度低, 只用于很小容量的锅炉。
2. 引射式燃烧器
它的种类繁多。按燃烧方式分, 它有部分空气预混合的本生燃烧方式和空气预混合的无焰燃烧方式两种。所用的引射介质可以是空气, 也可以是一定压力的燃气, 前者需要鼓风装置。
(1) 大气式引射燃烧器
如图3-46 所示。燃气以一定流速自喷嘴进入引射器, 在引射器的缩口处将一次空气( α1=0.45~
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0.65) 引入, 两者经混合后流向燃烧器头部, 由直径为2~10mm 的火孔流出, 以本生火焰形式燃烧。这种燃烧器也只用于小型锅炉, 它适用于各种低压燃气, 而且不需要鼓风装置。但热负荷太大, 结构笨重。
(2) 空气引射式燃烧器
如图3-47 所示。压头为5000~600OPa 的空气经喷嘴通过引射器的缩口处时, 形成负压, 把低压的燃气从四个管孔吸人, 两种气体在混合管中混合形成均匀的气体混合物, 它流向火孔出口, 并在与出口处相连接的稳焰火道中燃
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烧。图中所示的燃烧器是与全部燃烧空气预混合的无焰燃烧器, 炉膛出口过量空气系数小, 燃烧强度高, 但需要鼓风装置, 耗电大, 适用于带有空气预热器的阻力较大的正压锅炉。
3. 鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器一般由分配器、燃气分流器和火道组成。种类较多, 常用的有旋流式和平流式两种。
这两类燃烧器的配风器与燃油燃烧器基本相似, 燃气分流器的基本形式为单管式和多管式。其结构简单。燃烧形成的火焰特征与通常旋流式和直流式燃油燃烧器也相似, 这里不再一一叙述。以下列举一种常用的燃气燃烧器的例子。图3-48 是周边供气蜗壳式燃烧器。
从图中可知, 空气通过蜗壳产生强烈旋转, 后进入内筒继续旋转向前, 燃气由管子进入内环套, 从内筒中部和端部的两排小孔喷出、并与高速喷人的空气流强烈混合后进入火道燃烧。在内筒的进口处的圆周
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上均布着一排曲边矩形孔, 一小部分空气从这些小孔通过进入外环套, 作为二次空气在内筒端部环缝流出, 它有冷却燃烧器头部的作用。这种燃烧器混合强烈, 燃烧完善, 过量空气系数小( α=1 ? 05), 但阻力较大。
4. 进口燃气燃烧器
图3-49为进口燃气燃烧器构造图。
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主要由三部分组成,即气系统、风系统和控制系统o
气系统功能是提供燃烧需要的燃气。主要由过滤器、稳压器、压力开关、安全阀、电磁阀、流量调节阀、分配器等组成。
风系统的功能是提供燃烧所需要的一定数量和压力的空气。: 主要由机壳、风机叶轮、风门、稳焰器( 配风盘) 、燃烧头、轴、滑杆、风门刻度盘、测压孔、燃烧头调整螺丝等组成。控制系统的功能使燃烧器按规定的程序工作。主要由接线端子、穿线孔、控制盒、接触器、热继电器、点火变压器、点火电极、电机( 含伺服电机) 、光电管( 火焰传感器) 等组成。
控制系统的功能使燃烧器按规定的程序工作。主要由接线端子、穿线孔、控制盒、接触器、热继电器、点火变压器、点火电极、电机( 含伺服电机) 、光电管、( 火焰传感器) 等组成。
一、油燃烧器
1. 油的燃烧特点
油是一种液体燃料, 而液体燃料的沸点总是低于它的着火温度, 因此油的燃烧实际上是在气态下进行的。油在燃烧时, 直接参加燃烧的不是液体状态的油, 而是“ 油气“ 。所以说油滴的燃烧包括蒸发、扩散和燃烧三个过程, 而且是同时进行的。具有以下特点:
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(1) 油在蒸发气化状态下燃烧;
(2) 油具有扩散燃烧的特点;
(3) 油需要雾化后再燃烧;
(4) 油在不同的条件下, 具有不同的热分解特性。
2. 油燃烧器的分类
燃烧器是把燃油输送及雾化装置与调风装置通过电路组合在一起的设备。组合为一体, 称为整体燃烧器。它除了能保证较好供给锅炉燃料并使之完全燃烧外, 还设有自动控制、报警及保护装置。也有分体去础, 即油系统, 风系统分开, 因而电路系统也分开。根据燃料不同, 燃烧器分为轻油( 煤油、柴油〉、重油( 渣油) 及油气两用燃烧器。
根据燃烧器的油嘴数量与调节方式不同, 燃烧器又分为一级( 单段〉、二级( 双段) 、三级( 三段) 和比例式。一级有一个喷油嘴, 二级有两个喷油嘴, 三级有三个喷油嘴。比例式是燃烧器的负荷随着锅炉出力大小连续调整变化, 而其他是根据改变油嘴数量的变化来调整锅炉出力的大小。
国外进口的燃烧器品种较多, 其中常见的有德国威索、法国贵诺、意
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大利百得和利雅路、日本奥林匹及韩国水国等。国内燃烧器产地主要在广东、贵州、江西、江苏、黑龙江等地。
3. 油燃烧器的结构为使燃料油燃烧良好, 必须提高油的雾化质量, 使油雾与空气充分混合, 这主要借助于燃烧器来实现。燃烧器是燃油锅炉的关键设备, 它由喷油部分( 雾化器) 、调风器部分、点火及稳燃装置、电气系统和电机及伺服马达等构成, 如图3-36 所示。

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喷油部分由油泵、油泵调节阀、滤网、油预热器、电磁阀、喷油嘴、回油调节阀等组成; 调风器部分由风机、空气挡板、调节套筒、外壳等组成。
点火及稳燃装置由变压器、点火电极等组成, 稳燃装置由调风盘及燃烧头组成。
电气系统由火焰传感器、燃烧程序控制器、燃油加热控制器等组成。
电机伺服马达为凤机、油泵、风门调节、回油调节提供动力。
4. 油雾化喷嘴
(1) 机械雾化
机械雾化油嘴是利用较高的油压, 将油从喷孔中高速喷出实现雾化的。通常使用的机械雾化油嘴都是离心式油嘴
（10）
简单机械雾化油嘴是由雾化片: 、旋流室、分油件以及油嘴螺帽等组成, 如图3-37 所示。
图3-38 是机械雾化油嘴结构图。具有一定压力、温度的燃油, 通过进油孔和均油槽进入切向槽, 获得很高的速度, 然后进入旋流室。油在旋流室内产生强烈的离心旋转, 造成槽向脉动, 从喷孔喷出, 形成空心锥形薄膜。由于油在紊流情况下, 经喷孔扩散, 加之离心
作用, 形成了表面张力而被粉碎成许多细小的油粒, 达到雾化的目


（11）
的。
(2) 转杯雾化
图3-39 是转杯式油嘴。它的工作原理是燃料油通过空心转轴送到3000~5000r/min 的高速旋转的杯形装置中, 在离心力的作用下, 油在转杯中紧帖转杯内壁形成很薄的油膜, 沿杯口飞出, 而被雾化成很细的油粒。与此同时, 装在同一轴上的风机叶片将一次风沿转杯口经





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导向片吹出, 一次风旋转方向与油滴的方向相反, 使油滴进一步雾化。
3) 蒸汽雾化蒸汽雾化的原理是利用高速蒸汽通过喷射将油带出并破碎为油粒, 再由蒸汽的膨胀和油在炉膛中受烟气加热, 使油粒进一步粉碎为更细的油雾。
蒸汽雾化油嘴按油和蒸汽的混合位置不同, 可分为内混式油嘴和外混式油嘴两种, 蒸汽与油在喷嘴内混合的为内混式; 蒸汽与油在喷嘴外混合的为外混式。
蒸汽雾化质量较好, 油粒细而均匀, 一般油粒的平均直径小于100
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μ mo 蒸汽雾化油嘴可燃用各种燃料油。
图3-40 所示的Y 形喷嘴就是蒸汽雾化喷嘴的一种。在Y 形喷嘴中蒸汽通过内管5 流入喷嘴头部的几个小孔, 叫做汽孔; 油由外管4 也流入喷嘴头部的另几个小孔, 叫做油孔; 油和汽在几个直径稍大一些的孔中相遇, 这些孔叫做混合孔; 泊在这里和汽流撞击, 然后喷进炉内, 雾化成细雾。Y 形喷嘴的油压一般为0.5~2.OMPa 左右, 汽压为0.6~1.OMPa 左右。
(4) 空气雾化
空气雾化油嘴根据所用空气压力的不同, 分为高压、中压和低压等三类。高中压空气雾化油嘴为获得高压空气, 必须使用空气压缩机, 故在锅炉上应用较少, 在锅炉上采用的多是如图3-41 所示低压空
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气雾化油嘴。
油在较低压力下从喷嘴中喷出, 利用速度较高的空气（约80 m/s) 从油的四周射入, 从而将油雾化。低压空气雾化-般用于工业锅炉上, 所需风机压头约为2000~7000Pa
5.调风及稳燃装置
（1）单级、两级燃烧器调风装置
1）单级燃烧器的调风装置
对于单级(ON/OFF) 燃烧器来说, 其风门经调试后是固定不变的。
2) 两级燃烧器的调风装置两级燃烧器具备一个由伺服马达驱动的风门调节装置。当风门转动时, 进气口的开度就发生变化, 由此改变了进风量。
（14）
图3-42 为两级燃烧器使用的伺服马达, 型号为SQN30- 111, 共有四组(I~N ) 辅助开关。在调试时, 必须进行如下机械调整:

?设定小火时风门开度。号喷嘴运行) 一一凸轮开关III;
?设定大火时风门开度( 两个喷嘴同时运行) 一一凸轮开关I ;
?设定2 号喷嘴的投运一一凸轮开关N ;
?在上述设定后于进行烟气测试一一*终设定III 及I 。
凸轮IV 不应超出调节范围I~III 的2/3, 否则由于风量过大, 火焰
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将会被吹熄。
(2) 滑动型燃烧器的调风装置1) 风油调节原理
凸轮机构在伺服马达的驱动下沿顺时针方向转至大火位置, 可调弹簧带, 带动风门挡板连接件并为前吹扫打开风门。
在前吹扫末期, 伺服马达驱动凸轮盘顶开油量调节阀, 使风门挡板转到点火负荷位置, 在此位置上, 油量调节器垒开, 这就表示只有一小部分泊在喷嘴里雾化, 大部分通过回油管回流至油箱。与此同时, 风门关小, 以使供风量满足雾化油量的需要。伺服马达驱动联动机构由小火向大火作连续运动, 风门打开, 油调节器关小, 只有小部分油回流至油箱, 其结构如图3-43 所示。
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2) 风量调节


通过调节联动机构上的滑动螺丝, 带动空气挡板开度, 并: 在各负荷点测量烟气成分, 使风量适合油量, 在上述调整完成后, 要将外侧的锁紧螺钉旋紧。
3) 油量调节
用内六角扳手, 转动内六角螺丝, 使偏心钢片凸起或凹下, 通过偏心钢片来顶动油量调节器( 油压升高或降低), 从而达到油量调节的目的。风、油调节应协调进行。
(3) 稳燃装置( 风碟)
安装在燃烧器的出风口, 形如圆盘百叶窗, 如图3-44 所

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在燃烧器风叶高速旋转的情况下, 空气从吸风口经气道进入稳燃盘, 形成高速旋转气流与喷油嘴喷出的油雾, 快速混合成油气。
各种类型燃烧器的稳燃盘均装在出风口上, 其位置有一定的询节范围, 根据燃烧器使用条件的不同, 可进行适当的调节, 往里调火焰形状变尖, 风压增高, 出风量减小; 往外调火焰形状变宽, 风压降低, 出风量增大。经验证明稳燃盘调整至火焰呈扩散状, 光线不刺眼, 呈蛋黄色为佳。