国外全自动燃油燃气燃烧机现状分析.doc

国外全自动燃油燃气燃烧机现状分析燃烧机产品的标准化与全自动化及其生产的组装化国外全自动燃油燃气燃烧机尽管品牌、规格繁多，但其结构原理差不多。1 燃烧机产品的标准化与全自动化及其生产的组装化 国外全自动燃油燃气燃烧机尽管品牌、规格繁多，但其结构原理基本相同所用油泵、油嘴的安装联系尺寸、启动过程的时间顺序要求,进仪运行阶段的功率调节及火焰监视等，国际标准均有明确规定,因此燃烧过程控制及监测保护系统已实现标准化、全自动化，油泵、油嘴、程控器、火焰传感器、油阀、气阀及安全保护装置的专业生产厂家都是按有关标准和规定组织设计、生产。国外生产厂家对元器件不强调国产化程度，而着眼于产品的可靠性与竞争优势。外购件几乎都采用同一或少数几个世界名牌产品。如美国SUNTEC公司油泵；HONEYWELL公司的安全电磁阀、程控器，各类气阀；STEINEN公司油嘴；瑞士LANDISGYR公司的LOA、LAL、LFL程控器、ORA、 ORB火焰传感器；德国DUNGS公司的各类气阀等。因此，国外全自动燃油燃气燃烧机已实现组装化生产。 1.2国外全自动燃油燃烧机的雾化机理及燃油燃烧机的配风 1.2.1国外全自动油燃烧机的雾化机理 国外全自动燃油燃烧机以机械雾化为主，机械雾化喷嘴生产厂家主要有美国JTEINFN和HAGO及丹麦DANFOSS公司，其安装联系尺寸相同。世界著名的满烧机生产厂家多采用STEINEN公司油嘴，分实心型、半实心型、空心型三大系列喷射角度有45、50、60、80，为旋流体上开有4条斜槽，油从切线方向流人旋流室，高速旋转然后由油嘴上的喷口喷出，由于离心力的作用产生很大的切线速度使油得到良好雾化井且形成油颗粒细化与空气均匀混合的有利条件。根据1995年湖南省机械研究所等单位对Steinen公司10 Usgph油嘴(半实心型)的冷态试验报告：雾化角为60，油压尸为1.2、1.0、0.8MPa.油嘴喷油量的口为51.4、46.8、42.51L/h,分别为高出理论计算值3.86%、3.45%、5%。油滴最大直径dmax为160m，油滴平均直径d平均为74.2m（国际先进水平己平均为100m以下）、流量密度分布曲线沿圆周分布较均匀。对合理配风影响较小。 燃油的雾化压力： 耗油量在460 kg/h以下的德国威索燃烧机的雾化压力： 轻油P为112 MPa 重油P为22.5 MPa 比例调节型轻油P为23MPa；比例调节型重油P为2.53 MPa 英国力威燃烧机的雾化压： 轻油P为22.2 MPa，重油P为2.52.9 Mpa。 经过多次热工测试表明：轻油燃烧机的雾化压力P为11.2 MPa时，已能较好地满足节能和环保的要求。 1.2.2国外全自动燃油燃气燃烧机的配风 对于燃油燃烧机，充分燃烧的前提条件是良好的雾化质量和合理配风。说明配风器和雾化器（喷油嘴）同等重要。对于燃气燃烧机则上要是配风和混含方式的问题。 为了加强燃烧机出口气流的扰动。促进油（燃气）气均匀混合，造成一个烟气回流区和不破坏着火条件，进口燃烧机一般在燃烧头内装一个内旋流式稳焰器，它结构简单，效果很好。有些燃烧机的配风为：双段火力和比例调节式燃油燃烧机，根部风占总风量的10左右，与滑动两级式燃气烬烧机的配风基本接近；对于一段火力油燃烧机的配风比一般在20左右。 由于各类燃气的燃烧特性及火焰传播速度不同。英国力威、意大利意高等燃气燃烧机都是按燃气成份及供气压力设计不同的燃烧头低热值燃气常采用预混式燃烧头，而高热值燃气、液化石油气则采用后混式燃烧头。笔者曾对威索G3燃气燃烧机进行过热工和环保性能测试。当燃气为焦炉煤气，燃气压力为10kPa.过量空气系数为1.2时，烟气中CO含量为20010-6、RO2含量为15.3 %、O2含量为3.89、燃烧机（燃料）燃烧效率99.922、烟尘排放浓度为6.3mg/m3）：SO2排放浓度为11.7 mg/m3, NOx排放浓度为42.8 mg/m3，大大低于GWPB31999大气污染物排放标准。 1.3风量的调节与风机设计 1.3.1风量调节 耗油量在30 kg/h以下的小型燃烧机以手动调节风门居多。 小型机一般采用出风口调节风门，中型和大型机多采用进风口调节风门 1.3.2风量调节装置 采用液压调节风门的有耗油量200 kg/h以下力威、意高、利雅路、百得等公司的燃烧机。其中：耗油量在60 kg/ h以下，程控器一般采用LOA21，耗油量在60180 kg/h之间，程控器采用LOA44,是属于经济型燃烧机。德国威索、法国贵诺不论规格大小均采用电动型风门控制器。液动型风门控制器有第一段火第二段火两级控制，亦有停机、第一段火、第二段火三级控制。电动型风门控制器可以实现4级或5级式风门位置控制，且停机时风门关闭，功能广泛，操作安全。但电控型原理比较繁锁，对调整的要求稍高。 1.3.3风机设计 风机设计分蜗壳内壁型线与叶轮两部分。 一般燃烧机蜗壳的内壁型线均根据叶轮直径和蜗壳的张开度A值按等边基四偏心法作近似对数螺旋线，由四段型线组成蜗壳、为了结构紧凑，有的小型燃烧机的蜗壳型面曲线由两偏心和两段光滑型线连接组成。 叶轮设计多数厂家采用多翼式强前向叶轮，虽然效率较低，但其具有大流量系数，高压力系数，小尺寸系数的优点而获得广泛应用。有的燃烧机也有采用后向叶轮的，如百得BT40DSG、BT55DSG、BT75DSG、BT120DSG。为了降低燃烧机高度，在保持一定的风量风压的前提下，将叶轮的直径适当减小，叶轮的宽度适当增加，如：意高MINOR8、MINOR12等。为了提高风压，有的燃烧机采用串联叶轮（日本称蜗轮叶轮），如韩国庆东锅炉有限公司的几种小型燃烧机，日本大型、小型燃烧机均有应用。 我们曾多次对德国威索轻油燃烧机进行风机动力性试验，其p-Q特性曲线较平滑，是叶轮、蜗壳及长风道的有效组合，调节燃烧负荷时风压稳定，负荷的调节范围很宽，燃烧稳定性强。 1.4空燃比、节能与环保 正确控制燃料量与空气量的配比，是合理组织燃烧过程的重要内容。在充分燃烧的条件下，使助燃空气以最小限量超过理论空气量，即过量空气系数最小，会使燃烧温度最高，锅炉的加热速度最快，燃料的消耗最小。 根据10次对5个规格威索轻油燃烧机的热工侧试表明，过量空气系数在1.11.2时，燃烧机（燃料）燃烧效率平均为99.96，CO含量平均为10210-6、烟气黑度为林格曼黑度01级。烟尘排放浓度平均为24 mg/m3、SO2排放浓度平均为137 mg/m3，大大低于GWPB3-1999大气污染物排放标准。可在一类区（自然保护区、宾馆、旅游区等使用，对大气污染可略而不计，实现洁净燃烧。 国外全自动燃油燃气燃烧机中，有的品牌如利雅路GULLIVER BLU BG系列低NOx轻油燃烧机，燃烧失的设计采用了烟气再循环技术，因而控制了一次风量降低了火焰温度，减少了污染物的生成，且加速了燃料的气化使轻油燃烧时具有燃气的特点而使火焰呈现蓝色。 1.5自动控制系统 自动控制系统包括程控器、火焰传感器（电离子棒、电动机、安全电磁阀、电磁阀、点火变压器、点火电极、空气压力开关、燃气压力开关、双重电磁阀等。具有程序控制、光电检测、工作锁定、安全保护等功能。温度、压力、水位等自动控制。依靠外部电控元件来实现。 目前小型油燃烧机程控器用得最多的为LOA程控器系列LOA24-171具有欠压保护功能，威索小型燃烧机全部采用它。意高、百得、法国贵诺等厂家小型机均采用LOA21程控器。对于耗油量460kg/h以下中型、大型燃烧机威索全部采用LAL系列程控器，具有后清扫功能，其他欧洲国家亦采用较多。 燃气燃烧机德国威索、英国力威等均采用LFL程控器。 美国Honeywell7800系列油气燃烧机程控器是以微电脑为基础的综合控制器，可替代超过400种各厂家推出的程控器，能使工作更安全并可实现全面自诊断，具有通讯和联网功能已开始在我国推广运用。 1.6燃烧机工作时的安全保护 国外全自动燃烧机在安全保护方面有显著特色，主要措施有： (1)为了防止风道及燃烧头内积存污物等，在燃烧机点火前须进行预清扫，有的产品为了避免停机时逆火，还具有后清扫功能。 (2)为了防止在预清扫期间，电磁阀泄漏，大量油液落入燃烧室内，造成点火时的爆燃现象，不少产品装有安全电磁阀。 (3）为了非正常熄火保护，装有火焰传感器或电离子棒（燃气）。 (4）为了防止异物进人叶轮或燃烧头内，在燃烧机进风口或集风器前安装有钢丝网。 (5对于低标号(60号及以下）重油燃烧机有的产品采用温度控制器用以控制油嘴座内的加热温度。 对于高标号重油和渣油燃烧机，内置低油压保护。如油压低于设定值时，喷嘴不会喷油，以避免燃油积存在燃烧室内，产生爆燃式炉膛结焦。 (6)燃气燃烧机多采用燃气压力开关进行低气压保护，有的采用两个燃气压力开关分别进行燃气低气压和高气压保护。 (7)燃气燃烧机的气阀防漏/测漏系统。 如气阀密封不严，燃气泄漏进人燃烧室内，在一定条件下会产生爆炸，造成重大事故。按照prEN676的规定，燃烧机必须安装双重电磁阀，在功率高于1200kw的设备中一定要使用阀门自动检漏装置。 (8)对于轻油燃烧机采用燃油预热、利雅路公司开发了一种新型的自动可调的电阻预热器，保证了轻油达到预先设置的最佳温度时才点火，保证了点火和整个燃烧过程中的理想雾化从而燃烧头和燃烧室也免于未燃物的沉积。 2 发展趋势 近年来，燃烧机生产厂家为了提高产品的竞争力，在节能、燃料多样化、自控、点火能量等几个方面做了许多工作其发展趋势主要有以下几个方面： 1）进一步提高节能效果。特别是大型燃烧机要求实现低空燃比燃烧和可变火焰特性（包括火焰形状、大小、温度）的燃烧。 (2)燃烧机不仅能烧各种热值的燃气而目能燃轻油和重油使其能燃料多样化。 (3)在空燃比的补偿自动调控技术应用方面有较大的进展；更安全并实现全面自诊断和具有联网与通讯功能的程控器进一步得到推广应用。 (4)抗积炭、抗结焦的高能点火装置进步得到推广应用。现有点火装置电流小、电压高（20mA, 800017000V 1，属小能量点火装置。两电极间距离一般为35mm，同时电极在高温下变形，会改变放电距离，且易结焦积炭需经常调节和清洗。高能点火装置的特点是电流大、电压低（变压器副线圈电流为35500mA、电压220 V)、能量高，点火电极发热端为耐高温的特殊材料制成的点火装置得以应用，此种装置点火电极间距离达12mm以上、点火电极不易结焦，点火故障少、特别适于重油燃烧机。