工業(yè)燃燒器加熱設(shè)備中的空燃比控制

來源：原創(chuàng)瀏覽量：載入中...發(fā)布時間：2021.06.28

　　工業(yè)加熱設(shè)備中的空燃比控制對于成本效益和安全運行非常重要。如果過?？諝饬窟^多，燃氣消耗就會增加，空氣不足不僅增加能耗還會威脅安全生產(chǎn)。

　　控制空燃比的方法很多。本文及后續(xù)各篇將描述各種系統(tǒng)解決方案。廣泛的工業(yè)應(yīng)用可能還需要其他解決方案。一般來說，有必要根據(jù)系統(tǒng)和流程考慮每個單獨的案例。

　　在工業(yè)中，用于加熱的燃氣燃燒器用于多種工藝，例如用于熱加工系統(tǒng)（工業(yè)爐、干燥系統(tǒng)、燃燒后裝置等）或用于生產(chǎn)工藝蒸汽或熱水的鍋爐系統(tǒng)。

　　廣泛的應(yīng)用范圍因工藝規(guī)范和安裝而異：

　　?過程溫度：從大約100°C至1,300°C以上

　　?燃燒室壓力：恒定或波動、正值或負值

　　?燃燒器數(shù)量：單燃燒器和多達100多個燃燒器的多燃燒器系統(tǒng)

　　?容量控制類型：調(diào)節(jié)控制（無限可調(diào)的空氣和氣體流量）或脈沖控制（具有定義的氣體和空氣流量的分級燃燒器操作）

　　?燃燒氣體：成分幾乎恒定的公共供氣氣體或成分變化的工藝氣體

　　?氧化劑：冷空氣、熱空氣、氧氣和富氧空氣。

　　所有工業(yè)燃燒系統(tǒng)的共同要求是盡可能實現(xiàn)最高效率和低煙氣排放。

　　在規(guī)劃工業(yè)燃燒系統(tǒng)時，空燃比控制是一個關(guān)鍵點。

　　空燃比控制方式主要分為機械和電子兩大類。機械式分為純機械聯(lián)動和氣動二種，電子式分為基于流量檢測比例控制和基于閥門特性調(diào)節(jié)二種方式。

　　本文只講述純機械空燃比控制方式。

　　在圖1中，溫度指示控制器(TIRC)操作連接到空氣閥的執(zhí)行器

　　在機械比例控制系統(tǒng)中，只有兩個控制閥（燃氣或空氣）中的一個配備有執(zhí)行器。另一個控制閥是同時通過連桿或凸輪盤和相應(yīng)的機械連接進行調(diào)整。機械聯(lián)動裝置操作簡單，但需要在啟動時進行大量調(diào)整才能在整個操作范圍內(nèi)獲得正確的燃料/空氣比。

　　經(jīng)驗表明，這種調(diào)整可能很困難，尤其是當(dāng)空氣和氣體的調(diào)整裝置具有不同的開啟特性時。機械比率控制的優(yōu)點是通過適當(dāng)尺寸的控制元件可以實現(xiàn)明顯大于1:10的控制范圍。

　　對于帶有空氣預(yù)熱的系統(tǒng)，機械比例控制僅適用于有限制條件的情況，因為燃燒空氣溫度的每次變化都意味著密度變化，因此空氣質(zhì)量流量也會發(fā)生變化，即燃燒器上的空氣/燃氣比發(fā)生變化。

　　同樣，燃氣或空氣壓力的變化都會導(dǎo)致空氣/燃氣比的變化。因此，在使用機械比例控制時應(yīng)監(jiān)控供氣壓力。確定監(jiān)測范圍為每個特定系統(tǒng)單獨設(shè)置，并應(yīng)包括氣體和空氣的MIN和MAX壓力開關(guān)（圖1）。

　　如果燃燒室背壓與空氣和燃氣供應(yīng)壓力相比不可忽略，則壓力開關(guān)必須監(jiān)控燃燒室的壓差

　　如果與空氣閥的機械連接發(fā)生故障，則連接到空氣閥軸上的彈簧會迫使空氣閥處于全開位置。

　　該系統(tǒng)使用故障關(guān)閉執(zhí)行器來確保當(dāng)信號丟失或執(zhí)行器電源丟失時燃氣閥會自動關(guān)閉至小火位置。

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