国产全自动一体化燃烧机在锅炉上的应用.doc

国产全自动一体化燃烧机在锅炉上的应用
赵晔青
摘 要 全自动一体化燃烧技术是现代燃烧应用领域发展方向之一,燃烧机所具功能使其节约能耗,提高安全性能和产品质量且可降低劳动强度。由上海煤气销售(集团)有限公司营业所开发的JYR型低压机电一体化燃烧机已在热水锅炉上使用,取得令人满意的结果,文章叙述了该燃烧机及其与锅炉的匹配;介绍了具体的运行情况。
1 燃烧机概述
1.1 研究目的
全自动一体化燃气燃烧技术是现代燃烧应用领域发展方向之一,全自动一体化燃烧机具有自动助燃风机、自动点火、熄火保护、空/燃自动比例调节、可根据参数自动调节燃烧工况等功能。可节约能耗,提高安全性能和产品质量,同时降低操作劳动强度。
目前本市在煤气锅炉、空调及其它一些应用全自动机电一体化燃烧机的过程中基本采用进口产品,如威索、百得等,尚没有使用国产燃烧机的报导。我营业所的科研人员认为,在当前销售(集团)公司大力发展燃气客户促进煤气销售的形势下,适时发展自己的全自动一体化燃烧技术有利于今后进一步拓展市场,同时提高本公司在燃气应用领域的技术水平。
1.2 主要技术特性
由上海煤气销售(集团)公司营业所最近开发的低压机电一体化燃烧机(JYR型),具有燃烧完全,安全可靠,操作简便的特点。目前已在热水锅炉上进行试用。
该燃烧机主要突出两个特点,其一是能适应本市低压管网的供气压力(供应压力在80mm水柱时,最大小时用量达到200m3),其二是具有与国外同类产品类似的自动控制功能,可以用于一般加热炉及煤气锅炉(蒸发量1吨以下)。其主要自动控制功能有:
1)开机预吹扫功能;
2)自动点火功能;
3)熄火保护,即在点火失败及意外的熄火情况下能够切断供气阀;
4)大、小或两级自动比例调节,两种状态下空煤气配比保持一致;
5)燃气超压、欠压保护功能;
6)燃烧机主阀泄漏安全报警,燃烧机在发生煤气内泄漏情况下停止工作;
7)风压检测功能;
8)停火后吹扫功能;
1.3 主要部件及其功能
燃烧机主要部件按下图位置设计布置:
名称
功能
1、喷头
燃烧
2、风压开关
检测风机工作
3、主电磁阀
主火燃气阀
4、小或电磁阀
小火燃气阀
5、手阀
手动开关气源
6、压力开关
控制燃烧机在设定压力范围内工作
7、伺服电机
根据大、小火同步调节风门大小
8、煤气自动切断阀
有异常情况下断供气供应
9、放散阀
放散煤气
10、压力表
观察煤气试用压力变化
2 配套锅炉情况介绍
生产厂家:上海四方(集团)朝阳锅炉厂
锅炉型号:CWNS 0.47-95/70 Q常压热水锅炉
锅炉有关参数:
额定功率:0.47MW;工作压力:常压
出水温度:90℃;回水温度:70℃
辐射受热面积:3.71m2
对流受热面积:27.02m2
设计效率:84.85%
3 应用情况
3.1 煤气管路安装
由于气源供应条件是煤气设备运行的必要条件,而在本市有些进口燃烧设备应用过程中曾经发生过由于管道及配件选用不合理造成无法达到设计要求的例子,所以必须在应用国产燃烧机之前对管道供应系统进行核算,事实证明这一过程是必不可少的,其效果也是令人满意的。
根据该燃烧机试用城市低压煤气(<1500Pa),燃烧机设计额定试用压力800Pa,额定煤气耗量150m3/hr,并根据本市《城市煤气管道工程技术过程》,支管允许压力降200Pa(干管及罗茨式煤气压力降以500Pa计算)。支管选择DN100口径,经计算:
1)沿程阻力损失计算:
ΔP / L = 9.8 ( S.Q2 ) / (K2.d5)
式中ΔP / L:单位长度的阻力降 ,Pa
S : 煤气对空气的相对密度,取0.69
K : 取0.62
d : 取10.0 cm
Q : 煤气计算流量,取150m3/hr
代入求得:ΔP / L = 4.0 (Pa/m)
根据支管长度20m计算:
ΔP1 = 80 Pa
2)局部阻力计算:
ΔP =Σ(ζ.W2.ρ/2 )
式中:
ΔP :局部阻力损失( Pa)
ζ : 局部阻力系数,取0.3,共6处
W : 管道内煤气流速,经计算得5.3m/s
ρ:煤气密度,经现场取样分析计算得0.9 kg/m3
代入求得:ΔP2 = 23 Pa
合计支管阻力损失:103 Pa < 200 Pa
支管选用DN100 成立,在实际试用过程中,燃烧机在额定工作状态下,用U形压力计测得煤气压力在1000-1100Pa范围内,满足使用要求。
3.2 燃烧机配合锅炉操作各项功能调试情况
1) 开机预吹扫,20-320秒内可调,设置为105秒,同时风压检测开关开始检测助燃风机是否提供了足以保证正常燃烧的空气压头;
2)吹扫结束后进入“可疑火焰判别”程序,即由离子火焰检测棒检测在电火花产生前炉膛内有无非正常火焰(确保点火安全);
3)进入点火程序,电火花产生时小火电磁阀打开,同时离子监火棒检测火焰,如果确认火焰点燃,则由温度控制器根据热电偶温度与设定温度判别是否应打开主火焰燃烧;
4)在进入正常工作状态后,在下列状况下燃烧机将停止工作并发出声光报警:
燃气压力小于600Pa或大于2000Pa;
风压检测开关提示助燃风机压头不足;
锅炉极限低水位;
出水温度超出极限温度(大于90℃);
电路出现过载等异常情况;
5)在正常工作状态下,大、小火根据出水温度与温度控制器设定温度之间的逻辑关系自动变换,在变换过程中,伺服电机带动风门变换位置使大、小火焰空燃比保持一致;
6)根据火焰特点,在大、小火变换过程中,小变大时燃料先供,风门滞后;大变小时,风门先动,大火燃料阀关闭滞后,滞后时间大约1秒。
3.3 运行情况记录
本燃烧机于98年底配合锅炉安装,99年1月开始调试,99年3月开始使用。现将99年1月27日的测试记录于下:
测试时间:1999年1月27日
测试地点:锅炉房
测试仪器:KM9003烟气自动分析仪
QF190气体分析仪
干、湿球温度计
毕托管
秒表、U形压力计等
启用时刻:10:11
结束时刻:11:46
煤气表初始读数:602117
煤气表终了读数:602352
煤气供应压力:1450Pa
额定流量下煤气压力:1100Pa
燃气组分(%):
CO2
CmHn
O2
CH4
H2
CO
N2
9.6
5.2
0.9
13.2
37.4
15.5
18.2
燃气热值(H低):14180 kJ /m3
理论空气量(V0) : 3.36m3 / m3
平均分子量: 18.36
燃气密度: 0.8229 kg/m3
干球温度: 13℃
湿球温度: 11℃
初始水温(t 1) : 23.2℃
终了水温(t