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1. 油的燃燒特點(diǎn)

油是一種液體燃料 , 而液體燃料的沸點(diǎn)總是低于它的著火溫度 , 因此油的燃燒實(shí)際上是在氣態(tài)下進(jìn)行的。油在燃燒 時(shí) , 直接參加燃燒的不是液體狀態(tài)的油 , 而是 “ 油氣 “ 。所以 說(shuō)油滴的燃燒包括蒸發(fā)、擴(kuò)散和燃燒三個(gè)過(guò)程 , 而且是同時(shí)進(jìn)行的。具有以下特點(diǎn) :

(1) 油在蒸發(fā)氣化狀態(tài)下燃燒 ;

(2) 油具有擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn) ;

(3) 油需要霧化后再燃燒 ;

(4) 油在不同的條件下 , 具有不同的熱分解特性。

2. 油燃燒器的分類

燃燒器是把燃油輸送及霧化裝置與調(diào)風(fēng)裝置通過(guò)電路組 合在一起的設(shè)備。組合為一體 , 稱為整體燃燒器。它除了能 保證較好供給鍋爐燃料并使之完全燃燒外 , 還設(shè)有自動(dòng)控制、 報(bào)警及保護(hù)裝置。也有分體去礎(chǔ) , 即油系統(tǒng) , 風(fēng)系統(tǒng)分開(kāi) , 因 而電路系統(tǒng)也分開(kāi)。根據(jù)燃料不同 , 燃燒器分為輕油 ( 煤油、 柴油〉、重油 ( 渣油 ) 及油氣兩用燃燒器。

根據(jù)燃燒器的油嘴數(shù)量與調(diào)節(jié)方式不同 , 燃燒器又分為 一級(jí) ( 單段〉、二級(jí) ( 雙段 ) 、三級(jí) ( 三段 ) 和比例式。一級(jí) 有一個(gè)噴油嘴 , 二級(jí)有兩個(gè)噴油嘴 , 三級(jí)有三個(gè)噴油嘴。比 例式是燃燒器的負(fù)荷隨著鍋爐出力大小連續(xù)調(diào)整變化 , 而其 他是根據(jù)改變油嘴數(shù)量的變化來(lái)調(diào)整鍋爐出力的大小。

國(guó)外進(jìn)口的燃燒器品種較多 , 其中常見(jiàn)的有德國(guó)威索、意大利百得和利雅路、法國(guó)貴諾、日本奧林匹亞及韓國(guó)水國(guó)等。

國(guó)內(nèi)燃燒器產(chǎn)地主要在廣東、貴州、江西、江蘇等地。

3. 油燃燒器的結(jié)構(gòu)

為使燃料油燃燒良好 , 必須提高油的霧化質(zhì)量 , 使油霧 與空氣充分混合 , 這主要借助于燃燒器來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃燒器是燃油鍋爐的關(guān)鍵設(shè)備 , 它由噴油部分 ( 霧化器 ) 、調(diào)風(fēng)器部分、 點(diǎn)火及穩(wěn)燃裝置、電氣系統(tǒng)和電機(jī)及伺服馬達(dá)等構(gòu)成 , 如圖 3-36 所示。

噴油部分由油泵、油泵調(diào)節(jié)閥、濾網(wǎng)、油預(yù)熱器、電磁 閥、噴油嘴、回油調(diào)節(jié)閥等組成 ; 調(diào)風(fēng)器部分由風(fēng)機(jī)、空氣 擋板、調(diào)節(jié)套筒、外殼等組成。

點(diǎn)火及穩(wěn)燃裝置由變壓器、點(diǎn)火電極等組成 , 穩(wěn)燃裝置 由調(diào)風(fēng)盤及燃燒頭組成。

電氣系統(tǒng)由火焰?zhèn)鞲衅?、燃燒程序控制器、燃油加熱控制器等組成。

電機(jī)伺服馬達(dá)為鳳機(jī)、油泵、風(fēng)門調(diào)節(jié)、回油調(diào)節(jié)提供動(dòng)力。

4. 油霧化噴嘴

(1) 機(jī)械霧化

機(jī)械霧化油嘴是利用較高的油壓 , 將油從噴孔中高速噴出實(shí)現(xiàn)霧化的。通常使用的機(jī)械霧化油嘴都是離心式油嘴。

簡(jiǎn)單機(jī)械霧化油嘴是由霧化片 : 、旋流室、分油件以及油嘴螺帽等組成 , 如圖3-37 所示。

圖 3-38 是機(jī)械霧化油嘴結(jié)構(gòu)圖。具有一定壓力、溫度的燃油 , 通過(guò)進(jìn)油孔和均油槽進(jìn)入切向槽 , 獲得很高的速度 , 然 后進(jìn)入旋流室。油在旋流室內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的離心旋轉(zhuǎn) , 造成槽向脈動(dòng) , 從噴孔噴出 , 形成空心錐形薄膜。由于油在紊流情 況下 , 經(jīng)噴孔擴(kuò)散 , 加之離心力作用 , 形成了表面張力而被粉碎成許多細(xì)小的油粒 , 達(dá)到霧化的目的。

(2) 轉(zhuǎn)杯霧化

圖 3-39 是轉(zhuǎn)杯式油嘴。它的工作原理是燃料油通過(guò)空心轉(zhuǎn)軸送到 3000~5000r/min 的高速旋轉(zhuǎn)的杯形裝置中 , 在離 心力的作用下 , 油在轉(zhuǎn)杯中緊帖轉(zhuǎn)杯內(nèi)壁形成很薄的油膜 , 沿 杯口飛出 , 而被霧化成很細(xì)的油粒。與此同時(shí) , 裝在同一軸 上的風(fēng)機(jī)葉片將一次風(fēng)沿轉(zhuǎn)杯口經(jīng)導(dǎo)向片吹出 , 一次風(fēng)旋轉(zhuǎn) 方向與油滴的方向相反 , 使油滴進(jìn)一步霧化。

(3) 蒸汽霧化 蒸汽霧化的原理是利用高速蒸汽通過(guò)噴射將油帶出并破碎為油粒 , 再由蒸汽的膨脹和油在爐膛中受煙氣加熱 , 使油 粒進(jìn)一步粉碎為更細(xì)的油霧。

蒸汽霧化油嘴按油和蒸汽的混合位置不同 , 可分為內(nèi)混 式油嘴和外混式油嘴兩種 , 蒸汽與油在噴嘴內(nèi)混合的為內(nèi)混 式 ; 蒸汽與油在噴嘴外混合的為外混式。

蒸汽霧化質(zhì)量較好 , 油粒細(xì)而均勻 , 一般油粒的平均直徑小于 100 μ mo 蒸汽霧化油嘴可燃用各種燃料油。

圖 3-40 所示的 Y 形噴嘴就是蒸汽霧化噴嘴的一種。在 Y 形噴嘴中蒸汽通過(guò)內(nèi)管 5 流入噴嘴頭部的幾個(gè)小孔 , 叫做汽孔 ; 油由外管 4 也流入噴嘴頭部的另幾個(gè)小孔 , 叫做油孔 ; 油和汽在 幾個(gè)直徑稍大一些的孔中相遇 , 這些孔叫做混合孔 ; 泊在這里和 汽流撞擊 , 然后噴進(jìn)爐內(nèi) , 霧化成細(xì)霧。 Y 形噴嘴的油壓一般為 0.5~2.OMPa 左右 , 汽壓為 0.6~1.OMPa 左右。

(4) 空氣霧化

空氣霧化油嘴根據(jù)所用空氣壓力的不同 , 分為高壓、中壓和低壓等三類。高中壓空氣霧化油嘴為獲得高壓空氣 , 必 須使用空氣壓縮機(jī) , 故在鍋爐上應(yīng)用較少 , 在鍋爐上采用的 多是如圖 3-41 所示低壓空氣霧化油嘴。

油在較低壓力下從噴嘴中噴出 , 利用速度較高的空氣（約80 m/s) 從油的四周射入 , 從而將油霧化。低壓空氣霧化 -般用于工業(yè)鍋爐上 , 所需風(fēng)機(jī)壓頭約為 2000~7000Pa

5.調(diào)風(fēng)及穩(wěn)燃裝置

（1）單級(jí)、兩級(jí)燃燒器調(diào)風(fēng)裝置

1）單級(jí)燃燒器的調(diào)風(fēng)裝置

對(duì)于單級(jí) (ON/OFF) 燃燒器來(lái)說(shuō) , 其風(fēng)門經(jīng)調(diào)試后是固定不變的。

2) 兩級(jí)燃燒器的調(diào)風(fēng)裝置 兩級(jí)燃燒器具備一個(gè)由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)門調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)風(fēng)門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) , 進(jìn)氣口的開(kāi)度就發(fā)生變化 , 由此改變了進(jìn) 風(fēng)量。

圖 3-42 為兩級(jí)燃燒器使用的伺服馬達(dá) , 型號(hào)為 SQN30- 111, 共有四組 (I~N ) 輔助開(kāi)關(guān)。在調(diào)試時(shí) , 必須進(jìn)行如 下機(jī)械調(diào)整 :

·設(shè)定小火時(shí)風(fēng)門開(kāi)度。號(hào)噴嘴運(yùn)行 ) 一一凸輪開(kāi)關(guān) III;

·設(shè)定大火時(shí)風(fēng)門開(kāi)度 ( 兩個(gè)噴嘴同時(shí)運(yùn)行 ) 一一凸輪開(kāi)關(guān) I ;

·設(shè)定 2 號(hào)噴嘴的投運(yùn)一一凸輪開(kāi)關(guān) N ;

·在上述設(shè)定后于進(jìn)行煙氣測(cè)試一一最終設(shè)定 III 及 I 。

凸輪 IV 不應(yīng)超出調(diào)節(jié)范圍 I~III 的 2/3, 否則由于風(fēng)量過(guò)大 , 火焰將會(huì)被吹熄。

(2) 滑動(dòng)型燃燒器的調(diào)風(fēng)裝置 1) 風(fēng)油調(diào)節(jié)原理

凸輪機(jī)構(gòu)在伺服馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至大火位 置 , 可調(diào)彈簧帶 , 帶動(dòng)風(fēng)門擋板連接件并為前吹掃打開(kāi)風(fēng)門。

在前吹掃末期 , 伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)凸輪盤頂開(kāi)油量調(diào)節(jié)閥 , 使 風(fēng)門擋板轉(zhuǎn)到點(diǎn)火負(fù)荷位置 , 在此位置上 , 油量調(diào)節(jié)器壘開(kāi) , 這就表示只有一小部分泊在噴嘴里霧化 , 大部分通過(guò)回油管 回流至油箱。與此同時(shí) , 風(fēng)門關(guān)小 , 以使供風(fēng)量滿足霧化油量的需要。 伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由小火向大火作連續(xù)運(yùn)動(dòng) , 風(fēng)門打開(kāi) , 油調(diào)節(jié)器關(guān)小 , 只有小部分油回流至油箱 , 其結(jié)構(gòu)如 圖 3-43 所示。

2) 風(fēng)量調(diào)節(jié)

通過(guò)調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的滑動(dòng)螺絲 , 帶動(dòng)空氣擋板開(kāi)度 , 并 : 在各負(fù)荷點(diǎn)測(cè)量煙氣成分 , 使風(fēng)量適合油量 , 在上述調(diào)整完成后 , 要將外側(cè)的鎖緊螺釘旋緊。

3) 油量調(diào)節(jié)

用內(nèi)六角扳手 , 轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)六角螺絲 , 使偏心鋼片凸起或凹 下 , 通過(guò)偏心鋼片來(lái)頂動(dòng)油量調(diào)節(jié)器 ( 油壓升高或降低 ), 從而達(dá)到油量調(diào)節(jié)的目的。風(fēng)、油調(diào)節(jié)應(yīng)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

(3) 穩(wěn)燃裝置 ( 風(fēng)碟 )

安裝在燃燒器的出風(fēng)口 , 形如圓盤百葉窗 , 如圖 3-44 所

在燃燒器風(fēng)葉高速旋轉(zhuǎn)的情況下 , 空氣從吸風(fēng)口經(jīng)氣道 進(jìn)入穩(wěn)燃盤 , 形成高速旋轉(zhuǎn)氣流與噴油嘴噴出的油霧 , 快速 混合成油氣。

各種類型燃燒器的穩(wěn)燃盤均裝在出風(fēng)口上 , 其位置有一 定的詢節(jié)范圍 , 根據(jù)燃燒器使用條件的不同 , 可進(jìn)行適當(dāng)?shù)?調(diào)節(jié) , 往里調(diào)火焰形狀變尖 , 風(fēng)壓增高 , 出風(fēng)量減小 ; 往外 調(diào)火焰形狀變寬 , 風(fēng)壓降低 , 出風(fēng)量增大。經(jīng)驗(yàn)證明穩(wěn)燃盤調(diào)整至火焰呈擴(kuò)散狀 , 光線不刺眼 , 呈蛋黃色為佳。

二、氣體燃燒器

氣體燃燒器種類較多 , 以下按空氣供給方式介紹幾種工業(yè)鍋爐上應(yīng)用較多的燃燒器。

1. 自然供風(fēng)燃燒器

如圖 3-45 所示 , 按爐膛形狀可以選擇圓形或矩形燃燒

器 , 低壓燃?xì)馔ㄟ^(guò)管子上的火孔流出 , 與空氣事先元預(yù)混合 , 是一次空氣系數(shù)α l=0 的擴(kuò)散燃燒方式 , 因而也稱為擴(kuò)散文 燃燒器。

這種燃燒器燃燒穩(wěn)定 , 運(yùn)行方便 , 而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 可以 利用 300~400Pa 的低壓燃?xì)狻５珷t膛過(guò)量空氣系數(shù)較大 , α = 、 1.2~1.6; 排煙熱損失 q2 和氣體不完全燃燒熱損失 q3 偏大 ; 火焰較長(zhǎng) , 要求爐膛容積大 ; 燃燒速度低 , 只用于很小容量的鍋爐。

2. 引射式燃燒器

它的種類繁多。按燃燒方式分 , 它有部分空氣預(yù)混合的本生燃燒方式和空氣預(yù)混合的無(wú)焰燃燒方式兩種。所用的引射介質(zhì)可以是空氣 , 也可以是一定壓力的燃?xì)?, 前者需要鼓風(fēng)裝置。

(1) 大氣式引射燃燒器

如圖 3-46 所示。燃?xì)庖砸欢魉僮試娮爝M(jìn)入引射器 , 在引射器的縮口處將一次空氣 ( α 1=0.45~0.65) 引入 , 兩者經(jīng)混合 后流向燃燒器頭部 , 由直徑為 2~10mm 的火孔流出 , 以本生 火焰形式燃燒。這種燃燒器也只用于小型鍋爐 , 它適用于各種 低壓燃?xì)?, 而且不需要鼓風(fēng)裝置。但熱負(fù)荷太大 , 結(jié)構(gòu)笨重。

(2) 空氣引射式燃燒器

如圖 3-47 所示。壓頭為 5000~600OPa 的空氣經(jīng)噴嘴通過(guò)引射器的縮口處時(shí) , 形成負(fù)壓 , 把低壓的燃?xì)鈴乃膫€(gè)管孔 吸人 , 兩種氣體在混合管中混合形成均勻的氣體混合物 , 它 流向火孔出口 , 并在與出口處相連接的穩(wěn)焰火道中燃燒。圖中所示的燃燒器是與全部燃燒空氣預(yù)混合的無(wú)焰燃燒器 , 爐 膛出口過(guò)量空氣系數(shù)小 , 燃燒強(qiáng)度高 , 但需要鼓風(fēng)裝置 , 耗電大 , 適用于帶有空氣預(yù)熱器的阻力較大的正壓鍋爐。

3. 鼓風(fēng)式燃燒器 鼓風(fēng)式燃燒器一般由分配器、燃?xì)夥至髌骱突鸬澜M成。種類較多 , 常用的有旋流式和平流式兩種。

這兩類燃燒器的配風(fēng)器與燃油燃燒器基本相似 , 燃?xì)夥?流器的基本形式為單管式和多管式。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。燃燒形成的火焰特征與通常旋流式和直流式燃油燃燒器也相似 , 這里 不再一一敘述。以下列舉一種常用的燃?xì)馊紵鞯睦印D 3-48 是周邊供氣蝸殼式燃燒器。

從圖中可知 , 空氣通過(guò)蝸殼產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn) , 后進(jìn)入內(nèi)筒 繼續(xù)旋轉(zhuǎn)向前 , 燃?xì)庥晒茏舆M(jìn)入內(nèi)環(huán)套 , 從內(nèi)筒中部和端部 的兩排小孔噴出、并與高速噴人的空氣流強(qiáng)烈混合后進(jìn)入火 道燃燒。在內(nèi)筒的進(jìn)口處的圓周上均布著一排曲邊矩形孔 , 一小部分空氣從這些小孔通過(guò)進(jìn)入外環(huán)套 , 作為二次空氣在內(nèi)筒端部環(huán)縫流出 , 它有冷卻燃燒器頭部的作用。這種燃燒器 混合強(qiáng)烈 , 燃燒完善 , 過(guò)量空氣系數(shù)小 ( α =1 · 05), 但阻力

較大。

4. 進(jìn)口燃?xì)馊紵?/p>

圖 3-49 為進(jìn)口燃?xì)馊紵鳂?gòu)造圖。主要由三部分組成 ,即氣系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng) o

氣系統(tǒng)功能是提供燃燒需要的燃?xì)?。主要由過(guò)濾器、穩(wěn) 壓器、壓力開(kāi)關(guān)、安全閥、電磁閥、流量調(diào)節(jié)閥、分配器等組成。

風(fēng)系統(tǒng)的功能是提供燃燒所需要的一定數(shù)量和壓力的空氣。 : 主要由機(jī)殼、風(fēng)機(jī)葉輪、風(fēng)門、穩(wěn)焰器 ( 配風(fēng)盤 ) 、燃燒頭、軸、滑桿、風(fēng)門刻度盤、測(cè)壓孔、燃燒頭調(diào)整螺絲等組 成?？刂葡到y(tǒng)的功能使燃燒器按規(guī)定的程序工作。主要由接線端子、穿線孔、控制盒、接觸器、熱繼電器、點(diǎn)火變壓器、點(diǎn)火電極、電機(jī) ( 含伺服電機(jī) ) 、光電管 ( 火焰?zhèn)鞲衅?) 等組成。

控制系統(tǒng)的功能使燃燒器按規(guī)定的程序工作。主要由接 線端子、穿線孔、控制盒、接觸器、熱繼電器、點(diǎn)火變壓器、 點(diǎn)火電極、電機(jī) ( 含伺服電機(jī) ) 、光電管、 ( 火焰?zhèn)鞲衅?) 等 組成。