加热炉生物质燃烧机研究
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加热炉生物质燃烧机研究
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国外全自动生物质燃烧机的制造已实行了化、化及组装化；其技术的性表现在：高热效率、低污染和操作的自动化与安全保护装置的完备。国外燃烧机的技术发展趋势是：进‘步提高节能效果及燃料多样化、空燃比补偿调节白控技术、白诊断、高能点火装置的开发与应用等。
近十年来，我国大量进口了各种类型的生物质燃烧机，在工业锅炉及中央空调等领域得到了应用。进口燃烧机具有燃烧、环境效益好、工作、自动控制水平高等特点，特别是少数品牌更显特色。笔者根据多年从事燃烧机产品研究开发的体会，就国外全自动生物质燃烧机技术现状及发展趋势作简要分析。
燃烧机产品的生产模式
国外全自动生物质燃烧机尽管品牌、规格繁多，但其结构原理却基本上是相同的。所用油泵、油嘴的安装联系尺寸、启动过程的时间顺序要求、进入运行阶段的功率调节及火焰监视等，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、全白功化。油泵、油嘴、程控器、火焰传感器、油阀、气阀及安全保护装置的生产厂家都是按、欧洲标准和德准的有关规定组织设计与生产的。
各国制造商对元器件不强调国产化程度，而着眼于产品的可靠性与，外购件几乎都采用同‘或少数几个世界产品。如美国SUNrrEC公司的油泵，HONEYWELL公司的安全电磁阀、电磁阀、程控器、各类气阀，STEINEN公司的油嘴；瑞士LANDIS&GYR公司的LOA、LAL、LFL程控器，ORA、KRB火焰传感器；德国DUNGS公司的各类气阀等。因此，国外全自动生物质燃烧机已实现组装化生产。
2生物质颗粒燃烧机技术发展现状
2.1雾化机理与配风
国外全自动生物质颗粒燃烧机以机械雾化为主；介质雾化、转杯式雾化较少，主要是高标号（100号以上）重油和渣油燃烧机采用。机械雾化喷嘴生产厂家主要有美国srrEINEN和HAGO及丹麦DANFOSS公司，其安装联系尺寸相同。世界的燃烧机生产厂家多采用STEINEN公司如图1所示的油嘴，其分实心型、半实心型、空心型三大系列，喷射角度有45o、50 0、60 0、80 0。图1中件2为旋流体，锥体上开有4条斜槽，油从切线方向流入旋流窒，通过高速旋转然后由件1上的喷口喷出，由于心力的作用产生很大的切线速度使油得到良好雾化，并且造成油颗粒细化和与空气均匀混合的有利条件。
对于生物质颗粒燃烧机，充分燃烧的前提条件是良好的雾化质量和合理配风；对于生物质颗粒燃烧机则主是配风和混合方式的问题。为了燃烧机出口气流的扰动，促进油（燃气）、气均匀混合，造成‘个烟气回流区和不破坏着火条件，燃烧机，般在燃烧头内装有。个内旋流式稳焰器，结构简单，效果很好。有些燃烧机的配风为：对于双段火力和比例调节式生物质颗粒燃烧机根部风占总风量的10%左右；滑动两级式生物质颗粒燃烧机的配风比基本接近；‘段火力生物质颗粒燃烧机的配风比。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、意大利意高等燃烧机都是按燃气成份及供气压力设计不同的燃烧头。天然气和低热值燃气火焰传播速度慢，采用预混式燃烧头；而人工煤气和液化石油气火焰传播速度快，则采用后混式燃烧头。德国威索生物质颗粒燃烧机燃烧头按天然气设计为预混式燃烧头，当燃气为人工煤气或液化石油气时，除了阀组尺寸不同外其他均不需改动。笔者曾对威索G3生物质颗粒燃烧机进行过热工和环保性能测试，并走访过力威与威索生物质颗粒燃烧机的多个用户，证实该机燃烧性能良好。
2.2风量的调节与风机设计
(1)风量调节。耗油量在30kg/h以下的小型燃烧机以手动调节风门居多，不少厂家采用出风口调节风门；中型和大型机一般采用进风口调节风门。
(2)风量调节装置。采用液压调节风门的有耗油量200kg/h以下的力威、意高、利雅路、百得等公司的燃烧机。其中耗油量在60kg/h以下，程控器‘般采用LOA21；耗油量在60kg/h以上至180kg/h者，程控器可采用LOA44，因此属于经济型燃烧机。德国威索、法国贵诺不论规格大小均采用电动型风控制器。液动型风门控制器有第‘段火、二段火两级控制，亦有停机、第+段火、二段火三级控制。电动型风门控制器可实现4级或5级式风门位置控制且停机时风门关闭，功能，操作安全；但电控型原理比较繁琐，对调整的要求稍高。
(3)风机设计。风机设计分蜗壳内壁型线与叶轮两部分。 ‘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，育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，但以其突出的优点即大流量系数、高压力系数、小尺寸系数而获得应用。有的燃烧机也有采用后向叶轮的，如百得BT40DSG、BT55DSG、B&＃39;r75 DSC、BT120DSG。为了减低燃烧机高度，在保持‘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。
2.3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，使助燃空气以小超过理论空气量，即使过量空气系数小，会使燃烧温度，锅炉的加热速度快，燃料的消耗小。根据10次对5个规格威索轻油燃烧机的热工测试表明，过量空气系数在1.1~1.2时，燃烧机（燃料）燃烧效率平均为99. 96%，CO含量平均为102×l0-6，烟气黑度为林格曼黑度O—1级，烟尘排放浓度平均为24mg/Nm3，s0：排放浓度平均为l37mg/Nm3．大大低于CWPB3 1999大气污染物排放标准，可在‘类区f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。有的品牌如利雅路CULLIVER BLU BG系列低NOx轻油燃烧机，燃烧头的设计采用了如图2所示烟气再循环技术。因而控制了‘次风的空气量，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旱现蓝色。
2.4自动控制系统
白动控制系统包括程控器、火焰传感器f电离子棒，用于生物质颗粒燃烧机）、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、水位等白动控制，依靠外部电控元件来实现。
目前小型生物质颗粒燃烧机程控器用得多的为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。
生物质颗粒燃烧机德国威索、英国力威等均栗用LFL程控器。美国Honeywe117800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400种各厂家推出的程控器，能使工作更安全并可实现白诊断，具有通迅和联网功能，己开始在我国推广运用。
2.5燃烧机工作时的安全保护
国外全自动燃烧机特别是品牌机在安全保护方面有特色。
(1)为了防J卜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，有的品牌为了避免停机时逆火，还具有后清扫功能。为了防【r在预清扫期间电磁阀泄漏，造成点火时的爆燃，不少品牌还装有安全电磁阀。
(2)为了非正常熄火保护，装有火焰传感器或电离子棒f燃气）。
(3)为了防上异物进入叶轮或燃烧头内，在燃烧机进风口或集风器前安装有钢丝网。
(4)对于轻油燃烧机采用燃油预热，如利雅路公司开发了+种的自动可调的电阻预热器，***了轻油达到预先设置的温度时才点火和整个燃
3燃烧机技术发展趋势
(1)进‘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)燃料多样化。如煤气烧嘴不仅能烧各种热值的煤气，而且能燃轻油和重油。
(3)进‘步发展白动控制技木。要求在空燃比的补偿调节技术的应用方面有较大的进展；更安全并实现自诊断和具有联网与通迅功能的程控器，得到推广应用。
(4)发展高能点火装置。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(200mA、8000~ 17000V)属小能量点火装置，两电极间距离·般为3~ 5mm，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f变压器副线圈电流为35~ 500mA、电压220V）、能量高，点火电极发热端为的特殊材料制成。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。
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