国产全自动一体化燃烧机在锅炉上的应用

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：CWNS0.47-95/70Q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,PaS:煤气对空气的相对密度，取0.69K:取0.62d:取10.0cmQ: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＝80Pa2)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/sρ：煤气密度，经现场取样分析计算得0.9kg/m3代入求得：ΔP2=23Pa合计支管阻力损失：103Pa＜200Pa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(%)：CO2CmHnO2CH4H2CON29.65.20.913.237.415.518.2燃气热值(H低)：14180kJ/m3理论空气量(V0):3.36m3/m3平均分子量：18.36燃气密度：0.8229kg/m3干球温度:13℃湿球温度：11℃初始水温(t1):23.2℃终了水温(t2):85.0℃循环水量(m):10.5吨烟气分析(%):COO2CO225ppm1.610.1在正式测试前进行各项自动控制功能测试，情况正常。在测试过程中对上述参数进行测定，测试过程未发现异常情况。3.4测试分析燃烧机及配套电控箱能够满足供热工艺要求，各项自动保护功能经多次测试功能完好。燃烧机及配套电控箱能够满足热工艺要求，各项自动保护功能经多次测试功能完好。T(燃烧机工作时间)1.58hrV(煤气耗用量)235m3Vh(燃烧机平均用量)149m3/hr(标准状态下为142m3/hr)Q1(供热量)Vh×H低×T=31181425kJQ2(吸收热量)c×m×(t2–t1)=2712402kJη(热效率)(Q2/Q1)×100%=85.1%过剩空气系数1.1根据燃烧机在0背压条件下的热负荷-燃气压力曲线可以看出：A点即为燃烧机工作参数，表明此时的燃气供应有效压力大约50mmH2O。从中可以看出，在选择燃烧机时，炉膛背压是影响燃烧机工作状态的重要因素之一，进口燃烧机大多有各种型号燃烧机“热负荷-背压”曲线图，选用时必须予以重视。本燃烧机由于实验室条件所限未进行该图的编制，选用时可根据上图及有关条件参考使用。3.5日常操作及使用情况该燃烧机操作简便、自动化程度较高、升温迅速。该锅炉房改造选用由上海煤气销售(集团)营业所研制开发的低压机电一体化煤气燃烧机，用于上海四方(集团)朝阳锅炉厂0.5吨常压热水锅炉。自99年3月运行至今，各项功能基本正常，能满足每日热水供应量。该燃烧机的自动点火、熄火保护、空煤气自动比例调节、煤气超压报警、自动前后吹扫，并能根据温度、压力、水位参数控制燃烧机改造状态，以达到各项安全功能。3.6使用过程中碰到的问题：通过上述调试工作以及客户将近半年左右的使用，证明能够满足日常热供应量的需要。在半年时间内发生故障情况如下：日期故障排除情况4/16电控箱时间继电器损坏当天调换，正常运行4/22XmTGB温控仪碰坏损坏当天调换，正常运行4/28点火不成功调整小火空燃比后，当天正常运行5/17煤气压力表指针振动脱落当天修复，正常运行6/22罗茨式煤气表故障使煤气压力低于600Pa，燃烧机无法打开通知有关部门修复后，正常运行8/11接触电流过大烧坏水泵继电器当天调换，正常运行由于该燃烧机使用城市低压煤气(P＜1500Pa),受燃烧所需压头的限制，没有在燃烧机前选择设置稳压装置，所以燃烧工况必然受到煤气地区压力变化影响。因此在设置空燃比时以实际使用情况中现场的压力稳定时段最长进行调节。这台燃烧机的配风量是根据煤气供应压力1100Pa进行设置的。如果使用场合改变，建议根据燃烧工况分析结果重新设置配风量的大小。根据故障分析，主要影响来自电器控制部分。根据调查，进口燃烧机用于锅炉的故障原因也大多发生于此。所以为了保证燃烧机正常工作，需加强电器部件的定期检修，定期调换部分部件。4结论目前该燃烧机的使用已经取得了比较令人满意的结果，正在积极进行进一步改进，根据使用情况对燃烧机各项功能作进一步的完善。该燃烧机可广泛用于多种煤气工业炉窑、煤气热水炉、煤气锅炉、空调等设备。这是本公司走自主开发的道路开发的自动燃烧机，比较适合目前本市煤气的使用情况，在自动控制功能上也基本与进口产品相同。但必须承认与技术先进水平还存在不足。如果能够在开发自动燃烧机方面更进一步，加强技术引进与消化，发挥本公司在燃烧机应用领域的优势，同时利用规模效应，积极走市场化的道路，其结果必将对本市的燃气销售与发展起到推动作用。