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金属纤维燃烧器发展趋势
来源: | 作者:industrial-52 | 发布时间: 2017-09-23 | 1921 次浏览 | 分享到:
金属纤维燃烧器是一种新型的燃气红外燃烧设备,可广泛应用于液槽加热、食品加热,粉体水性涂装物的烘、烧及干燥,各种制品的预热,纺织、纸张及陶瓷等领域的加热、干燥等领域。红外燃烧器由于采用全预混燃烧方式,具有燃烧效率高、污染物排放量低的优点,是一种非常有前途的环保型燃烧器,国际上应用日益广泛。

    金属纤维燃烧器是一种新型的燃气红外燃烧设备,可广泛应用于液槽加热、食品加热,粉体水性涂装物的烘、烧及干燥,各种制品的预热,纺织、纸张及陶瓷等领域的加热、干燥等领域。红外燃烧器由于采用全预混燃烧方式,具有燃烧效率高、污染物排放量低的优点,是一种非常有前途的环保型燃烧器,国际上应用日益广泛。

2.1 燃烧装置

金属纤维燃烧装置主要由燃烧器头部、调速风机、燃气调节阀、混气装置、点火装置和控制系统等组成。空气由风机鼓入混气管,在混气管两侧形成压力差,燃气阀打开后,燃气从混气管压力较低一侧进入并与空气混合,然后预混气体进入燃烧器头部的分流静压室,再经过金属纤维表面的缝隙流出,在金属纤维表面上燃烧。

2.2 技术关键 金属纤维燃烧器的燃烧是全预混表面燃烧,其技术关键如下。

1)金属纤维 金属纤维的主要成分是Fe,Cr,Al, 含稀有金属钇。该材料具有耐高温(1100℃)、抗氧化、机械强度高等优点。金属纤维有两种,一种是由金属丝编织而成,另一种是通过烧结而成。这两种纤维表面均匀分布着很多气孔,具有很好的透气性。

2)预混设施 混气管是实现空气燃气混合的装置,其结构和引射器相类似。但它是通过空气引射燃气,而一般的引射器是由燃气引射空气。空气燃气混合的程度对燃烧的完全程度影响很大,此外空气燃气比例的控制更为重要。对大气式燃烧器,燃气压力是引射空气的动力,由于引射器特性的非线性,所以不能保证在不同的燃气压力(燃烧器的负荷)下,引射的空气量与燃气量呈线性变化。普通的鼓风式燃烧,由于风量和燃气量的调节依靠蝶阀或球阀实现,因此在调节负荷时也保证不了空气燃气比例的一致。本研究所采用的风机是直流无刷调速风机,燃气通过电动调节阀调节。在负荷调节时,首先调节风量,即调节风机的转速,随着风机转速变化风量变化,风压也随之变化,风压变化通过传感器传到燃气调节阀,调节阀按空气燃气比例确定燃气阀门的开启电流,完成空气燃气比例的控制。所以,空气燃气全预混系统能保证燃烧器在不同负荷下,空气燃气比例的一致,改变了一般的燃烧器在负荷调节时,空气燃气比例偏离设计值太大的不足,能保证在不同调节比下完全燃烧,节约了能源,减低了CO等污染物的排放量。此外,它还有负荷调节比大、无级调节等优点。

3)表面燃烧 该燃烧器燃烧时可产生两种燃烧状态:辐射状态和蓝焰状态。当燃烧热强度低于800kW/m2时, 火焰为辐射状态,燃烧在金属纤维里面进行,火焰是橙黄色,传热以辐射为主;当燃烧热强度大于1000 kW/m2时, 火焰呈蓝焰状态,燃烧在纤维表面上进行,传热以对流为主。辐射状态可用于干燥、烘烤等领域,蓝焰状态可以用于工业加热和民用灶具、热水器、两用机、锅炉等方面。表面燃烧的NOx排放比 其他燃烧形式低得多,其原因可以从影响NOx生成的3个主要因素(即燃气的燃烧温度,过剩氧浓度和混合气体在火焰区域停留的时间)来分析。首先,金属纤维表面燃烧时,虽然火焰的峰值温度较高,但在火焰面的后面,由于高温的燃烧产物和金属纤维存在强烈的对流换热,烟气温度迅速下降。NOx生成反应所需的活化能高于燃气可燃成分与氧反应的活化能,故NOx的生成速度比燃烧反应的速度慢。NOx的生成反应发生在火焰面的下游,但火焰面下游的温度迅速下降,不能形成局部的高温区,因此抑制了NOx的生成。其次, 由于采用全预混的燃烧方式,并且在不同调节比下,空气燃气比例可以控制,因此它可以在空气系数很小的情况下达到完全燃烧,燃烧产物中过剩氧的浓度很低,亦导致NOx的生成量降低。最后,由于全预混燃烧,燃烧速度非常快,火焰很短,在这个极短的燃烧区域,燃烧产物的停留时间也极为短暂,因此也减少了NOx的生成机会。

2.3 性能特点

金属纤维燃烧器属表面燃烧可产生辐射和蓝焰两种燃烧状态,NOx排放低, 温度分布均匀。由于采用了金属纤维作为燃烧器头部,因此,燃烧器头部可以做成圆盘形、圆柱形、球形等各种形状;抗热震稳定性好;抗机械冲击性能强;无噪声;热惰性小,温度控制精确;维护简单。 由于采用全预混燃烧,所以燃烧强度大;负荷调节比大;燃气的适应性强;燃烧效率高,CO排放低;燃烧稳定性好,不

 

金属纤维燃烧器是一种新型的燃气红外燃烧设备,可广泛应用于液槽加热、食品加热,粉体水性涂装物的烘、烧及干燥,各种制品的预热,纺织、纸张及陶瓷等领域的加热、干燥等领域。红外燃烧器由于采用全预混燃烧方式,具有燃烧效率高、污染物排放量低的优点,是一种非常有前途的环保型燃烧器,国际上应用日益广泛。

2.1 燃烧装置

金属纤维燃烧装置主要由燃烧器头部、调速风机、燃气调节阀、混气装置、点火装置和控制系统等组成。空气由风机鼓入混气管,在混气管两侧形成压力差,燃气阀打开后,燃气从混气管压力较低一侧进入并与空气混合,然后预混气体进入燃烧器头部的分流静压室,再经过金属纤维表面的缝隙流出,在金属纤维表面上燃烧。

2.2 技术关键 金属纤维燃烧器的燃烧是全预混表面燃烧,其技术关键如下。

1)金属纤维 金属纤维的主要成分是Fe,Cr,Al, 含稀有金属钇。该材料具有耐高温(1100℃)、抗氧化、机械强度高等优点。金属纤维有两种,一种是由金属丝编织而成,另一种是通过烧结而成。这两种纤维表面均匀分布着很多气孔,具有很好的透气性。

2)预混设施 混气管是实现空气燃气混合的装置,其结构和引射器相类似。但它是通过空气引射燃气,而一般的引射器是由燃气引射空气。空气燃气混合的程度对燃烧的完全程度影响很大,此外空气燃气比例的控制更为重要。对大气式燃烧器,燃气压力是引射空气的动力,由于引射器特性的非线性,所以不能保证在不同的燃气压力(燃烧器的负荷)下,引射的空气量与燃气量呈线性变化。普通的鼓风式燃烧,由于风量和燃气量的调节依靠蝶阀或球阀实现,因此在调节负荷时也保证不了空气燃气比例的一致。本研究所采用的风机是直流无刷调速风机,燃气通过电动调节阀调节。在负荷调节时,首先调节风量,即调节风机的转速,随着风机转速变化风量变化,风压也随之变化,风压变化通过传感器传到燃气调节阀,调节阀按空气燃气比例确定燃气阀门的开启电流,完成空气燃气比例的控制。所以,空气燃气全预混系统能保证燃烧器在不同负荷下,空气燃气比例的一致,改变了一般的燃烧器在负荷调节时,空气燃气比例偏离设计值太大的不足,能保证在不同调节比下完全燃烧,节约了能源,减低了CO等污染物的排放量。此外,它还有负荷调节比大、无级调节等优点。

3)表面燃烧 该燃烧器燃烧时可产生两种燃烧状态:辐射状态和蓝焰状态。当燃烧热强度低于800kW/m2时, 火焰为辐射状态,燃烧在金属纤维里面进行,火焰是橙黄色,传热以辐射为主;当燃烧热强度大于1000 kW/m2时, 火焰呈蓝焰状态,燃烧在纤维表面上进行,传热以对流为主。辐射状态可用于干燥、烘烤等领域,蓝焰状态可以用于工业加热和民用灶具、热水器、两用机、锅炉等方面。表面燃烧的NOx排放比 其他燃烧形式低得多,其原因可以从影响NOx生成的3个主要因素(即燃气的燃烧温度,过剩氧浓度和混合气体在火焰区域停留的时间)来分析。首先,金属纤维表面燃烧时,虽然火焰的峰值温度较高,但在火焰面的后面,由于高温的燃烧产物和金属纤维存在强烈的对流换热,烟气温度迅速下降。NOx生成反应所需的活化能高于燃气可燃成分与氧反应的活化能,故NOx的生成速度比燃烧反应的速度慢。NOx的生成反应发生在火焰面的下游,但火焰面下游的温度迅速下降,不能形成局部的高温区,因此抑制了NOx的生成。其次, 由于采用全预混的燃烧方式,并且在不同调节比下,空气燃气比例可以控制,因此它可以在空气系数很小的情况下达到完全燃烧,燃烧产物中过剩氧的浓度很低,亦导致NOx的生成量降低。最后,由于全预混燃烧,燃烧速度非常快,火焰很短,在这个极短的燃烧区域,燃烧产物的停留时间也极为短暂,因此也减少了NOx的生成机会。

2.3 性能特点

金属纤维燃烧器属表面燃烧可产生辐射和蓝焰两种燃烧状态,NOx排放低, 温度分布均匀。由于采用了金属纤维作为燃烧器头部,因此,燃烧器头部可以做成圆盘形、圆柱形、球形等各种形状;抗热震稳定性好;抗机械冲击性能强;无噪声;热惰性小,温度控制精确;维护简单。 由于采用全预混燃烧,所以燃


 
 
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