| 達冠全自動生物質燃燒機的設計與分析 |
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價格： 元(人民幣) | 產地：河南鄭州 |
| 最少起訂量：1臺 | 發貨地：河南鄭州 | |
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鄭州達冠節能環保設備有限公司
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全自動生物質燃燒機的設計與分析 摘要：全自動生物質燃燒機技術是現代燃燒應用領域的發展方向之一。介紹了全自動生物質燃燒機的結構及其技術特點，給出了全自動生物質燃燒機燃燒頭部件、燃油系統、空氣系統及控制系統的一般設計方法，并對其設計進行了分析。 1簡言 隨著我國國民經濟的發展，能源多樣化的推進及環保要求的提高，各種以輕油為燃料的燃燒機在各種需要熱源的場合得到廣泛應用。目前，我國燃燒機市場大多被國外品牌所占領，耗油量在30 kg/h以下的小型生物質燃燒爐市場被意大利意高( Ecoflam)，利雅路(RIELLO)．百特(Baltur)和日本奧林佩亞(OLYMPLA)等占領，而耗油量大于30 kg/h的中大型生物質燃燒機市場則被德國威索( Weishaupt)，英國海威(Hamworthy)等國外廠商的產品所壟斷，國產品牌則屈指可數。如果國產生物質燃燒爐技術和產品不能形成自己的技術特色，創出品牌，就有可能退出競爭激烈的市場，失去本可以獲得的經濟和社會效益。因此在我國發展全自動生物質燃燒機具有重要意義。 2全自動生物質燃燒機的結構特點 全自動生物質燃燒機由燃燒頭，燃油系統，空氣系統及控制系統4部分組成，其結構外形如圖1所示。 燃燒頭包括燃燒筒、噴嘴、噴嘴座及穩焰器等零件。燃油系統包括油泵、燃油電磁閥、燃油管路和管件等零件。空氣系統由風機、風門調節機構和空氣通道組成。控制系統則由程序控制器、點火裝置和火焰探測器 全自動生物質燃燒機采用機電一體整體式設計，集噴嘴、油泵、電磁閥、風機、風門控制器、點火裝置、火焰探測器及程序控制器于一體。產品結構緊湊，便于操作和維護，且具有預吹掃、自動點火、負荷調節、火焰監控、后吹掃、低壓啟動、欠壓保護等功能，能確保全自動生物質燃燒機安全、高效和低污染運行。通過對燃燒頭部件和風機的合理設計，全自動生物質燃燒機能獲得高燃燒效率（一般可達99%以上）和低噪聲(一般<84 dB)，并能大大減少燃燒產物中一氧化碳等污染物的排放量，使其達到當今歐洲的空氣排放標準。 3全自動生物質燃燒機的結構分析 3.1燃燒頭 燃燒頭是全自動生物質燃燒機的一個非常重要的部件，合理的設計可以保證燃燒機高效穩定運行，廢氣排放達到環保要求，具體結構如圖2所示。 噴嘴和穩焰器是燃燒頭的兩個重要零件。由于輕油的燃燒是先將燃料油霧化形成細小而均勻的油滴后再與空氣混合燃燒的，而噴嘴的作用是將油霧化成為細小而均勻的油滴，即形成油霧[1]。因此噴嘴設計質量的優劣對全自動生物質燃燒機具有重要影響。由于輕油的運動粘度值一般≤3～8 ffiff12/S(合恩氏粘度oE= 1.22～1.65)，因此全自動生物質燃燒機適宜采用機械霧化噴嘴，噴嘴內的結構如圖3所示。 噴嘴內的旋流體是一個錐體，錐體上開有4條斜槽，油從切線方向流入旋流室，高速旋轉后從噴口噴出，通過離心力的作用產生很大的切線速度，使燃油得到良好霧化。 機械霧化噴嘴根據其油霧截面形狀的不同分為實心型、半實心型和空心型[1]，選用何種型式的噴嘴取決于對燃燒機火焰形狀的要求。噴嘴的噴射角度有450，500，600，800等多種，選用何種角度應根據燃燒室的內腔結構尺寸決定，一般以油霧不噴到燃燒室的內腔壁為準。 為了加強燃燒機出口氣流的擾動，促進油氣的均勻混合，造成一個煙氣回流區和不破壞著火條件，在燃燒頭內部安裝了一個內旋流式乎板型穩焰器，穩焰器結構如圖4所示。從圖4可以看出，在穩焰器的中心有一圓孔，周邊有切向槽。燃燒機工作時，由風機提供的空氣一部分從穩焰器的中心孔和切向槽供入，稱為根部風（又稱一次風），另一部分風從穩焰器與燃燒筒之間噴出，形成二次風。根部風在油霧尚未著火之前與油霧混合，避免油霧著火時由于缺氧而產生熱分解，形成大量碳黑。根部風的大小直接關系到回流區的大小和著火條件，根部風太大會破壞著火條件，而根部風太小則不利于回流區的建立和燃料的穩定燃燒[2]。實踐表明，當一次風量為總風量的15%～25%時，燃油才能穩定高效燃燒。二次風的作用是加強油與空氣的后期混合，以保證燃油燃燒完全和防止油霧的裂解析碳。 3.2燃油系統 燃油系統由油管、過濾器、油泵及電磁閥等組成。燃油系統的設計要實現在一定的油壓下(一般0.9～1.2MPa)能克服閥門、管道和管件的流動阻力，排除燃油中的空氣，保證一定的燃油量，使燃燒機的熱負荷滿足要求。 從油泵噴出后燃油的壓力損失為 Ap=△pl+△p2+Ap3 (1) 式中：卸，為電磁閥流動阻力，Pa；Ap2為燃油管路流動阻 力，Pa; Ap3為燃油經過噴嘴的壓力損失，Pa。 下面鈴析各部分的阻力及相應的計算方法。 (1)電磁閥流動阻力 電磁閥流動阻力一般可根據電磁閥生產廠家提供的閥門流量一壓降關系圖（或表），以燃燒機熱負荷折算相應的燃油流量，查找到相應的壓力損失值。 (2)燃油管路流動阻力 燃油管路流動阻力包括燃油管道沿程阻力和局部阻力，即卻，=△p2+△p2 (2) 其中：Ap2為燃油管道沿程阻力；4p2為燃油管道局部阻力。 由于全自動生物質燃燒機的油管為細長管，因此燃油在管道中主要為層流，其沿程壓力損失為式中：Re為燃油的雷諾數；工為燃油管道長度，m;鈉燃油管道內徑，m;¨為燃油流速，m/s;盧為燃油密度，kg／m3。 其中燃油流速¨可由下述公式計算 u=21.44 Q，/d2 (4) 式中：Qf為燃油輸出流量，L/min;納燃油管道內徑，m。 由于燃油管一般彎曲900，因此其局部壓力損失為：{凈加熱設備 《工業加熱》第33卷2004年第6期 △p2 =0.09pt/2 全自動生物質燃燒機控制系統工藝流程圖如圖5所示。 (3)燃油經過噴嘴產生的損失 由于燃油通過噴嘴時經過了旋流霧化，其壓力損失可忽略不計。 對于全自動生物質顆粒燃燒機來說，燃油系統主要阻力是燃油管路的流動阻力。從燃油管路的流動阻力計算公式可知，燃油管路的流動阻力與燃油流速的平方成正比，可見燃油流速是影響燃油阻力的主要因素。因此，在燃油系統的設計上除了選用壓力損失小的電磁閥外，在保證燃油一定流速的前提下，應盡量縮短燃油的輸送距離，或增加輸油管道的內徑。 3.3空氣系統 空氣系統由風機、風門調節機構和空氣管道組成。其主要作用是給燃油燃燒提供足夠數量且具有一定壓力的空氣，使燃油穩定快速燃燒。由于燃燒機的工作負荷是變化的，因此應根據燃燒機在最大熱負荷下對風量和風壓的要求對空氣系統進行設計。 風機設計分蝸殼內壁型線和葉輪兩部分。一般生物質燃燒爐蝸殼的內壁型線根據葉輪直徑和蝸殼的張開度A值等邊基四偏心法作近似對數螺旋線，由四段型線組成蝸殼。而葉輪的設計則采用多翼式強前向葉輪，這種葉輪具有流量系數大、壓力系數高、尺寸系數小等優點[3]，其動壓、靜壓與全壓的比例關系有利于提高生物質顆粒燃燒機的燃燒穩定性。葉輪、蝸殼及長風道的有效組合可使生物質燃燒爐具有調節燃燒負荷時風壓穩定、負荷調節范圍寬、燃燒穩定性好等優點。 4全自動生物質顆粒燃燒機控制系統 全自動生物質顆粒燃燒機的控制系統包括程序控制器、風門控制器、火焰探測器、電機、電磁閥、點火變壓器、點火電極等。其中程序控制器是燃燒機控制系統的核心部件，而其它設備為開關信號源或命令執行部件。 燃燒機控制系統的主要功能包括燃燒機自動啟動、停止、負荷調節、預吹掃、自動點火、燃燒火焰監控、點火失敗保護、熄滅保護、超溫超壓保護、斷電保護等。 對控制系統的主要技術措施： (1)預吹掃。燃燒機在點火前必須進行預吹掃，把燃燒室與煙道內可能留有的可燃氣體吹除，以保證燃燒室及姻道的可燃氣體的濃度不在爆炸極限范圍之內。 (2)自動點火。生物質顆粒燃燒機采用高壓電子點火變壓器產生的電弧點火。為了保證點火的成功率，一般要求點火電壓>8 kV，電流>15 mA，點火時間一般為5～10 s。 (3)點火失敗保護。如果火焰探測器在一定時間內感應不到火焰信號，則燃燒機關閉電磁閥，切斷油路并進行吹掃。 (4)斷電保護。燃燒機在工作過程中如果突然斷電，必須立即切斷燃油供應以保護設備安全。因此，燃油電磁閥必須是常閉型的，一旦斷電，自動切斷燃油供應。 (5)燃油泄漏保護。為了防止燃燒機在預吹掃期間因電磁閥泄漏，使大量油液落入燃燒室內造成點火時爆燃，在油路上裝有安全電磁閥以確保燃燒機安全運行。 5結語 在全自動生物質顆粒燃燒機的設計中，燃燒頭部件，燃油系統，空氣系統和燃燒機控制系統的合理配備至關重要。通過對燃燒機的全方位控制，不僅可提高其自動化程度，而且能確保燃燒機在最佳空燃比的狀態下安全、可靠和高效運行。 |
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