工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)的分析與改進(jìn)

曹學(xué)惠

摘要：燃燒系統(tǒng)作為工業(yè)爐的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量會對工業(yè)爐的使用狀況產(chǎn)生直接的影響，因而必須要對燃燒系統(tǒng)給予足夠的重視。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對于工業(yè)爐的使用性能提出了更高的要求，常規(guī)燃燒系統(tǒng)已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)爐生產(chǎn)的需求。相關(guān)技術(shù)人員要加強(qiáng)對工業(yè)常規(guī)燃燒系統(tǒng)的分析，明確燃燒系統(tǒng)中存在的不足并采取恰當(dāng)?shù)姆绞綄ζ溥M(jìn)行處理。本文分析了我國工業(yè)生產(chǎn)中幾種常規(guī)的工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)中缺點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：工業(yè)爐；常規(guī)燃燒系統(tǒng)；分析；改進(jìn)

高投入、高能耗等缺陷在我國當(dāng)前的工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)十分常見，這些問題的存在嚴(yán)重制約了我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。對于工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)研究重視的不足使得我國工業(yè)爐的使用性能與發(fā)達(dá)國家之間存在明顯的差距，按需設(shè)計(jì)的方式也不利于工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)的改進(jìn)。伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的改革，加快工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)的改進(jìn)就顯得尤為重要。

一、工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)分析

（一）單空氣管路雙燃?xì)夤苈啡紵到y(tǒng)

該類工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)的燒嘴前有兩根燃?xì)夤芎鸵桓諝夤?，三個管道上各有三個獨(dú)立的閥門。單空雙燃系統(tǒng)的缺陷主要表現(xiàn)在三個方面：一是管道過多增加了系統(tǒng)管理的難度，尤其是燃燒系統(tǒng)的溫度調(diào)試較為復(fù)雜，系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障的部位較多；二是單個的空氣管道無法對空氣預(yù)熱狀況下的燃?xì)膺^剩和燒嘴性能故障問題進(jìn)行處理；三是空氣管路上設(shè)置的雙位蝶閥無法對工業(yè)爐外的空氣進(jìn)行完全的阻斷，空氣的進(jìn)入容易造成系統(tǒng)工件的氧化受損。

（二）單空、燃?xì)夤苈返拈_閉燃燒系統(tǒng)

這種常規(guī)燃燒系統(tǒng)燒嘴前有單根的燃?xì)夤芎涂諝夤埽扛苌显O(shè)置三個控制閥門，這種燃燒系統(tǒng)也存在一定的使用缺陷。一方面在工業(yè)爐內(nèi)空氣預(yù)熱之后，單根的空氣管無法對燃?xì)膺^剩以及燒嘴使用性能變?nèi)醯葐栴}進(jìn)行處理。另一方面開閉型的燃燒系統(tǒng)必須要將燒嘴的能力控制在恰當(dāng)?shù)南薅纫詢?nèi)，如果燒嘴能力過大容易造成爐溫較低的問題進(jìn)而增加點(diǎn)燃的難度，工業(yè)爐使用的安全隱患也會增加。但是單空燃?xì)夤苈返拈_閉燃燒系統(tǒng)氣動閥的設(shè)計(jì)特點(diǎn)使得系統(tǒng)對燃?xì)馇鍧嵆潭鹊囊筝^低，可以使用混有焦油的燃?xì)庾鳛橄到y(tǒng)的燃料，于此同時空氣管啟動切斷閥的設(shè)置可以避免爐內(nèi)含氧量過高導(dǎo)致的工件氧化燒損問題。

（三）空燃自動比例單管路大小火燃燒系統(tǒng)

空燃自動比例單管路大小火燃燒系統(tǒng)在實(shí)際工業(yè)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用更為廣泛，這類燃燒系統(tǒng)的缺陷主要有以下四點(diǎn)：（1）與上述兩類系統(tǒng)相似，該系統(tǒng)的空氣管道也無法對空氣預(yù)熱下的問題進(jìn)行有效的應(yīng)對；（2）當(dāng)燃燒系統(tǒng)的燒嘴關(guān)閉小火或者是在大功率下進(jìn)行工作室，雙位蝶閥無法完全關(guān)閉，增加爐外空氣進(jìn)入爐內(nèi)的可能性；（3）管道上設(shè)置的雙位蝶閥使用壽命較短，容易出現(xiàn)位移、凸輪磨損等問題；（4）這種燃燒系統(tǒng)對于所使用燃?xì)鉂崈舳鹊囊蟊容^高，混有焦油的燃?xì)鉄o法作為該系統(tǒng)燃料不然容易出現(xiàn)安全事故。

二、常規(guī)燃燒系統(tǒng)的改進(jìn)策略

（一）補(bǔ)償熱風(fēng)溫度

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中所使用的燃燒系統(tǒng)大多配有熱交換器，該裝置可以利用回收的煙氣余熱對系統(tǒng)中冷空氣進(jìn)行加熱，從而降低空氣加熱所需的能源消耗，有利于工業(yè)爐生產(chǎn)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但是熱交換器在使用的過程中，空氣溫度的逐漸上升會導(dǎo)致燃燒系統(tǒng)燒嘴功率的衰減，且空氣溫度越高燃燒系統(tǒng)燒嘴功率的衰減越為明顯，進(jìn)而會對系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)造成負(fù)面影響。于此同時空氣溫度的上升還會造成燃燒系統(tǒng)管道阻力的增加，因而必須要對補(bǔ)償熱風(fēng)溫度進(jìn)行嚴(yán)格的限制，將熱風(fēng)溫度控制在合理的范圍內(nèi)，避免空氣溫度過高導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)受阻，確保燃燒系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

（二）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)

自動化控制水平已經(jīng)成為影響現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的決定性因素，通過合理的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)也是系統(tǒng)優(yōu)化的重要目標(biāo)?？梢栽谌紵到y(tǒng)已有的燃油管路上增設(shè)流量器，根據(jù)預(yù)先的設(shè)定對燃燒系統(tǒng)的空氣燃?xì)獗纫约叭加腕w積流量比等進(jìn)行控制。此外還可以利用專門為工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)而生產(chǎn)的空氣燃料，提高燃燒系統(tǒng)燃料比的控制成效及能源的利用率，對于工業(yè)爐生產(chǎn)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也有著積極的促進(jìn)意義。薄膜型例閥也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)目標(biāo)的重要裝置，可以將其安裝在燃油管路中對系統(tǒng)中風(fēng)的壓力信號進(jìn)行接收和控制，于此同時該裝置還可以對薄膜的變化進(jìn)行記錄從而確保系統(tǒng)壓力、燃燒比例等的準(zhǔn)確性，以此為依據(jù)進(jìn)行空氣溫度的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)的自動化控制。

（三）調(diào)整爐氣含氧量

工業(yè)爐內(nèi)空氣的含氧量是影響工件氧化速率的關(guān)鍵因素，為了盡可能降低工件氧化受損的情況必須要對爐氣含氧量進(jìn)行有效的控制。常見的爐氣含氧量調(diào)節(jié)方式包括空氣燃料比例的控制及熄火狀態(tài)下燃燒系統(tǒng)燒嘴空氣泄漏量控制。技術(shù)人員及作業(yè)人員需要對燃燒系統(tǒng)的燒嘴燃燒狀態(tài)進(jìn)行合理的控制以達(dá)到空氣燃料比的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)爐氣含氧量的調(diào)節(jié)。第二種調(diào)節(jié)方式的應(yīng)用較為復(fù)雜，為了確保調(diào)節(jié)的有效性，在工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時就需要對爐氣含氧量相關(guān)問題進(jìn)行規(guī)劃，通過空氣管路及切斷閥的設(shè)置封鎖外部空氣進(jìn)入工業(yè)爐的通道。需要注意的是燒嘴的封閉容易造成工業(yè)爐內(nèi)溫度的上升，進(jìn)而增加燒嘴故障的發(fā)生率，因而必須要對燃燒系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)并使用高質(zhì)量的燒嘴，盡可能避免燒嘴完全封閉的情況。

三、結(jié)語

燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性對于工業(yè)爐生產(chǎn)的影響十分顯著，目前我國工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)中仍然存在一些問題，對于燃燒系統(tǒng)自動控制技術(shù)的掌握也尚未成熟，相關(guān)企業(yè)要加大工業(yè)爐燃燒系統(tǒng)的研究投入，科研人員要加強(qiáng)對于工業(yè)爐常規(guī)燃燒系統(tǒng)的分析，明確系統(tǒng)運(yùn)行中的缺陷，通過熱風(fēng)溫度補(bǔ)償以及爐氣含氧量調(diào)節(jié)等方式對常規(guī)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高工業(yè)爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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