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氢气烧嘴广泛应用于冶金、化工、建材、轻工、机械等行业的各种工业炉窑。特别适用于对产品加热质量要求高,炉温均匀性要求严格的各种加热及加热处理设备。
该氢气烧嘴可使用天然气、液化气、城市煤气、发生炉煤气等作燃料,本系列以混合煤气(热值:7524~9196kj/Nm3)为燃料,具有冷风,热风两种类型。可配带自动点火及火焰监测器,也可与炉子控制系统联网,实现自动控制,操作方便,可靠。
平焰烧嘴是以进入到烧嘴的煤气和燃烧所需的空气,在旋流器的作用下,煤气和空气强烈的旋转,沿垂直于烧嘴砖中心线的炉墙表面展开,并在紧靠炉墙的一层空间内烧尽,形成园盘型火焰,其直径在1~3m,其厚度在100~200mm。 采用平焰烧嘴后,由于热辐射能力加强,温度场均匀,故升温速度快,金属氧化烧损率低,对实现钢材均匀加热,快速加热,节约燃料具有显著的效果 。
介绍一种高速气体燃烧器的技术特点、设计要点和具体的设计方法,并利用液体火箭发动机的燃烧技术,为工业加热炉开发了一种、节能、低污染的新型高速气体燃烧器,填补了我国民用燃烧器技术的一项空白,已成功地应用在油田、钢铁、陶瓷等行业。
高速气体燃烧器是现代燃烧技术在工业燃烧器产业的体现,其出口处高温燃烧产物的喷射速度可达100 m/s~300 m/s,具有节能、、火焰动量可控等技术优势,在发达已经广泛地应用在航空、钢铁、化工、轻工等行业的各种加热炉上。我国在80年代引进此项技术,并有一些仿制的产品投入市场,但是由于其成本高、耐火材料内衬易坏、使用寿命短,影响了推广。
高速气体燃烧器是一种把燃料的化学能转换成燃烧产物的势能和动能的装置,液体火箭发动机是一种把推进剂的化学能转换成燃烧产物的热能和动能的装置,两者在工作原理上有相似之处。利用在液体火箭发动机研制方面的丰富经验,开发研制了一种全金属结构,采用再生冷却的高性能的高速气体燃烧器。
氢气烧嘴也可以叫燃烧器,但不同于小型锅炉上用的一体化燃烧器,因为都属于燃烧器,所以二者的概念很容易在生产实践中被混淆。两者的区别在于:后者属于一体机,一般也叫燃烧机,包含助燃风机、燃料加压输送管件和点火监测控制器集成为一体,适用于小型锅炉及少量喷燃点的小型燃料加热炉。前者可包含点火电极和火焰监测探头,但单一氢气烧嘴一般不含助燃风机、燃料加压及输送管件和点火监测控制器,需要根据不同加热炉的具体结构及加热工艺要求布置氢气烧嘴及助燃风机、助燃空气管路、燃料加压及输送管件和点火监测控制器,氢气烧嘴的适用领域比一体化燃烧器要广。氢气烧嘴是国际上广泛应用的新型节能装置。它由燃料进口、燃烧筒、燃烧室外壳、高压点火及火焰监测器等部分组成,其结构及具体尺寸见图及表。
氢气烧嘴自带一个小型的封闭燃烧室,燃料在燃烧室内基本完全燃烧,燃烧后的高温气流以高速(达100m/s)喷出。其特点是:
烧嘴喷出的高温高速气流强化炉内的对流传热,缩短加热时间、提高炉子生产率,节省燃料,可用于快速加热。
高温高速气流具有较大的动能,可以带动炉气循环,有利于炉温均匀,提高加热质量,使用于精密件及要求温度均匀性较高的加热炉和热处理炉。
烧嘴采用三次配风,混合均匀,燃烧完全。提高燃料利用率,节省燃料。
烧嘴的调节比大,可达1:5以上,可以在同一炉上实现不同温度要求的加热。
燃烧可配自动点火及火焰监测器,与炉子控制系统匹配可实现自动操作。
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当电极间距大于临界距离时,小点火能量与电极间距无关;而当电极间距小于临界距离时,由于电极本身的吸热,小点火能量随电极间距的减小而增加。放电电极的形状也对小点火能量的大小有一定的影响,在相同的电极间距和电极尺寸条件下,放电点越尖,其本身吸热越少,所需的小点火能量也就越小。
高压点火装置是燃烧机上的电子核心部件之一,虽然其价格仅占燃烧机总价的很少一部但它担负着重要的燃料点燃工作。高压点火装置的失效,轻则燃烧机无法工作,影响生产;重则可能造成锅炉爆炸。尤其是当高压点火装置未完全失效时,燃料已大量喷入炉膛,熄火保护装置尚未动作,此时高压点火装置突然点火,将会造成非常严重的后果。由此可见高压点火装置的重要性。
高压点火装置一般由整流电路、振荡电路、升压部件及放电电极组成。整流电路将220 V/50 Hz 的交流电进行整流、滤波,转变为直流电;振荡电路的作用则是根据放电频率,将直流电再振荡成交流电;升压部件将振荡后的交流电升压,以达到可以电离空气的高电压,再利用高压硅堆形成高压脉冲电流;放电电极则是由特殊材料制成的,置于燃料出口。各部件输出波形。
交流220 V/50 Hz 的电源,经电源变压器 T1 后成为电压较低的电,然后经过整流桥 B 将交流电源变为直流脉冲电源,再经过电容C1 的滤波,就得到了直流电源,这一部分即为整流电路。振荡电路由电阻R1、三极管 BG 和升压变压器 T2 的初级构成,振荡后由升压变压器T2 进行一次升压,然后由高压二极管或高压硅堆 D 整流,得到高压直流电。该直流电经电阻R2 对电容C2充电,同时在大电容C3 上储备能量。当C2 被充电到一定电压时,双向二极管 D2 开启,触发双向可控硅SCR 导通,此时电容C3已储备了相当的能量,该能量通过回路电容C3、双向可控硅 SCR 和二次升压变压器T3 的初级释,此时在二次升压变压器的次级上就产生了高电压。该高压经放电电极击穿一定厚度的空气后放电,从而完成脉冲点火的一次放电点火。电容 C3在放电后又再次充电,从而进行一连串的充放电过程,在电极间就产生了一系列放电火花,完成一次点火过程。
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