燃控系统：液体燃料的燃烧过程与设备

郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 燃控系统 液体燃料的燃烧过程与设备燃控系统 液体燃料的燃烧过程与设备 工业炉中燃烧的液体燃料有重油 焦油等 其中以重油为主 工业炉以重 油为燃料 在炉内直接燃烧 重油用油槽车 或用管路 运入厂内 存入储油 中 然后靠油泵把油加压输送到油烧嘴 在油的输送管路中 需要用过滤器将 油中的机械杂质除去 重油在通过油烧嘴燃烧时 需要把油喷成雾状 即进行 雾化 在管路中设有加热器加热重油 降低其黏度 以保证良好的雾化效果和 流动性 此外 整个油路系统还伴随有蒸汽管加热和保温 重油通过油烧嘴后 进入炉膛 或单独的燃烧室 中燃烧 上述流程可以分为两部分 由油槽车到 加热器称为供油系统 油烧嘴和燃烧室称为燃烧系统 即燃烧装置 1 液体燃料的燃烧过程 理论分析表明 一个油粒燃尽所需要的时间与其直径的平方成正比 这就 是说 为了加快油的燃烧速度 首先应把油雾化成为细小颗粒 然后使油颗粒 与氧接触 在高温下开始蒸发 热解裂化和着火燃烧 这便是燃料油的雾化燃 烧过程 雾化燃烧过程是一个复杂的物理 化学过程 实际上 重油在炉内的燃烧是 以油雾炬的形式燃烧 因此 各个油粒在同一时间并不经受同一阶段 重油由 油喷口喷出后 首先开始雾化过程 这一过程是在比较短的距离内就结束了的 此后油的雌不再因雾化作用而变小 雾化以后 油粒即被加热 然后蒸发 伴 随着蒸发 有些颗粒和部分油蒸气就开始热解和裂化 当空气流股和油流股相 接触时 就开始了混合过程 但是两个流股的混合是逐渐进行的 流股的边缘 处先进行混合 流股中心处则要经过一段较长距离 空气才能与油雾混合 当 某一处空气和油雾中的气体混合达到一定比例 并且温度达到着火温度时 即 着火 由于混合过程较长 所以是边混合边燃烧 形成了有一定长度的火焰 沿火焰长度平均温度逐渐升高 而氧气的平均浓度的逐渐降低的 由此可见 燃烧过程各个阶段之间是相互联系 相互制约的 在火焰中 各个阶段之间并不存在明显的界限 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 雾化应看作是燃烧的先决条件 只有雾化得很细 油颗粒的单位表面积才 足够大 蒸发才能加快 但只有蒸发得快还不够 还必须使蒸发的气态产物与 空气迅速混合 才能迅速燃烧 反过来 燃烧越快 产生的热量会将新鲜的油 雾越快地加热 使之蒸发 宏观地说 油的雾化和油与空气的混合是取决于流 体力学的条件 燃烧室内的高温主要取决于燃烧室内的热量平衡条件 这些是 可以采取改变操作和结构参数的手段加以控制的 然而 油的蒸发 热解和裂 化则是在燃烧室内 自发 进行的 当燃料种类 雾化颗粒度 气氛 温度等条 件一定时 这些过程的速度和产物便被决定了 同时 像雾化颗粒度 气氛 温度等条件也是被雾化和混合条件所决定的 总之 人们控制油燃烧的手段 主要是控制雾化和混合过程 而对油的蒸发 热解 裂化等 则是通过雾化和 混合过程对它们施加影响 而不去直接控制 所渭油的雾化 即指把燃料油破碎为细小的油颗粒在工业炉中 这一过程 是通过油喷嘴的装置来实现的 雾化之后 油颗粒大小是不均匀的 般最小 颗粒直径只有几微米 大的颗粒有 500pm 或更大 油雾中的平均直径 各种喷 嘴在不同条件下差别很大 小的在 100urn 以下 大的可达 200 巧佣 油雾的燃 烧 包括油蒸气的同相燃烧和液粒 焦粒 烟粒的异相燃烧 和气体燃料相比 其速度要慢得多 由于油雾中颗粒直径是不均匀的 其产生的焦粒和烟粒的直 径也是不均匀的 大的颗粒容易产生大的烟粒和焦粒 重油油雾在燃烧室中的 燃烧完全程度和火焰长度 不仅和颗粒平均直径有关 而且还决定于颗粒的最 大直径和大颗粒的含量 因此 在一定的燃烧条件下 为保证燃料的完全燃烧 所允许的平均颗粒直和最大颗粒直径都是有限度的 特别是应当限制大颗粒的 直径及其含量 因为它们是不完全燃烧的主要原因 雾化后的油雾与空气流的混合 在重油燃烧过程中也起着很重要的作用 这和气体燃料燃烧中的混合过程的作用是相同的 油被雾化成油雾之后 必须 与大量的空气良好混合才能迅速燃烧 所以 油雾与空气的混合 不像煤气与 空气的混合那样容易 重油燃烧也不像煤气燃烧那样容易得到短的火焰和达到 完全燃烧 因此 对于烧油的炉子 必须要特别注意强化油雾与空气的混合过 程 这一问题在实际中常常被忽视 例如在有的使用高压油烧嘴的炉子上 完 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 全靠油喷口喷出的高速油雾从大气向燃烧室 炉膛 自然吸人空气而没有用鼓 风机强制送风 这样吸人的空气量常常严重不足 而且被吸人的空气与油雾混 合十分缓慢 所以火焰拉得很长 且燃烧不完全 虽然 高压油烧嘴的雾化质 量比低压油烧嘴的雾化质量为好 但是由于油雾与空气混合不好 其燃烧效果 反而不好 油雾与空气的混合 基本上仍是两个流股的混合 混合的速度决定于流体 动力学因素 这与两个气体流股 如煤气与空气流股 的混合是类似的 所以 可以参考气体力学的原理 凡是有利于气体流股混合的措施均可运用到油烧嘴 上以强化油雾与空气的混合 例如加大空气速度 使空气与油雾呈交角相遇 使空气成旋转气流与油雾相遇 使空气分两次与油雾相遇等 此外 油雾中油颗粒流量密度分布及颗粒直径对混合也有影响 只有雾化 得很细 且油粒在断面上分布比较均匀 才有可能与空气很好混合 雾化与混 合是互相联系的两个过程 特别是对于低压油烧嘴 由于燃烧用的空气同时又 是雾化剂 所以雾化过程与混合过程是同时进行的 凡是影响雾化质量的因素 同时也影响混合过程 在燃烧室中 有些滚滴还可以与燃烧室壁或其他固体物 例如用来火焰稳 定器或点火器的高温耐火砖壁 碰撞 重油在固体表面上蒸发 并被气流带入 混合燃烧 这时固体表面上形成点火热源 有利于稳定燃烧和提高燃烧完全度 但是 如果是与较冷表面碰撞 或者固体表面附近为缺氧介质 则将在固表面 形成焦壳 油蒸气也不会完全燃烧 除了雾化与混合之外 重油燃烧过程中 由于有蒸发等吸热火过程中加热 阶段的时间 包括把油加热到沸点 油气化为蒸气 组成燃料 空气可燃混合 物 把可燃混合物加热到着火温度的时间 以及化学感应期的时间 和气体燃 料相比要长得多 因此 为了强化重油的燃烧过程 必须缩短着火过程的加热 时间 这个时间主要取决于燃烧室的温度水平 例如 根据实验 在 1000 的 介质中 比在 600 的介质中 颗粒的加热要快 4 5 4 6 倍 这就要求重油火 焰的点火热源 包括初始点火和连续点火 的能力要大一些 点火热源 区域 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 郑州中威环保设备有限公司郑州中威环保设备有限公司 的温度要尽量高一些 常采用的方法有 向火焰根部强化高温燃烧产物的再循 环 设置火焰稳定器造成局部高温气流循环 用高温