全自动全预混燃烧器风机助氧在陶瓷抽屉窑中应用实例.pdf

中国城市燃气学会应用专业委员会2 0 0 6 年年会论文集全自动全预混燃烧器( 风机助氧) 在陶瓷抽屉窑中应用实例徐迹将、李永福、陈仲平陶瓷行业是一个能源消耗比较大的行业、也是一个环境污染严重的行业随着人们生活水平的提高，国家对外贸易发展的需要，我国陶瓷行业发展速度日益迅猛，能耗与污染两大问题十分突显，陶瓷行业的燃烧设备如何在有限的能源中充分利用，达到节能效果、减少环境污染、提高陶瓷产品质量、加快燃烧速度，已成为陶瓷行业面临的发展需求为此，本公司利用已掌握的全预混燃烧专利技术，在陶瓷抽屉窑中进行了实例应用，其主要技术参数均优越于国内外燃烧设各，节约能源达3 0 ％以上，热负荷可减少2 0 ％以上，加温速度可提高2 0 ％以上通过某地陶瓷厂的试用后，其经济效益十分可观，具有广阔的市场前景陶瓷是我国的传统行业，距今已有三千余年历史，其产品质量、产量、品种、燃烧工艺、燃烧设备一直处于国内外领先地位但自从出现清洁能源燃烧工艺及燃烧设备后，我国的陶瓷行业大大落后于国际水平，其能耗高于先进国家一倍以上，环境污染特别严重，产品质量低劣追其根源，主要是清洁能源的燃烧技术及设备落后，即使用进口或仿制进口燃烧设备，也无法达到国外水平。

如何降低能耗、减少环境污染一直是陶瓷行业面临的两大问题，要解决上述两大难点，首先要有创新理念，才能真正予以突破在查阅了国内外有关陶瓷行业的新的燃烧技术及燃烧设备后，发现本公司专利——全预混燃气燃烧技术( 参考附件：《全预混式燃气燃烧器在工业上的运用》) 陶瓷工业中尚未应用，我们决定利用此项专利技术的优势，全力研究开发新的全预混燃气燃烧器结构，这是本公司研发的一个熏要课题，经过两年多的不断创新、试验、总结经验教训，才将此关键技术得以解决 一) 液化气在陶瓷抽屉窑中的应用状况目前，绝大多数陶瓷抽屉窑已采用液化气作燃料，在燃烧过程中采用文丘里管大气式燃烧，其燃气压力采用中压，当炉膛温度达到高温时( 7 0 0 ℃～8 0 0 ℃) ，均采用热水加温钢瓶维持压力供气此燃烧方法存在两大问题：一是由于高温时需加大热负荷，同时又需加大供应氧量，采用文丘里大气式燃烧的方式是无法实现较佳的混合燃气空气比，此时炉膛内又有大量的被加热工件，增加了炉膛的压力，严重的阻挡了火焰的燃烧传播与对流速度，造成大的烟气从排烟口流失，严重污染环境、浪费了能源二是操作不安全由于采用中压供气，加大了钢瓶的供气流量，钢瓶易产生出汗与结霜，产生的火焰温度降低。

而采用加热水的方法加大钢瓶气化，造成不科学的方法操作，易产生安全事故上述采用中压液化气与加热水的燃烧方法，在国内陶瓷行业中比比皆是非常普遍，其隐患很大，此隐患尚未引起燃气与陶瓷行业的重视中国城市燃气学会应用专业委员会2 0 0 6 年年会论文集( 二) 本公司采用全自动、全预混的燃烧原理在陶瓷抽屉窑中应用的技术参数对比实例试验数据在28 旷抽屉窑中的燃烧技术参数对比数据( 液化气)燃烧方式炉窑容积重量加热温度加热时间能耗备注文丘里2 ．8 心空1 2 0 0 ℃2 8 分钟1 l _ 6 5 公斤风机助氧相当于 全预混28 啦窄1 2 0 0 ℃1 4 ．4 分钟2 ．4 9M 3 58 7 公斤( 液化气)文丘里28 时8 0 6 ．6 6 公斤1 1 9 5 ℃5 ．5 小时9 6 ．5 公斤全预混28 啦8 0 6 ．6 6 公斤1 2 0 0 ℃3 ．5 小时4 2 ．3 公斤( 三) 全自动、全预混燃烧器的控制原理全预混燃气燃烧设备在窑炉上的应用，受到燃烧头数量增多，增加了自动控制部份的复杂程度而自动控制的基础在于降低危险发生的机率、使用者操作的便利性以及特殊的工艺需求本公司设计的自动控制的设计理念基本上以美国l l o n e y ' Ⅳe l l 公司的燃烧安全控制器为中心控制组件，然后利用线路设计完成安全及各方面工艺上的要求。

概略可分为下列三个部份1 、单一燃烧装置控制单一燃烧装置控制可由下图解释，燃烧安全控制器控制点火讯号、电磁阀控制讯号、火焰侦测讯号及故障警示讯号然后控制器前端经过多重网关开关，接触器及继电器控制O o o Oo O o0 0 0 ¨剡N中国城市燃气学会应用专业委员会2 0 0 6 年年会论文集2 、多组燃烧装置控制经由可编程控制器或单片机加上温度测量装置并配合上基本线路控制多组燃烧安全控制器进而达成多组燃烧装置的匹配控制，达成根据温度需求调整燃烧的工作需求3 、全系统安全监控根据安全考虑本公司自动控制对于系统整体设计许多针测点，包含各燃气及空气管路的压力侦测，各工作组件的故障侦测，并将这些侦测装置并联至控制回路上，一旦有异常发生将实时切断系统并将异常讯号回馈至中央控制系统，进而反映在控制面板上 四) 为适应清洁能源燃烧设备的迅速发展，建议相关部门必须制定有关工业炉窑的技术标准清洁能源取代燃煤燃烧的传统工艺，既是减少环境污染的一个重要途径，又可提高产品质量、提高产品档次的重要争取随着经济的高速发展，能源需求矛盾的日益突出，如何采用低能耗、高产出、高效益的环保节能设备，是我们燃气制造行业的一项重要课题，也是一个燃气行业潜在的巨大市场，在市场需求下，鱼目混珠的环保节能产品如雨后春笋般长出。

用什么标准来规范燃气工业炉产品，由哪一个部门进行检测，已提到议事日程上来，否则，不安全产品迟早会出现重大事故，严重影响我国工业炉的产品信誉我们希望燃气管理部门组织有关部门及厂家尽早出台工业炉标准，确保产品质量的可靠性、稳定性、安全性、寿命性，达到自主知识产权目的，为社会创造效益中国城市燃气学会应用专业委员会2 ( 1 0 6 年年会论文集附件全预混式燃气燃烧器在工业上的运用徐迎将李永福目前工业用的燃气燃烧器( 利用风机助氧) 基本上有两种形式：一种是后混式燃气燃烧器：一种是空气加热的后混式燃气燃烧器前者比较普遍使用；后者尚在摸索中，效果不明显本公司研发的工业燃气燃烧器是全预混式，它与前两者全然不同，且已获得了专利经过近2 年的时间反复研制，已将各项技术指标达到预期效果，使用十分安全可靠，节约能耗效果十分明显，烟气排放污染大大减少，市场前景十分宽广根据燃烧必各三个要素：一是可燃物质( 固体、液体、气体) ；二是氧气助燃；三是明火或高压电引火燃气设备的燃烧效率，一是取决于燃气燃烧器；二是取决于被加热容积的受热面；三是排烟的热损失本文所陈述的是全预混式燃气燃烧器是根据上述三个要素的基本原理在工业燃烧设备上的运用。

本专利的机械结构原理：进风由风机通过接口与混气腔体连接进风，进气( 可燃气体) 是通过进气管道与密封连接电磁阀、喷嘴、喷头进入混气腔体与空气预混，通过预混后的含氧可燃气体，受压强的作用射入混合气体导向管，形成高速喷射混合气体的可燃气流喷出导向管口，经自动电点火点燃后，产生高速高温的短火焰，在加热炉膛中形成高温旋流与辐射，达到充分燃烧的作用本专利的工业用燃气燃烧器，其安全操作是采用自动控制程序结构原理，它的第一程序是：先启动风机3 0 秒清扫炉膛，吹去炉中可能残留的可燃气体，确保点火安全第二程序是：启动电针( 高压脉冲) ，产生电弧后( 时间为若干秒) ，启动燃气防爆电磁阀供气，时间控制在5 秒以内点燃可燃气体，并由紫外线监控器控制火焰正常燃烧( 如在5 秒内未能正常点燃，即自动关闭电磁阀，切断供气) 第三程序是：采用自动数字温控显示，控制上下极限温度，超温自动关闭燃气电磁阀，停止燃烧；温低自动启动电火针发出电弧，再打开燃气电磁阀，点火燃烧，按预先编设程序往还循环，保证正常燃烧为了考核全预混式燃气燃烧器技术指标，我们分别在有色金属坩埚熔铝炉上( 日本产) 、生活热水锅炉上( 苏州大学塔星节能设各厂产) 、与某国外后混式燃气燃烧器，在相等条件下，委托江苏省节能技术服务中心作测试如下：中国城市燃气学会应用专业委员会2 0 0 6 年年会论文集燃烧器对比试验报告{ _ 妒辱羹砖娆·)数值序号名称符号单位散据来露或计算公式第一次第二次燃料特性1收到基乙炕( C t 眦) ．'化验鼓据0 ．3 80 ．3 82收烈基丙炕‘C ，艮I ．；％化验散据1 1 ．6 51 1 ．6 S3收到基丁坑( C ．H l 。

) 他骑技据1 88 61 8 ．8 64收到基异丁烧( C ．H ¨) ．，％忆验鼓据8 ．7 987 95收到基戌烷( C ⋯I t ) 化赣技据0 ．3 2玑3 2气体燃辩牧到 6( n ¨，) kJ ／m ’化验教据9 7 7 4 3 ．69 77 4 3 ．6基低位发热量7姑辩消耗量B ¨k g ／h测试4 ．34 ．3 58憋辩匪力PP a藕试2 9 $ 52 8 S S9精入热量q ，kJ ，一( 0 州．．．) 9 7 7 4 3 ．69 7 7 4 36锅炉反平衡兢宰排熘处R O ，容蓐} lR 0 2X蒯试6 ．66 ．5面舟比 排烟赴过利氧20 t％测试9 ．29 ．4客积百分比 排烟处一氧I 匕测试3C O％00 10 ．0 I唆謇积百分比 排烟赴过剩空4： 谕箱鬈l71 ．7气系羲 气体不完全燃 5q ，*，2x c Dx t 00 50 ．0 6巍热损失6悱蝈疆度t ”℃测试2 2 72 3 57峥空气温度L u℃翱试l2 ．813 ．38堆烟热掇失m％o ‰+ o s ) 气三}1 3 ．81 4 ．S9敏热损失m℃掣坚丘，1 0 02 ．42 ．3 0 ．0 。

——l l炉墙外壁温度℃测试5 44 612炉I I 井壁面积Rm j蔫试5 ．959锅炉反平衡效 l3n ‘I1 0 0 一( q2 _ q ，一q 一)8 3 ．88 31直1 4 1主璺塑堕鳖墨兰叁窒星主些重堡垒! 坐主兰垒望苎叁燃烧器对比试验报告t 乔太燃烧- ，数值 序号名称符号单位教据束辣或计算公武 第一次第二次骷料特性1收到基乙烷( c2 H ‘) ％化验数据0 ．3 80 ．3 82收到基丙烷( C ，H 1 ) ％化验数据7 1 ．6 57 1 ．6 53收到基丁烷( C , E “) ．，％化验数据1 88 61 88 64收到基异丁烷( C ．乩．) ．，％饨眭数据87 98 ．7 95收到基戊烷( C ，n 1 2 ) ％化验数据0 ．3 20 3 2气体燃料收到6( ‰¨．．，) ，k J ，一化验数据9 7 “ 1 4 3 ．69 7 7 4 3 ．6基低位发热量7麟料消耗tB k g ／h测试4 ．2 54 ．3 28燃抖压力PP a测试2 8 7 52 87 59喻入热量O ，k J ／0( ‰¨．．9 7 7 4 3 ．69 7 7 43 ．6锅炉反平衡效率排蛔赴R o t 客蔷{ lR 0 t％测试1 0 ．41 0 ．7百舟比 排烟处过刺奉20 I％测试2 ．72 ．0容积百分比 排烟赴一氧化 3C O％测试0 ．7 40 ．7 4碳窑番{ 百分比 排烟处过剩空2 I4B ”m 一而蔷髫；商1 ．11 1气系数 气体不完全摘 5q 】％3 ，2x C Ox 口”26 02 ．6 0烧热损失6排烟沮度t ”℃测试1 7 216 77峥空气槛度t t t℃测试921 1 ．38悱烟热损失m％o5 a ，+ o ．5 ) ! - 。

i 云÷i7 ，16 ．89敞热损失m℃苎皂_ ! ! ! 生，l ∞2 ．42 ．3Bol l垆墙外璧温度t -℃测试3 72 9l2炉墙外壁面积Rm 2测试5 ，95 , 9锅炉反平衡效 13n％1 0 p ( q l - q r - q ，)8 798 8 ．3啦1 4 2中国城市燃气学会应用专业委员会2 0 0 6 年年会论文集坩蜗化铝炉计算书序名称符号单位鼓据柬漂或备注数值数值号( 百棒)f 乔太)输入热量l液化气消耗量Bm l捌试2 ．6 2 3 52 ．2 2 151 1 )液化气热位0 -k J ／m 1煤气公司提供9 7 7 4 3 ．69 7 7 43 ．6f 2 )供入热Ok J0 。