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工业炉的设备发展
[ 日期:2015-12-21  人气:513 ]
工业炉
工业炉行业采用脉冲燃烧的必要性
高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高,对燃烧气氛的稳定可控性要求较高,使用传统的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现,必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。
脉冲燃烧控制的优势
脉冲燃烧控制采用的是一种间断燃烧的方式,使用脉宽调制技术,通过调节燃烧时间的占空比(通断比)实现窑炉的温度控制。燃料流量可通过压力调整预先设定,烧嘴一旦工作,就处于满负荷状态,保证烧嘴燃烧时的燃气出口速度不变。当需要升温时,烧嘴燃烧时间加长,间断时间减小;需要降温时,烧嘴燃烧时间减小,间断时间加长。脉冲燃烧控制的主要优点为传热效率高,大大降低能耗。可提高炉内温度场的均匀性。无需在线调整,即可实现燃烧气氛的精确控制。可提高烧嘴的负荷调节比。系统简单可靠,造价低。减少NOx的生成。普通烧嘴的调节比一般为1:4左右,当烧嘴在满负荷工作时,燃气流速、火焰形状、热效率均可达到最佳状态,但当烧嘴流量接近其最小流量时,热负荷最小,燃气流速大大降低,火焰形状达不到要求,热效率急剧下降,高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时,上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。
脉冲燃烧则不然,无论在何种情况下,烧嘴只有两种工作状态,一种是满负荷工作,另一种是不工作,只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节,所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷,需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时,燃气喷出速度快,使周围形成负压,将大量窑内烟气吸人主燃气内,进行充分搅拌混合,延长了烟气在窑内的滞流时间,增加了烟气与制品的接触时间,从而提高了对流传热效率,另外,窑内烟气与燃气充分搅拌混合,使燃气温度与窑内烟气温度接近,提高窑内温度场的均匀性,减少高温燃气对被加热体的直接热冲击。
脉冲燃烧控制技术在工业炉窑中的应用
工业炉行业中普及脉冲燃烧控制技术,由高速燃烧器和工业炉控制系统两部分组成,采用脉冲燃烧技术来完成工业炉的升温、控温。对于燃气窑炉内部温度场和温度波动力±2°C,对于燃油(柴油)窑炉内部温度场和温度波动为±3°C,在使用重柴油为燃料的窑炉上效果良好。普通燃烧器当窑炉内部温度低于燃料自燃温度时,燃烧器燃料间断后火焰立即熄灭,无法继续燃烧,对炉内温度不会产生影响,解决了熄火这一问题,并采用当今最先进的雾化技术——气泡雾化技术,使燃烧器的雾化效果更好、雾化介质使用量更少,原来烧轻柴油的窑炉现可烧重柴油。
在实际应用过程中,采用普通的脉宽调制的方法调节燃烧占空比时,当占空比接近0%或100%时,间断或燃烧的时间太短,现场的运行效果不理想,于是我们引人了最小时间这一概念,将间断和燃烧的最小时间定为3秒,当占空比接近0%或100%时,延长相应的燃烧和间断时间即可解决这一问题。脉冲燃烧作为一项新技术有着广阔的应用前景,可广泛应用于陶瓷、冶金、石化等行业,对提高产品质量、降低燃耗、减少污染将发挥重大作用,是工业炉行业自动控制的一次革新,将成为未来工业炉燃烧技术的发展方向。