W型輻射管燒嘴研究
研究W型輻射管燒嘴?;陂g接加熱原理的輻射管加熱技術有 效避免了被加熱部件表面的氧化和脫碳,為保護氣氛下的熱處理創(chuàng)造了條件,不會造成燃燒氣體和產品污染,影響產品質量,特別適用于對產品質量要求高的場合。輻射管爐是德國在20世紀30年代發(fā)明和使用的。其結構為單層直管式,水平或垂直通過爐膛。直到20世紀50年代初U型輻射管問世,并在此基礎上發(fā)展了w型、套管I型、排氣再循環(huán)P型和O型[2]。與其他類型的輻射管相比,W型輻射管具有燃燒空間大、傳熱面積大、熱效率高等優(yōu)點。但同時,由于管程長,影響管內火焰長度的因素很多,沿輻射管長度方向溫度均勻性差,成為輻射管燒嘴發(fā)展的難題。輻射管燒嘴是輻射管加熱裝置的核心部件,控制輻射管加熱的功率、溫度分布、熱效率和使用壽命。適當?shù)臒旖Y構應使輻射管中的空氣和氣體混合達到適當?shù)膹姸?。如果空氣。氣體混合強度過低,混合時間延長,火焰延長,氣體未完全燃燒,造成不必要的浪費,甚至燃燒火焰可能逃離輻射管排氣口,降低輻射管熱效率,導致輻射管表面溫度分布不均勻;如果空氣。氣體混合強度過大,混合時間縮短,火焰太短,輻射管末端不能完全加熱,輻射管表面溫度分布不均勻。根據(jù)生產線技術改造的需要,開發(fā)了性能穩(wěn)定、加熱溫度均勻的同軸平行射流擴散燃燒W型輻射管燃燒器。研究W型輻射管燃燒器?;陂g接加熱原理的輻射管加熱技術有 效避免了被加熱部件表面的氧化和脫碳,為保護氣氛下的熱處理創(chuàng)造了條件,不會造成燃燒氣體和產品污染,影響產品質量,特別適用于對產品質量要求高的場合。如果空氣。氣體混合強度過低,混合時間延長,火焰延長,氣體未完全燃燒,造成不必要的浪費,甚至燃燒火焰可能逃離輻射管排氣口,降低輻射管熱效率,導致輻射管表面溫度分布不均勻;如果空氣。氣體混合強度過大,混合時間縮短,火焰太短,輻射管末端不能完全加熱,輻射管表面溫度分布不均勻。
根據(jù)生產線技術改造的需要,開發(fā)了性能穩(wěn)定、加熱溫度均勻的同軸平行射流擴散燃燒W型輻射管燃燒器。
1.測試燒嘴。
試驗燃燒器主要由煤氣管、煤氣噴嘴、空氣管、空氣噴嘴、燃燒筒和點火電及組成,通過同軸平行射流擴散燃燒組織燃燒。燃燒的主要氣體沿輻射管軸向燃燒,氣體噴嘴側向打開一個氣體噴嘴,少量氣體沿輻射管徑向流出。燃燒空氣沿氣管外 圍與主氣體同軸平行射擊,燃燒管分為一次風(主氣體)和二次空氣參與燃燒。燃燒器中 心出口設置點火電及。當中 心氣流股與周圍自動吸收的氣流股接觸時,界面上的氣體和空氣分子相互擴散。達到化學當量比后,一旦點火,就會形成火焰。
2.測試裝置和測試系統(tǒng)。
燒嘴試驗中使用的裝置系統(tǒng)。為模擬實際加熱爐內的保溫傳熱條件,特制作了2.2mx1.5m×1m試驗爐,爐內壁襯有100mm厚的石棉纖維毯,爐內安裝熱電偶(1號電偶)測量爐溫。輻射管垂直安裝在爐內,管外壁均勻布置25個測溫電偶,連續(xù)監(jiān)測管溫分布斌驗燒嘴安裝在輻射管一側端頭,助燃空氣由鼓風機供應。試驗用氣體為熱值6688~7106kJ/m。轉爐氣體的氣體成分。燃燒廢氣通過排煙機從輻射管另一端抽出,燃燒嘴出口設置零壓面檢測點,控制排煙機閥門的開度。試驗用空氣和氣流采用LZB轉子流量計測量;氣體介質的壓力由電子壓力計測量,管道溫度和爐溫由多點溫度記錄儀連續(xù)顯示和儲存。煙氣成分采用德國MRU煙氣分析儀在線分析。
3.試驗結果。
3.1燒嘴點火性能試驗。
測試燃燒器配有自動點火裝置。點火測試時,觸摸點火控 制器開關,點火電及開始放電點火,氣體電磁閥和氣體電磁閥自動打開,氣體和燃燒空氣流入燃燒器,在燃燒器出口混合,遇到火花燃燒。當火焰檢測探 頭檢測到穩(wěn)定的火焰時,如果火災指示燈亮起,則表明燃燒器成功點火。如果火災指示燈熄滅,則表示火災失敗,氣體電磁閥和氣體電磁閥將自動切斷。在冷爐狀態(tài)下進行了多種不同工況的燒嘴點火試驗,結果表明燒嘴點火方便,燃燒穩(wěn)定,點火時間≤1S。
檢測3.2燒嘴流量特性。
測試燃燒器空氣。燃燒器設計能力150kW時,燃燒器前空氣壓力為1340Pa,燃燒器前空氣壓力為370Pa。試驗條件下,燃燒器的小熱負荷為30kW,燃燒器的調節(jié)比為1:5,燃燒器的燃燒能力符合設計要求。
3.3煙氣成分分析。
測試燃燒器在調節(jié)比范圍內穩(wěn)定燃燒,跟 蹤監(jiān)測輻射管外的燃燒煙氣成分,檢查燃燒器的燃燒效果,檢測數(shù)據(jù)如表3所示。在本試驗條件下,試驗燃燒器可以穩(wěn)定完全燃燒,煙氣中的氧體積分數(shù)不超過2.44。CO體積分數(shù)不超過21×1o1。N體積分數(shù)不超過98×1o~。可見,試驗燃燒器燃燒效果好,有害氣體排放低。試驗燃燒器在設計能力(150kw)下穩(wěn)定燃燒,改變燃燒空氣進氣流量,調節(jié)空氣消耗系數(shù),跟 蹤監(jiān)測輻射管外燃燒煙氣成分。當空氣消耗系數(shù)大于1.0時,試驗燃燒器可穩(wěn)定燃燒,燃燒完全,煙氣中CO排放低。3.4輻射管表面溫度均勻性試驗試驗燃燒器在設計能力(150kW)下穩(wěn)定燃燒。