鍋爐燃燒系統(tǒng)

2025-06-04 11:52:01 kenengadmin 8

鍋爐燃燒系統(tǒng)

燃燒系統(tǒng)是指為使燃料在鍋爐爐膛內(nèi)充分燃燒

，并將燃燒生成的煙氣排入大氣所需的設(shè)備和相應(yīng)的煙

、風(fēng)

、煤(煤粉)管道的組合。燃燒系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)燃用燃料的類型，如固體

、液體或氣體燃料

、電站鍋爐的類型和燃燒方式

，合理選擇工藝流程、決定設(shè)備和管道的規(guī)格

、數(shù)量

，充分考慮必要的裕度，使鍋爐和燃燒系統(tǒng)在最安全和經(jīng)濟(jì)的情況下運(yùn)行

。燃料系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器燃燒所需的燃料

。燃燒系統(tǒng)的任務(wù)是將燃料中蘊(yùn)藏的化學(xué)能通過(guò)燃燒釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)換成可被汽水吸收的熱能

。因此，燃燒系統(tǒng)的好壞將直接影響到鍋爐的熱效率

。

組成介紹

送風(fēng)系統(tǒng)

送風(fēng)系統(tǒng)的功能在于向燃燒室里送入一定風(fēng)速和風(fēng)量的空氣，其主要部

件有：殼體

、風(fēng)機(jī)馬達(dá)

、風(fēng)機(jī)葉輪

、風(fēng)槍火管、風(fēng)門(mén)控制器

、風(fēng)門(mén)檔板

、擴(kuò)散盤(pán)

。

殼體：是燃燒器各部件的安裝支架和新鮮空氣進(jìn)風(fēng)通道的主要組成部分。從外形來(lái)看可以分為箱式和槍式兩種

，箱式燃燒器多數(shù)有一個(gè)注塑材料的外罩

，且功率一般較小

，大功率燃燒器多數(shù)采用分體式殼體，一般為槍式

。殼體的組成材料一般為高強(qiáng)度輕質(zhì)合金鑄件

。
風(fēng)機(jī)馬達(dá)：主要為風(fēng)機(jī)葉輪和高壓油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，也有一些燃燒器采用單獨(dú)電機(jī)提供油泵動(dòng)力

。某些小功率燃燒器采用單相電機(jī)

，功率相對(duì)較小，大部分燃燒器采用三相電機(jī)

，電機(jī)只有按照確定的方向旋轉(zhuǎn)才能使燃燒器正常工作。
風(fēng)機(jī)葉輪：通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠的風(fēng)壓以克服爐膛阻力和煙囪阻力

，并向燃燒室吹入足夠的空氣以滿足燃燒的需要。它由裝有一定傾斜角度的葉片的圓柱狀輪子組成

，其組成材料一般為高強(qiáng)度輕質(zhì)合金鋼，也有注塑成形的產(chǎn)品

，所有合格的風(fēng)機(jī)葉輪均具有良好的動(dòng)平衡性能

。
風(fēng)門(mén)控制器：是一種驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)機(jī)械連桿控制風(fēng)門(mén)檔板的轉(zhuǎn)動(dòng)

。一般有液壓驅(qū)動(dòng)控制器和伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器兩種，前者工作穩(wěn)定

，不易產(chǎn)生故障，后者控制精確

，風(fēng)量變化平滑

。

點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的功能在于點(diǎn)燃空氣與燃料的混合物

，其主要部件有：點(diǎn)火變壓器

、點(diǎn)火電極

、電火高壓電纜

。
點(diǎn)火變壓器：是一種產(chǎn)生高壓輸出的轉(zhuǎn)換元件

，其輸出電壓一般為：2×5KV、2×6KV

、2×7KV

，輸出電流一般為15~30mA。
點(diǎn)火電極：將高壓電能通過(guò)電弧放電的形式轉(zhuǎn)換成光能和熱能

，以引燃燃料。一般有單體式和分體式兩種

。
電火高壓電纜：其作用是傳送電能

。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器安全的運(yùn)行

，其主要部件有火焰監(jiān)測(cè)器、壓力監(jiān)測(cè)器

、監(jiān)測(cè)溫度器等

。
火焰監(jiān)測(cè)器：其主要作用是監(jiān)視火焰的形成狀況，并產(chǎn)生信號(hào)報(bào)告程控器

。火焰檢測(cè)器主要有三種：光敏電阻

、紫外線UV電眼和電離電極。

燃料系統(tǒng)燃料系統(tǒng)的功能在于保證燃燒器燃燒所需的燃料

。燃油燃燒器的燃料系統(tǒng)主要有：油管及接頭、油泵

、電磁閥、噴嘴

、重油預(yù)熱器。燃?xì)馊紵髦饕羞^(guò)濾器

、調(diào)壓器

、電磁閥組

、點(diǎn)火電磁閥組

。

電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)是以上各系統(tǒng)的指揮中心和聯(lián)絡(luò)中心，主要控制元件為程控器

，針對(duì)不同的燃燒器配有不同的程控器

，常見(jiàn)的程控器有：LFL系列、LAL系列

、LOA系列、LGB系列

，其主要區(qū)別為各個(gè)程序步驟的時(shí)間不同。

系統(tǒng)組成

工業(yè)燃燒系統(tǒng)一般由燃燒器送風(fēng)系統(tǒng)

、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)四個(gè)部分組成

。對(duì)于燃燒系統(tǒng)包含的部件，典型的燃燒系統(tǒng)包含漸縮件

、燃燒室內(nèi)襯

、流量套管

、燃料噴嘴、燃料筒

、端帽、端蓋的從頭到尾的全部組件

，還有其他輔助硬件包括交叉燃燒管、火花塞

、火焰探頭。另外

，可能會(huì)有各種燃料和空氣輸送元件例如放氣閥、止回閥和軟管等

。

系統(tǒng)的類型

在常規(guī)開(kāi)式循環(huán)燃?xì)鉁u輪中，燃燒是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程

，其中燃油在壓氣機(jī)供給的空氣里燃燒；只有在燃燒起始過(guò)程中才需要電火花

，之后火焰必須自行維持。設(shè)計(jì)師在燃燒室結(jié)構(gòu)上有很多選擇

，因?yàn)轱w機(jī)和地面裝置在重量、體積和迎風(fēng)面積的不同要求可能使解決方案大相徑庭。近年來(lái)

，氮氧化物(NOx)排放量的嚴(yán)格限制對(duì)工業(yè)和航空燃?xì)鉁u輪的燃燒設(shè)計(jì)均產(chǎn)生了很大的影響。
最早的航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用單管燃燒室

，如圖6-1所示

，空氣從壓氣機(jī)中流出后，被分成若干股獨(dú)立的氣流

，分別進(jìn)人到各自相應(yīng)的燃燒室內(nèi)。這些燃燒室環(huán)繞在連接壓氣機(jī)和渦輪的軸上

，每個(gè)燃燒室都有各自的燃油噴嘴，連接到共用的燃油總管上

。該布局特別適用于裝有離心壓氣機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)

，因?yàn)榱黧w在擴(kuò)壓器中分成了獨(dú)立的流束

。圖1-10所示的羅·羅公司的達(dá)特發(fā)動(dòng)機(jī)便是一個(gè)例子

。單管燃燒室最大的優(yōu)勢(shì)是只用針對(duì)其中一個(gè)單管燃燒室進(jìn)行研究即可

，其空氣流量和燃油流量只占整個(gè)燃燒室中的很小一部分

。對(duì)于航空裝置而言

，單管燃燒室在重量

、體積和迎風(fēng)面積方面不太理想，所以現(xiàn)在的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)不再采用這種燃燒室

。小型燃?xì)鉁u輪

，比如輔助動(dòng)力裝置(APU)和車(chē)用裝置

，經(jīng)常都設(shè)計(jì)成單管燃燒室

。
單管燃燒室仍然廣泛應(yīng)用于工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)，但是最新的設(shè)計(jì)采用環(huán)管系統(tǒng)

，其每個(gè)火焰筒均勻地環(huán)繞在一個(gè)環(huán)形機(jī)匣上

。西門(mén)子“臺(tái)風(fēng)”采用的正是這種系統(tǒng)

；GE公司和威斯汀豪斯公司的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)也采用這種布局

。氣流從軸流壓氣機(jī)下游的擴(kuò)壓器流出后會(huì)發(fā)生回流

；利用這一現(xiàn)象可以將壓氣機(jī)一渦輪連接軸的總長(zhǎng)度大幅減短

，而且便于維修燃油噴嘴和火焰筒

。
就布局而言

，最緊湊的是環(huán)形燃燒室

，這種布局有利于在特定的直徑范圍內(nèi)最大限度地利用空間

；既可減少壓力損失

，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的直徑最小

。環(huán)形燃燒室存在幾處不足，因此首先研發(fā)了環(huán)管燃燒室

。
第一

，盡管可以使用許多燃油噴嘴

，然而很難獲得均勻的油氣分布和出口溫度分布

。
第二，環(huán)形燃燒室結(jié)構(gòu)上不牢固

，很難避免熾熱的火焰筒壁發(fā)生翹曲

。
第三

，與單管燃燒室只需采用多組火焰筒中的一個(gè)單管開(kāi)展試驗(yàn)相比

，大多數(shù)環(huán)形燃燒室研究工作必須針對(duì)整個(gè)燃燒室進(jìn)行

，這就要求試驗(yàn)設(shè)備能夠提供滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所需的全部空氣流量

。

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