1、4 6 煤气与热力 1 9 9 8 年n月 民用燃气燃烧器适应燃气性质变化的调整。冯宝庭 L f b 裙 (天 津公 用事 亚 孚 夏 津3 0 0 2 5 0)关 键 词 塑 堡 墨 整 中囝分类号T U 9 9 6 7 5 1 燃气互换性 的考虑 1 1 华白数对燃气互换性的彤响 华 白数是在互换性问题产生初期采用的一个互 换性判定指数。各国一般规定在两 种燃气互换时华 白数的变化不大于 5 1 0 。在互换性问题产生的初期，由于置换气和基准 气的化学、物理性质相差不大，燃烧特性 比较接近，因此用华白数这个简单的指标就足以表征燃气的互 换性。1 2 火焰特性对燃气互换性的彤响 随着气源种类
2、 的不断增 多。出现了燃烧特征差 别较大的两种燃气互换问题，这 时单 靠华 白数就 不 足以判断两种燃气是否可以互换，除了华 白数外。还 要考虑火焰特性对燃气互换性的影响。正常的部分预混火焰应该具有稳定的燃烧完全 的火焰结构，而不正常的部分预混火焰会产生离焰、回火、黄焰不完全燃烧等现象，产生这些现象的倾向 性和燃气的燃烧特性有密切关系。不同的燃气在同一只燃具上通过实验所作 出的 燃烧特性曲线不 同，这就 明显地表示这两种燃气有 不同的燃烧特性(如图 1 所示)。在燃气温度不变的情况下。某一燃具的运行工 况取决于燃气的燃烧特性、火孔热强度和一次 空气 系数。前一因素决定了特性曲线在 q。一a 座
3、标系上 的位置，而后两因素决定 了燃具运行点在 q D a 座 标系上的位置。只有当运行点落在特性 曲线范围之 内时。燃具的运行工况才是满意的。收穑 日期：1 9 9 8 0 1 1 1 嘲 癌 弋 鼹 一出空气量囊 一 1 一离焰极 限；2一回J极限；3一黄焰钕限；4 一C O钕限 图 1 燃烧特性曲线 当燃气性质(燃气成分)改变时，燃气燃烧特性 和华白数同时改变。燃气燃烧特性的改变引起特性 曲线位置改变时，华 白数的改变引起燃具运行点的 改变。从互换性 角度来讲。当以一种燃气置换 另一 种燃气时。应保证置换后燃 具的新工作点落在置换 后新的特性曲线范围内。1 3 互换性的几个问题 判别互换
4、性 可大致估计，现在还 没有很准确的 计算方法。进行实际试验是决定能否互换的可靠方 法。因此改用新燃气供应 时必须慎重，决 定能 否互 换还要考虑以下几个问题：(1)即使燃具燃烧工况良好，但 易进入爆炸状 态的不能进行互换；(2)对燃气表及燃具有腐蚀作用的燃气不能互 换；(3)由于燃气着火温度升高，不能采用电点火 的燃气，也不具备互换性。只有能够满足上述几个要求的燃气，才能认为 其具有互换性的基础条件。2 调整或更换燃烧器部件的原因 维普资讯 http:/ 第l 8 卷 第6 期 煤气与热力 4 7 具有多种气源的城市，常常会遇到以下两种情 况。一种情况是随着燃气供应规模 的发展或制气原 料的
5、改变，某一地 区原来使用的燃 气要长期 由性质 不同的另一种燃气所代替；另一种情况是在基本气 源产生紧急事故或在高峰负荷时，由于基本气源不 足，需要在供气系统中掺入性质与原有燃气不同的 其它燃气。不论发生哪一种情况都会使供给用户的 燃气性质发生改变，从而对燃具工作产生影响。为 此，要进行如下计算。(1)华白数计算 三种常用燃气的特性以及华白数见表 l。表 l 三种常用燃气的特性【炼焦煤气 天然气 谴他石油气 密度k g m l 0 4 6 9 o 7 6 2 2 5 2 7 低热值k l m 3 1 1 7 6 1 8 3 2 4 3 1 1 1 5 0 6 2 华白数 k J l 3 2 9
6、 0 8 5 4 2 3 2 8 8 4 1 0 (2)燃烧器几何尺寸及新工作参数的确定 为了解当燃气成分或燃气压力变化时燃烧器工 作状况的变化，必须了解当燃 气流量、密度及压力 变化时燃烧器工作参数的变化，此外还应了解当只 改变喷嘴尺寸而不改变燃烧器其它尺寸时燃烧的工 作参数的变化。表2中的数据是通过计算得到的。表 2 几何尺寸及新的工作参数 尺寸及参数 炼焦煤气 天然气 灌他石油气 l孔敬(个)4 2 4 9 5 6 头部止孔面积(u i l 2)2 弛 3 4 5 3 9 1 唼嘴直径f m 坊)2 1 9 1 1 0 O郧 引射系数 7 0 1 9 3 3 8 7 0 燃气流量(h)0
7、 6 1 0 3 3 0 0 9 业孔出口 建度(n s)2 3 】7 5 1 1 5 根据表 2可得出以下判断：以炼焦煤气为基准气 天然气为置换气 华自数 的变化超出互换的范围，故不能互换。火焰的稳定性：天然气 的火孔出I：1 速度超 出其 额定范围，故不可能互换。任何燃具都是按一定的燃气成分设计 的，当燃 气成分发生变化而导致其 热值、密度和燃烧特性发 生变化时，燃烧器的热负荷、一次 空气 系数、燃烧 稳 定性、火焰结构、烟气中一氧化碳含量等燃烧工况就 会改变。通过更换或重新调整燃烧器，可以使燃 具 适应新的燃气。3 调整或更换的方法 大气式燃烧器 由头部和引射器两部分构成，调 整或更换的
8、主要部件为调风板、喷嘴和头部。3 1 一次空气调节装置 为了保证燃烧器正常工 作，获得预定的火焰 特 性，燃烧器运行时需经 常调 节一次空气量，大气式 燃烧器的一个主要特点是，通过调节一次空气量，即 能得到各种类型 的火焰，所以必须调整一次空气调 节装置，调节一次空气的方法，一般要遵循下面三个 基本原则，而实际燃烧所采用的调节装置，则是综合 了数种方法：(1)改变一次空气的流入速度及空气燃气混合 管内的流速；(2)使喷出的燃 气产生涡流，以增加或减步其 能量损失；(3)通过调节燃气的流速 以改变射流的能量。调节一次空气的各种调节装置中，最常用的是 调风板，其形状可分为四种；园形调风板；以定位螺
9、 钉为轴的侧面调风板；以喷嘴为轴的园形调风板；侧 面弧形调风板。吸入 I：1 外面安装调风板，通过转动调风板来改 变一次空气吸入 口的有效通截面从而调节一次空气 的吸入量，这种方法应用最为普遍。图 2中第 1种 调风板靠前后移动来改变一次空气的吸入量，图 2 中第 2 种调风板靠其开I：1 与一次空气吸人I：1 的重合 程度来改变一次空气吸入量。按第二个原则调节一次空气的法有如下几种：调 节喷嘴角度；甩调节螺栓；装弹簧片。调节喷嘴角度 使燃气喷 引射时冲撞混合管 内 表面，使其产生涡流，直接降低煤气的能量。为此安 装后要使喷嘴与混合管的中心线保持某一角度。喷 嘴与混合管 中心线 的夹角超过 2
10、 O2 5 时 容易产 生反压力，导致燃气 由一次空气 口倒流。调节螺栓的方法常与其它方法配合使用 通常 维普资讯 http:/ 4 8 煤气与热力 1 9 9 8 年l 1 月 把外径为 5-6 mm的螺栓安设在混合器 的喉部，以 调节旋入喉管的长度。装弹簧片是在混合器喉部设置障碍物。该方法 容易用调节螺栓改变弹簧片的倾斜角度 它比上述 单独用螺栓调节效果更好，但制作困难，依靠改变喷 嘴喷出的燃气流速实现调节一次 空气量的方法，主 要是使用减速型喷嘴，有时也使用特殊针型喷嘴。诅 风 板 圉 2 调 风板结构 的 面谭风拉 圆缔母 a b 固定喷嘴 d一可调碛增 圈 3 喷嘴形式 3 2 更换
11、喷嘴 喷嘴的作甩是输送所要求的燃气量，并将燃气 的势能转变成动能，依靠引射作用引射进一定空气 量。欲满足上述要求 必须选择适当大小的喷嘴，喷 嘴安装在混合管的中心线上，喷嘴偏离 中心线，燃气 射流撞击混合物管壁，造成动量损失，则减少一次空 气引射量。但有时为限制空气量，可故意使射流冲 撞障碍物。对于喷嘴的形状 必须考虑流量系数。引射效果以及加工制造难易等因素。喷嘴按结构形 式分为固定喷嘴和可调喷嘴(如图 3 所示)。固定喷 嘴结构简单，阻力较小，引射 空气性 能较好 但出 口 截面积不能调节 因此只能适应一种燃气 当燃气的 性质变化较大时，它就必须更换。可调喷嘴结构复 杂、阻力较大 引射空气的
12、性能较差，但能适应燃气 性质的变化。3 3 更换头部 燃烧器头部的作用是将燃气 一空气混合物均匀 地分布到各火孔上，并进行稳定和完全的燃烧，通过 计算可知，原来使用炼焦煤气的火孔个数较少，因此 改用天然气时需更换头部。更换时要充分考虑火孔的设计形式、大小、孔 数、排列方式等因素，这不单由燃烧器决定，而是根 据不同用途 受加热物的大小、形状及燃烧室大小等 因素的制约。设计燃烧器头部时须注意下述问题：(1)为了使燃烧器头部各火孔燃烧 充分，必须 为保证二次空气的供给设置充分的通路。(2)为使各火孔压力均 匀，头部必须沿煤气流 动方 向逐渐缩小。头部横截面积应以其前端火孔总 面积的 2 3倍为宜。(3)如果燃烧器头部过大 就容易产生熄 火噪 音。灭火时由于残存燃气和空气 的混合气，为了燃 尽这些混合气，就产生回火，发出熄火噪音。为了满足 上要求 ：l!烧器头部根据不同用途 做成各种形状 如环型、星型等。根据用途不同 大 气式燃烧器头部可做成多火孔头部和单火孔头部两 种。民用燃具大多数使用多火孔头部，多火孔头部 的具体形式很多。多火孔头部上的火孔也叫燃烧 孔 其形状对燃烧状况影响很大。常用的有圆火孔、方火孔、条形火孔、带稳焰火孔。维普资讯 http:/
