脈沖燃燒技術(shù)相關(guān)技術(shù)知識(shí)
摘要：脈沖燃燒技術(shù)中燃燒氣氛的調(diào)節(jié)是提高工業(yè)窯爐性能必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的連續(xù)燃燒控制只能通過(guò)在線測(cè)量煙氣殘氧量，反饋給燃燒氣氛控制器，然后實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控
脈沖燃燒技術(shù)在工業(yè)爐的燃燒控制水平直接影響到生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)，例如：產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗等。目前國(guó)內(nèi)的工業(yè)爐一般都采用連續(xù)燃燒控制的形式，即通過(guò)控制燃料、助燃空氣流量的大小來(lái)使?fàn)t內(nèi)的溫度、燃燒氣氛達(dá)到工藝要求。由于這種連續(xù)燃燒控制的方式往往受到燃料流量的調(diào)節(jié)和測(cè)量等環(huán)節(jié)的制約，所以大多數(shù)工業(yè)爐的控制效果不佳。隨著工業(yè)爐工業(yè)的迅猛發(fā)展，脈沖式燃燒控制技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，并在國(guó)內(nèi)外得到一定程度的應(yīng)用，取得了良好的使用效果。
工業(yè)爐的燃燒
高檔工業(yè)產(chǎn)品對(duì)爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性要求較高，對(duì)燃燒氣氛的穩(wěn)定可控性要求較高，使用傳統(tǒng)的連續(xù)燃燒控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著寬斷面、大容量的工業(yè)爐的出現(xiàn)，必須采用脈沖燃燒控制技術(shù)才能控制爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性。
原理和優(yōu)勢(shì)
顧名思義，脈沖燃燒控制采用的是一種間斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比（通斷比）實(shí)現(xiàn)窯爐的溫度控制。燃料流量可通過(guò)壓力調(diào)整預(yù)先設(shè)定，燒嘴一旦工作，就處于滿負(fù)荷狀態(tài)，保證燒嘴燃燒時(shí)的燃?xì)獬隹谒俣炔蛔儭．?dāng)需要升溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間加長(zhǎng)，間斷時(shí)間減小；需要降溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間減小，間斷時(shí)間加長(zhǎng)。控制圖見(jiàn)圖1。
脈沖燃燒控制的主要優(yōu)點(diǎn)為：
1.傳熱效率高，大大降低能耗。
2.可提高爐內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性。
3.無(wú)需在線調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)燃燒氣氛的精確控制。
4.可提高燒嘴的負(fù)荷調(diào)節(jié)比。
5.系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，造價(jià)低。
6.減少NOx的生成。
普通燒嘴的調(diào)節(jié)比一般為1：4左右，當(dāng)燒嘴在滿負(fù)荷工作時(shí)，燃?xì)饬魉佟⒒鹧嫘螤睢嵝示蛇_(dá)到最佳狀態(tài)，但當(dāng)燒嘴流量接近其最小流量時(shí)，熱負(fù)荷最小，燃?xì)饬魉俅蟠蠼档停鹧嫘螤钸_(dá)不到要求，熱效率急劇下降，高速燒嘴工作在滿負(fù)荷流量50%以下時(shí)，上述各項(xiàng)指標(biāo)距設(shè)計(jì)要求就有了較大的差距。脈沖燃燒則不然，無(wú)論在何種情況下，燒嘴只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負(fù)荷工作，另一種是不工作，只是通過(guò)調(diào)整兩種狀態(tài)的時(shí)間比進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，所以采用脈沖燃燒可彌補(bǔ)燒嘴調(diào)節(jié)比低的缺陷，需要低溫控制時(shí)仍能保證燒嘴工作在最佳燃燒狀態(tài)。在使用高速燒嘴時(shí)，燃?xì)鈬姵鏊俣瓤欤怪車纬韶?fù)壓，將大量窯內(nèi)煙氣吸人主燃?xì)鈨?nèi)，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希娱L(zhǎng)了煙氣在窯內(nèi)的滯流時(shí)間，增加了煙氣與制品的接觸時(shí)間，從而提高了對(duì)流傳熱效率，另外，窯內(nèi)煙氣與燃?xì)獬浞謹(jǐn)嚢杌旌希谷細(xì)鉁囟扰c窯內(nèi)煙氣溫度接近，提高窯內(nèi)溫度場(chǎng)的均勻性，減少高溫燃?xì)鈱?duì)被加熱體的直接熱沖擊。
燃燒氣氛的調(diào)節(jié)是提高工業(yè)窯爐性能必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的連續(xù)燃燒控制只能通過(guò)在線測(cè)量煙氣殘氧量，反饋給燃燒氣氛控制器，然后實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制助燃空氣流量執(zhí)行器的輸出，才能精確控制爐內(nèi)的燃燒氣氛。由于檢測(cè)煙氣殘氧的氧化鋯傳感器的可靠性、壽命和價(jià)格的原因，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用往往不理想。有些窯爐自控系統(tǒng)干脆采用一臺(tái)比例跟隨器，使助燃空氣的流量與燃料的流量成固定的比例，但這種方法不得不將助燃空氣的富余量留得很大，達(dá)不到最佳的節(jié)能和控制過(guò)剩氧含量（或過(guò)剩空氣系數(shù)）的要求。采用脈沖燃燒控制方式，可以將油壓和風(fēng)壓一次性調(diào)整到合適值，在系統(tǒng)投人運(yùn)行后，只需保持這兩個(gè)壓力穩(wěn)定即可。對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)量和控制要比流量簡(jiǎn)單得多，可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況采取全自動(dòng)控制，也可以采取人工手動(dòng)控制。
與連續(xù)燃燒控制相比，脈沖燃燒控制系統(tǒng)中參與控制的儀表大大減少，僅有溫度傳感器、控制器和執(zhí)行器，省略了大量?jī)r(jià)格昂貴的流量、壓力檢測(cè)控制機(jī)構(gòu)。并且，由于只需要兩位式開關(guān)控制，執(zhí)行器也由原來(lái)的氣動(dòng)（電動(dòng)）閥門變?yōu)殡姶砰y門，增加了系統(tǒng)的可靠性，大大降低了系統(tǒng)造價(jià)。
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