油氣全自動燃燒教學實驗裝置研制
摘要：設計制造了工業(yè)燃燒技術和加熱爐技術的教學實驗與科研裝置，主要包括水套加熱爐、燃油及燃氣全自動燃燒機、煙氣分析儀等。由全自動燃燒機為水套爐提供熱源，通過燃燒室外側水套及管式換熱器，將熱量傳遞給循環(huán)水，出口煙氣溫度為70—150℃；利用穿過水套的測量孔，測量燃燒室的溫度場、速度場、濃度場，在煙道出口測定煙氣成分。利用該裝置能夠進行科學全面的燃燒技術的研究和評價，并已在教學實驗中取得了很好的教學效果。
0 副 言
  基于能源、資源與環(huán)境的嚴重危機，已成為經(jīng)濟和社會發(fā)展瓶頸的背景下，我校于2006年成立了“能源與資源工程”本科專業(yè)。為培養(yǎng)能源、資源與環(huán)境領域高素質、復合型，具有創(chuàng)新能力的技術和管埋人才，要求本科教學實驗從以驗證和演示性實驗為主，逐步向工程性、綜合性和研究性轉變嘲。驗。過去，國內燃燒教學實驗主要是驗證性的，不能很好地與工程實際結合，如本生燈實驗、燃料元素分析實驗等嘲。本文針對工業(yè)生產實際，通過試制一臺水套加熱爐，配置先進的全自動燃燒機及煙氣分析儀，為本科生開展教學實驗。該工程性和綜合性教學實驗裝置充分體現(xiàn)了當今燃燒技術水平和工程應用背景，通過完整的工程燃燒和熱能利用過程，培養(yǎng)學生對基礎理論的綜合理解、工程實踐能力和創(chuàng)新能力B司。
1 教學實驗裝置設計
1.1水套加熱爐
  為使實驗裝置反映工程生產實際，設計的水套加熱爐采用不銹鋼制造，其主要由隔熱水套、燃燒室、管式換熱器和煙道等組成，如圖1所示。水套加熱爐總長2.5m，爐體外廓直徑0.68m，燃燒室長1.5m，內徑0.5m，水套厚度0.06m。燃燒室的進、出口端都設有觀火孔。為了測試燃燒室的溫度場、速度場、燃料濃度場，在燃燒室中心水平方向，穿過水套開設8個測量孔，每個測量孔內徑0.015m。第1個測量孔距離燃燒室進口端0.08m，測量孔1~8間距……依次為0.08、0.08、0.08、0.12、0.16、0.2和0.3m。l-燃料進口，2-燃燒機，3-觀火孔，4-加熱爐，s-液位計，6一壓力表，7-門．8-測量孔．9-連接管．10-換熱器，11—煙管，12-取樣管，13-煙氣分析儀．I4-7J(套，15-燃燒室，16-水蒸氣，17-探針，18-坐標架．19-測量儀表
  為了降低排煙溫度，在燃燒室出口安裝管式換熱器，其長度為0.7m，內徑0.3m，內部焊接61根西25×3的不銹鋼換熱管，熱管內側通煙氣，外側為液態(tài)水。換熱器通過連接管與水套相通，水套和換熱器通過閥門進行給排水及釋放蒸汽。換熱器出口安裝內徑l一噴稍，2-點火韓，3一然燒道，4-穩(wěn)焰器，s-風道，6-火焰檢測器，7_電動機，8一點火變壓器，9一電磁閥，10-油泵。1I一控制器．12-油管+13-風壓開關．I4-風機0.15m的煙管，其上設有煙氣測量孔，用煙氣分析儀可測試煙氣成分及溫度。
1.2燃油全自動燃燒機
  燃油全自動燃燒機的工藝流程及燃燒實驗照片如圖2所示，其主要由燃油供給系統(tǒng)、配風系統(tǒng)、燃燒程序控制系統(tǒng)組成，燃油流量3—6kg/h。燃油主要通過油管12、油泵10、電磁閥9和噴嘴1進入燃燒道3。燃燒配風通過電動機7、風機14、風道5、穩(wěn)焰器4進入燃燒道3。燃燒程序控制器11主要控制電動機7、點火變壓器8、電磁閥9、油泵10的工作狀態(tài)。根據(jù)火焰檢測器6和風壓開關13檢測到的信號，通過程序控制器
11控制燃燒機的工作狀態(tài)。
  燃油全自動燃燒機主要工作過程是：開啟燃燒機電源，程序控制器執(zhí)行風機電動機工作，為燃燒機供風。經(jīng)過20s，程序控制器執(zhí)行點火變壓器工作，由點火棒打火15s。從點火棒打火時刻起，經(jīng)過5s，程序控制器執(zhí)行油泵運行和燃油電磁閥打開，通過油管為噴嘴供油。燃油經(jīng)過噴嘴霧化后，與空氣慘混，經(jīng)點火棒點火，油氣混合物在燃燒道組織燃燒。燃燒機具有自動保護功鈍，如果點火失敗，或燃燒過程中火焰熄火，或風壓開關檢測不到風壓，火焰檢測器給程序控制器信號，程序控制器執(zhí)行關閉電磁閥和油泵。再經(jīng)過20s，程序控制器執(zhí)行關閉風機馬達，燃燒機進入停運狀態(tài)。
1.3燃氣全自動燃燒機
  燃氣全自動燃燒機的工藝流程及燃燒實驗照片如圖3所示，其主要由燃料氣供給系統(tǒng)、配風系統(tǒng)、燃燒程序控制系統(tǒng)組成，燃氣流量3—6f113／1l。燃料氣通過燃氣罐21、減壓閥20、閥門19、過濾器18、壓力表17、減壓閥16、壓力開關15、壓力表14、電磁閥13、針型閥12、噴嘴1、穩(wěn)焰器2進入燃燒道3。燃燒配風通過電動機7、風機9、風道5、穩(wěn)焰盤2進入燃燒道3。程序控制器11主要控制電動機7、點火變壓器8、燃氣電磁閥13。根據(jù)火焰檢測器6、風壓開關10、燃氣壓力開關15檢測到的信號，通過程序控制器11控制各部件的工作狀態(tài)。
  燃氣全自動燃燒機主要工作過程是：打開燃氣管路上所有手動閥門，通過反復調節(jié)2個減壓閥，使壓力表17、14顯示的燃氣壓力分別在20.0、5.0kPa左右。接通燃氣燃燒機電源，程序控制器執(zhí)行風機電動機工作，為燃燒機供風。經(jīng)過20s，壓力開芙檢測燃氣壓力信號，如果燃氣壓力在合理的范圍內，程序控制器執(zhí)行點火變壓器工作，點火棒打火15s。從點火棒打火時刻起，經(jīng)過5s，程序控制器執(zhí)行燃氣電磁閥打開，為燃氣噴嘴供給燃氣，燃氣與空氣慘混，經(jīng)點火棒點火，可燃氣體混合物在燃燒道組織燃燒。燃燒機具有自動保護功能，如果點火失敗，或燃燒過程中火焰熄火，或風壓開關檢測不到風壓，或壓力開關檢測的燃氣壓力信號不在合理范圍，火焰檢測器給程序控制器信號，程序控制器執(zhí)行關閉燃氣電磁閥。經(jīng)過20s，程序控制器執(zhí)行關閉風機電動機，燃燒機進入停運狀態(tài)。
1-噴嘴。2一穩(wěn)焰器，3-燃燒遭，4-點火棒．5-風道6廣I火焰檢測器，7-電動機，8-點火變￡藍器，9-風機，10-風壓開關．1l-控制器．12-針形閥，13-電磁閥，14-壓力裘，15-壓力開關，16-減壓闊，】7-壓力表，18-過濾器，19-閥門．20-減壓閥，21-燃氣罐
1.4  test0350煙氣分析儀
  test0350煙氣分析儀廣泛應用于各類工業(yè)鍋爐的煙氣分析，其包括手操器、分析箱和煙氣探針，如圖4所示。手操器可測量溫度、風速、差壓、相對濕度等，分箱用來測量的煙氣成分有CO、02、NO、N0：、S0：、HC。PC接口RS-232），用于傳輸數(shù)據(jù)，具有在線、自動、實時數(shù)據(jù)存儲等功能，一體化打印機具備現(xiàn)場打印數(shù)據(jù)功能。
1.5實驗原理
  通過在水套加熱爐上安裝燃油或燃氣燃燒機，實現(xiàn)不同燃料的燃燒過程。在燃燒室，將燃料燃燒釋放的熱量傳遞給水套的液態(tài)水，高溫煙氣通過管式換熱器時，將熱量傳遞給液態(tài)水，由生產蒸汽和爐體散熱及循環(huán)水將燃嬈熱量帶走，使得排煙溫度在70—150℃。采用相關儀表完成實驗數(shù)據(jù)的測試。
2 實驗項目內容
2.1 實驗裝置
  介紹燃油和燃氣燃燒機的總體結構燃料供給系統(tǒng)、配風系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）、工作過程、安全控制及應用領域；水套加熱爐的基本結構、燃燒和熱能利用過程、給排水和參數(shù)測試方法；熟悉test0350煙氣分析儀的原理和操作方法。重點闡述燃油燃氣噴嘴結構、穩(wěn)焰機理、燃料與空氣的摻混過程、燃氣供給管路功能，并比較燃油與燃氣燃燒機在燃料供給、燃燒過程和火焰的異同。
2.2 實驗過程
  將燃燒機安裝在水套加熱爐進口，接好電源，燃燒機自動進入運行狀態(tài)，依次供風、點火、供油哄氣）、燃燒，由火焰監(jiān)測器、風壓開關、燃氣壓力開關來監(jiān)視燃燒機是否正常工作。通過調節(jié)燃油壓力或燃氣壓力，風門開度，來調節(jié)燃燒工況，從而改變煙氣的成分和排煙溫度。通過觀火孔觀察火焰的大小、長度、形狀和顏色，用煙氣分析儀測量煙氣成分及排煙溫度，通過計算機進行存儲。
2.3實驗數(shù)據(jù)處理
  將得到的實驗數(shù)據(jù)CO、O：、NO、NO：、SO：、HC、過剩空氣系數(shù)、煙氣溫度為縱坐標，橫坐標為壓力毓量）繪制曲線。
  利用該裝置可進行燃油燃氣全自動燃燒機研究，包括噴嘴、穩(wěn)焰器、配風、燃燒場、燃料供給、燃燒性能等方面的研究與開發(fā)，能夠開展各類燃油燃氣燃燒器的開發(fā)和評價，及燃燒機理研究。
3結 語

  本文研制的油氣燃燒教學與科研裝置，體現(xiàn)了燃燒技術和加熱爐技術，具有工程性和綜合性特點。該裝置能夠進行全面的燃燒技術研究和評價，測量燃燒室的溫度場、速度場、濃度場，在煙道出口測定煙氣成分。

生物質氣化站，598jx

生物質燃燒機
生物質顆粒燃燒機
木片燃燒機
木粉燃燒機
鋸末燃燒機
燃燒機
顆粒燃燒機
木塊燃燒機