如何測量和提高燃燒裝置的燃燒效率,、確定燃燒點,,是十分令人關心的。
確定燃燒效率點
供給加熱爐,、鍋爐等加熱設備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了,。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例,有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過程的進行)所必須傳入的熱量,。根據(jù)爐子熱平衡可知:
式中,,Q——供給爐子的熱量,;
Q1——爐子煙氣(廢氣)中過剩空氣帶走的物理熱,;
Q2——爐子煙氣(廢氣)中燃料不*燃燒而生成的或未燃燒的CO氣帶走的物理熱,;
Q3——爐子設備熱損失(包括爐體散熱、逸氣損失,、冷卻水帶走,、熱輻射等);
Q4——其他熱損失,。
由上式可以看出,,爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。圖1顯示了熱效率和各項熱損失隨著空燃比α的增減的變化規(guī)律,。
當鼓風量過大時(即空燃比α偏大),,雖然能使燃料充分燃燒,但煙氣中過??諝饬科?,表現(xiàn)為煙氣中O2含量高,過??諝鈳ё叩臒釗p失Q1值增大,,導致熱效率η偏低。
與此同時,,過量的氧氣會與燃料中的S,、煙氣中的N2反應生成SO2、NOX等有害物質,。而對于軋鋼加熱爐,,煙氣中氧含量過高還會導致鋼坯氧化鐵皮增厚,增加氧化燒損,。 當鼓風量偏低時(即空燃比α減?。憩F(xiàn)為煙氣中O2含量低,,CO含量高,,雖說排煙熱損失小,,但燃料沒有*燃燒,,熱損失Q2增大,熱效率η也將降低,。
另外,,煙囪也會冒黑煙而污染環(huán)境。
圖1:熱效率與空燃比的關系
所謂提高燃燒效率,,就是要適量的燃料與適量的空氣組成比例進行燃燒,。實驗研究表明,,圖2為煙氣中氧含量和CO含量與爐子能耗的關系。
圖2中,,“過量空氣能耗”陰影面積表示富余的空氣形成的能耗(或熱損失),,表征為煙氣中O2含量?!斑^量燃料能耗”陰影面積表示有未*燃燒的燃料所引起的能耗,,表征為煙氣中CO含量??梢钥闯?,若要降低這兩部分能耗(同時亦可提高產品質量),必須降低煙氣中O2含量和CO含量,,但煙氣中O2含量和CO含量是互相制約的兩個因素,。若將上述兩個陰影區(qū)疊加成另外一條曲線,即總效率熱損失曲線,,其小值即為的燃燒控制點,,此處熱損失小、熱效率高,,即煙氣中O2含量約為1%,。
由上文可知,熱效率與煙氣中的CO,、O2,、CO2含量以及排煙溫度、供熱負荷,、霧化條件等因素有關,。因此,可通過測量并控制煙道氣體中CO,、O2,、CO2的含量來調節(jié)空氣消耗系數(shù)λ,來達到燃燒效率,。燃燒效率控制由來已久,,上世紀60年代,曾廣泛采用CO2分析儀監(jiān)測煙道氣體中CO2含量來控制空氣消耗系數(shù)λ以達到,,但CO2含量受燃料品種影響較大,。70年代后,逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結合的方法來控制燃燒效率,。提高燃燒效率直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀,、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含量檢測儀)連續(xù)監(jiān)測煙道氣體成分,分析煙氣中O2含量和CO含量,,調節(jié)助燃空氣和燃料的流量,,確定的空氣消耗系數(shù)。
無論采取何種方式控制燃燒效率,,快速,、的測量煙氣中O2含量和CO含量都是實現(xiàn)燃燒的前提條件。
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