富氧燃燒技術(shù)簡介在工業(yè)爐的燃燒過程中，通常是用空氣來提供燃料燃燒所需要的氧，空氣中的79%的氮氣基本不參與燃燒，空氣中的氧不斷與碳或碳氧化物反應(yīng)生成CO2 。把空氣中的氧濃度提高到21%以上從而得到含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，即為富氧燃燒。富氧燃燒技術(shù)大致分為兩種，分別是整體增氧燃燒和局部增氧助燃。整體增氧燃燒的特點是整體助燃空氣都用富氧空氣替代。而局部增氧助燃不需要用富氧來替代全部助燃空氣，其所配富氧空氣量僅為助燃空氣量的0.5%-15%，只是把這部分富氧空氣加到爐窯中需氧量大的地方。富氧燃燒技術(shù)作為一種**的燃燒技術(shù)，與普通空氣助燃相比，具有以下特點：

（1）提高燃料燃燒溫度，尤其低熱值煤氣溫度。

  燃燒是指燃料中的可燃物分子與氧氣分子之間發(fā)生高能碰撞而引起的劇烈氧化反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生的燃燒反應(yīng)是以常規(guī)空氣作為助燃?xì)怏w時，空氣中的氮一方面在燃燒過程中吸收大量熱量，另一方面又減少了氧氣與可燃物分子碰撞的幾率，使得燃料的燃燒效率降低。當(dāng)把助燃?xì)庵械难鯕鉂舛忍岣叩?/font>21%以上，不僅使可燃物分子與高濃度的氧氣碰撞的幾率增加助于燃燒，還可以降低不參與燃燒的氮氣濃度從而減少了氮氣所吸收的熱量，從而能提高燃燒溫度。

（2）降低燃料燃點，加快燃燒速度，促進(jìn)燃料的完全燃燒

 在同一個燃燒環(huán)境中，不同燃料的燃點不同，而相同燃料在不同的燃燒環(huán)境中的燃點也有所差異。實驗證明：燃料的燃點會隨著助燃空氣中氧氣濃度的提高而降低。以天然氣為例，在常規(guī)空氣環(huán)境中，天燃?xì)獾娜键c為905K，而在純氧環(huán)境中，其燃點僅為829K。同時，當(dāng)助燃空氣中的氧氣濃度提高以后，燃料的燃燒速度和強度都顯著提高。例如，氫氣在純氧中的燃燒速度是在空氣中的4.2倍，天然氣則達(dá)到10.7倍。因此，通過提高助燃空氣中氧氣濃度可降低燃料的燃燒溫度，促進(jìn)燃料化學(xué)能的完全釋放。表1.2和表1.3分別是幾種常見的可燃?xì)怏w在不同氧氣濃度環(huán)境中的燃點及燃燒速度對比。

（3）降低空氣系數(shù)，減少燃燒煙氣量

由于一定燃料完全燃燒的需氧量為定值， 提高助燃空氣氧濃度后， 完全燃燒所需的助燃空氣總量減少，降低了燃燒的空氣系數(shù)，從而也減少了燃燒產(chǎn)生的煙氣量。

（二）系統(tǒng)方案設(shè)計

1、烤包器支架

（1）立式烘烤器機架：直立于地面的框架結(jié)構(gòu)架，采用型鋼制作，其受力單體全部采用三角形桁架結(jié)構(gòu)，底板固定在地面上，其特點是應(yīng)力分布均勻，強度大，剛性好，在機架的頂部安裝的軸承座，是烤包蓋旋轉(zhuǎn)傾動的樞紐。

（2）吊臂：是烤包器機架與烤包器蓋的連接組件，用于承接包蓋的重量，其后部與旋轉(zhuǎn)軸焊接，帶動搖包蓋豎向擺動。

改造部分：

該方案具有自動點火功能，故烘烤區(qū)域上方需設(shè)置包蓋，扣在澆包包口之上，防止?jié)舶鼫囟葥p失和隔熱，保護(hù)燒嘴和管路避免被澆包熱量烤壞，烤包蓋內(nèi)采用耐高溫硅酸鋁模塊。另外，各燒嘴電氣部分需采用有效的隔熱護(hù)板進(jìn)行防護(hù)。

2、燒嘴設(shè)計

根據(jù)燃料特性及具體工況，進(jìn)行初步設(shè)計，經(jīng)過熱平衡測算，燃燒器選用

DST-BD-OE-250**富氧型燃燒器。DST-BD-OE-250燒嘴燃?xì)饪诠軓綍憾�為DN65，助燃風(fēng)管徑為DN65，燃燒管口徑φ194，燒嘴結(jié)構(gòu)設(shè)置有阻火蓋，防止火焰或溫度過高對燒嘴及點火裝置造成損壞，保護(hù)燒嘴和管路避免被澆包熱量烤壞等。

該燒嘴具有如下特點：

Ø 高火焰溫度和高熱輻射強度；

Ø 加快燃燒速度，促進(jìn)燃燒完全；

Ø 降低燃料的燃點溫度和減少燃盡時間；

Ø 增加熱量利用率；

Ø 降低過量空氣系數(shù)，減少燃燒后的煙氣量，減少熱量損失；

Ø 降低煙氣中氮氧化物含量，達(dá)到環(huán)保要求。

3、點火方式

燃燒器配套自動高壓點火裝置，通過就地點火箱的點火按鈕進(jìn)行手動或自動操作。點火系統(tǒng)配套專用高壓包進(jìn)行電子點火，點火功率強勁，點火成功率高。

4、火焰檢測

系統(tǒng)配套火焰檢測探頭，安裝于固定支架上，探頭直接對準(zhǔn)燃燒器火焰位置。火檢探頭具有很高的靈敏度，且對釋放紫外光譜范圍的所有火焰具有很好的選擇性�；饳z探頭將檢測到的信號實時傳送**控制系統(tǒng)，構(gòu)成熄火保護(hù)**回路。

5、測溫系統(tǒng)

系統(tǒng)測溫部分利用現(xiàn)場測溫設(shè)備，控制系統(tǒng)接入溫度設(shè)備反饋的信號，于觸摸屏上進(jìn)行顯示，并進(jìn)行控溫邏輯運算�？筛鶕�(jù)具體工況于包蓋加裝測溫?zé)犭娕歼M(jìn)行測溫。

6、燃?xì)夤苈放渲?/span>

燃?xì)夤苈分鞴苈吩黾釉O(shè)置壓力變送器與燃?xì)馇袛嚅y進(jìn)行連鎖，管道內(nèi)壓力低于或高于設(shè)定值進(jìn)行自動切斷燃料；支管路增設(shè)點火電磁閥、手動閥等

燃?xì)夤苈烽y組安裝范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置泄露報警設(shè)備可進(jìn)行實時檢測，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)報警故障時可立即切斷氣源，確保運行**。

7、氧氣管路配置

氧氣管路沿管線依次配置流量計、手動閥、減壓閥、調(diào)節(jié)閥、壓力變送器、放散閥、切斷閥、止回閥、氧氣空氣混合裝置、氧含量分析儀等。 

氧氣管線均使用不銹鋼304材質(zhì)，并進(jìn)行脫脂處理。

8、助燃風(fēng)管路配置

助燃風(fēng)管路主要由風(fēng)機、手動蝶閥、變頻器等幾部分組成。風(fēng)機采用變頻拖動，與氧氣空氣混合裝置對接；操作人員可手動或自動調(diào)節(jié)給定值控制變頻器輸出控制風(fēng)量。 

9、電控系統(tǒng)功能

（1）主控制柜

燃控系統(tǒng)電控部分設(shè)計為就地柜，現(xiàn)場各檢測設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)均集中接入就地柜。系統(tǒng)采用**PLC，與現(xiàn)場各設(shè)備進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交互，并實現(xiàn)實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、報表功能。控制柜具體實現(xiàn)功能如下：

系統(tǒng)電控系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：

Ø 包蓋上下翻轉(zhuǎn)控制部分；

Ø 火焰檢測系統(tǒng)，實時檢測火檢探頭反饋的運行信號；

Ø 儀表測量系統(tǒng)，包括系統(tǒng)壓力、流量、溫度等信號的采集及顯示；

Ø 助燃風(fēng)機控制，風(fēng)機采用變頻器拖動，風(fēng)機啟停及頻率調(diào)節(jié)可在控制箱上操作；

Ø 氧氣流量控制，實時檢測及調(diào)節(jié)充入氧氣的流量；

Ø 燃?xì)饬髁靠刂�，給定運行過程中的燃?xì)馀浔攘髁俊?/span>

10、自動連鎖系統(tǒng)

燃?xì)飧叩蛪罕Ｗo(hù)：燃?xì)夤艿涝O(shè)置壓力變送器，當(dāng)入口壓力低于下限值時，系統(tǒng)自動切斷供氣閥。

熄火保護(hù)：系統(tǒng)具有熄火聯(lián)鎖保護(hù)功能，由于系統(tǒng)波動或其它因素出現(xiàn)意外熄火時控制系統(tǒng)可發(fā)出聯(lián)鎖控制信號，關(guān)閉閥門。

超溫報警：測溫點溫度超高時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。

泄露報警：燃?xì)庠O(shè)備安裝區(qū)域內(nèi)設(shè)置泄露檢測探頭，當(dāng)檢測到環(huán)境可燃?xì)怏w濃度達(dá)到設(shè)定值時，啟動連鎖動作，發(fā)出報警信號并切斷氣源。

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