工業爐常規燃燒系統的分析與改進

曹學惠

摘要：燃燒系統作為工業爐的重要組成部分，其設計質量會對工業爐的使用狀況產生直接的影響，因而必須要對燃燒系統給予足夠的重視?，F代工業的發展對于工業爐的使用性能提出了更高的要求，常規燃燒系統已經無法適應當前工業爐生產的需求。相關技術人員要加強對工業常規燃燒系統的分析，明確燃燒系統中存在的不足并采取恰當的方式對其進行處理。本文分析了我國工業生產中幾種常規的工業爐燃燒系統中缺點，并提出了相應的改進策略。

關鍵詞：工業爐；常規燃燒系統；分析；改進

高投入、高能耗等缺陷在我國當前的工業爐常規燃燒系統十分常見，這些問題的存在嚴重制約了我國工業生產的發展。對于工業爐燃燒系統研究重視的不足使得我國工業爐的使用性能與發達國家之間存在明顯的差距，按需設計的方式也不利于工業爐燃燒系統的改進。伴隨著工業生產的改革，加快工業爐常規燃燒系統的改進就顯得尤為重要。

一、工業爐常規燃燒系統分析

（一）單空氣管路雙燃氣管路燃燒系統

該類工業爐燃燒系統的燒嘴前有兩根燃氣管和一根空氣管，三個管道上各有三個獨立的閥門。單空雙燃系統的缺陷主要表現在三個方面：一是管道過多增加了系統管理的難度，尤其是燃燒系統的溫度調試較為復雜，系統容易出現故障的部位較多；二是單個的空氣管道無法對空氣預熱狀況下的燃氣過剩和燒嘴性能故障問題進行處理；三是空氣管路上設置的雙位蝶閥無法對工業爐外的空氣進行完全的阻斷，空氣的進入容易造成系統工件的氧化受損。

（二）單空、燃氣管路的開閉燃燒系統

這種常規燃燒系統燒嘴前有單根的燃氣管和空氣管，每根管上設置三個控制閥門，這種燃燒系統也存在一定的使用缺陷。一方面在工業爐內空氣預熱之后，單根的空氣管無法對燃氣過剩以及燒嘴使用性能變弱等問題進行處理。另一方面開閉型的燃燒系統必須要將燒嘴的能力控制在恰當的限度以內，如果燒嘴能力過大容易造成爐溫較低的問題進而增加點燃的難度，工業爐使用的安全隱患也會增加。但是單空燃氣管路的開閉燃燒系統氣動閥的設計特點使得系統對燃氣清潔程度的要求較低，可以使用混有焦油的燃氣作為系統的燃料，于此同時空氣管啟動切斷閥的設置可以避免爐內含氧量過高導致的工件氧化燒損問題。

（三）空燃自動比例單管路大小火燃燒系統

空燃自動比例單管路大小火燃燒系統在實際工業爐生產中的應用更為廣泛，這類燃燒系統的缺陷主要有以下四點：（1）與上述兩類系統相似，該系統的空氣管道也無法對空氣預熱下的問題進行有效的應對；（2）當燃燒系統的燒嘴關閉小火或者是在大功率下進行工作室，雙位蝶閥無法完全關閉，增加爐外空氣進入爐內的可能性；（3）管道上設置的雙位蝶閥使用壽命較短，容易出現位移、凸輪磨損等問題；（4）這種燃燒系統對于所使用燃氣潔凈度的要求比較高，混有焦油的燃氣無法作為該系統燃料不然容易出現安全事故。

二、常規燃燒系統的改進策略

（一）補償熱風溫度

當前工業生產中所使用的燃燒系統大多配有熱交換器，該裝置可以利用回收的煙氣余熱對系統中冷空氣進行加熱，從而降低空氣加熱所需的能源消耗，有利于工業爐生產節能目標的實現。但是熱交換器在使用的過程中，空氣溫度的逐漸上升會導致燃燒系統燒嘴功率的衰減，且空氣溫度越高燃燒系統燒嘴功率的衰減越為明顯，進而會對系統的運轉造成負面影響。于此同時空氣溫度的上升還會造成燃燒系統管道阻力的增加，因而必須要對補償熱風溫度進行嚴格的限制，將熱風溫度控制在合理的范圍內，避免空氣溫度過高導致的系統運轉受阻，確保燃燒系統運行的安全性。

（二）實現系統自動調節

自動化控制水平已經成為影響現代工業生產質量的決定性因素，通過合理的改進實現工業爐燃燒系統的自動調節也是系統優化的重要目標?？梢栽谌紵到y已有的燃油管路上增設流量器，根據預先的設定對燃燒系統的空氣燃氣比以及燃油體積流量比等進行控制。此外還可以利用專門為工業爐燃燒系統而生產的空氣燃料，提高燃燒系統燃料比的控制成效及能源的利用率，對于工業爐生產節能目標的實現也有著積極的促進意義。薄膜型例閥也是實現系統自動調節目標的重要裝置，可以將其安裝在燃油管路中對系統中風的壓力信號進行接收和控制，于此同時該裝置還可以對薄膜的變化進行記錄從而確保系統壓力、燃燒比例等的準確性，以此為依據進行空氣溫度的調節實現燃燒系統的自動化控制。

（三）調整爐氣含氧量

工業爐內空氣的含氧量是影響工件氧化速率的關鍵因素，為了盡可能降低工件氧化受損的情況必須要對爐氣含氧量進行有效的控制。常見的爐氣含氧量調節方式包括空氣燃料比例的控制及熄火狀態下燃燒系統燒嘴空氣泄漏量控制。技術人員及作業人員需要對燃燒系統的燒嘴燃燒狀態進行合理的控制以達到空氣燃料比的控制目標，實現爐氣含氧量的調節。第二種調節方式的應用較為復雜，為了確保調節的有效性，在工業爐燃燒系統進行設計時就需要對爐氣含氧量相關問題進行規劃，通過空氣管路及切斷閥的設置封鎖外部空氣進入工業爐的通道。需要注意的是燒嘴的封閉容易造成工業爐內溫度的上升，進而增加燒嘴故障的發生率，因而必須要對燃燒系統進行科學合理的設計并使用高質量的燒嘴，盡可能避免燒嘴完全封閉的情況。

三、結語

燃燒系統設計的合理性對于工業爐生產的影響十分顯著，目前我國工業爐常規燃燒系統中仍然存在一些問題，對于燃燒系統自動控制技術的掌握也尚未成熟，相關企業要加大工業爐燃燒系統的研究投入，科研人員要加強對于工業爐常規燃燒系統的分析，明確系統運行中的缺陷，通過熱風溫度補償以及爐氣含氧量調節等方式對常規燃燒系統進行優化，提高工業爐運行的穩定性和安全性。

參考文獻：

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