Об основных технических характеристиках газовых горелок, их классификации и разновидностях, о том, какие бывают газовые горелки
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
Для определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с СП 12.13130 со встроенным справочником веществ и материалов
Сервис RiskCalculator предназначен для определения расчетной величины индивидуального пожарного риска для i-го сценария пожара QB,i в соответствии с «Методикой определения величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности», утвержденной приказом МЧС от 30.06.09 № 382 (с изм.
)
Сервис RiskCalculator — расчет пожарного риска для производственного объекта предназначен для оценки величины индивидуального пожарного риска R (год-1) для работника при условии его нахождения в здании. Методика утверждена Приказом МЧС России от 10 июля 2009 года № 404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» с изменениями, внесенными приказом МЧС России № 649 от 14.12.2010
«Пожарная проверка ОНЛАЙН» представляет дополнительный функционал, упрощающий работу с чек-листами. Используя сервис, вы можете провести самопроверку быстро, легко и максимально корректно.
Сервис поиска исполнителя в области пожарной безопасности с лицензией МЧС по регионам
Описание сервиса
Описание сервиса
Описание сервиса
Описание сервиса
Для определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с СП 12.13130 со встроенным справочником веществ и материалов
Для определения расчетной величины индивидуального пожарного риска для i-го сценария пожара QB,i в соответствии с «Методикой определения величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности»
Для производственного объекта предназначен для оценки величины индивидуального пожарного риска R (год-1) для работника при условии его нахождения в здании.
«Пожарная проверка ОНЛАЙН» представляет дополнительный функционал, упрощающий работу с чек-листами. Используя сервис, вы можете провести самопроверку быстро, легко и максимально корректно.
Сервис поиска исполнителя в области пожарной безопасности с лицензией МЧС по регионам
Выбор системы противопожарной защиты (автоматической установки пожарной сигнализации АУПС, автоматической установки пожаротушения АУПТ) для зданий
Выбор системы противопожарной защиты (системы пожарной сигнализации СПС, автоматической установки пожаротушения АУП) для сооружений
Определение требуемого типа системы оповещения и управления эвакуацией
Выбор системы противопожарной защиты (СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ (СПС), АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ (АУП)) для оборудования
Определение необходимого уровня звука системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре
Современные нагревательные установки с широким диапазоном регулирования
В регенеративных установках и установках дожигания дымовых газов для запуска системы требуется большое количества тепла.
Это является определяющим фактором при выборе мощности горелки. В процессе работы из-за того, что в систему поступает часть тепла от разогретых дымовых газов, возможны режимы при которых системе для работы требуется очень небольшое количество энергии.
Для подобных систем можно сформулировать следующие требования к газогорелочному устройству и системе безопасности и управления:
- Диапазон регулирования мощности > 1:45
- Контроль пламени во всем диапазоне работы горелки
- Прямой розжиг
- Прямой контроль пламени
- Защита системы от термического разрушения
- Использование стандартного оборудования
- Обеспечение как можно более низкого давления воздуха для горелки
- Полностью автоматическая работа системы
Несмотря на заявленный широкий диапазон регулирования, перечисленные требования могут быть выполнены при использовании стандартных горелок и систем автоматики.
Почему стандартные системы регулирования имеют ограничения и как эти ограничения преодолеть с помощью каскадных систем, будет рассмотрено далее.
Во всех процессах сжигания природного газа количество топлива, подаваемое в систему, должно соответствовать требуемому количеству в любой момент времени. В большинстве случаев, коэффициента регулирования мощности 1:10 достаточно при работе горелок с плавным регулированием мощности. Для того, чтобы показать почему диапазон регулирования мощности не может быть расширен без применения дополнительных средств, рассмотрим некоторые аспекты стандартной системы с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух (Рис. 1).
Регулятор соотношения газ/воздух (3) установлен на газовой линии, в данном случае это регулятор соотношения VAG, состоящий из регулятора соотношения и электромагнитного клапана. Регулятор соотношения соединяется импульсной линией (4) с воздушной линией горелки.
Сигнал с регулятора температуры поступает на сервопривод IC (6) воздушной заслонки BVA (5). В зависимости от температуры и требуемой мощности воздушная заслонка открывается или закрывается. Регулятор соотношения (3) поддерживает давление газа равное давлению воздуха, отслеживая давление воздуха через импульсную линию (4). Таким образом, поддерживается постоянное соотношение давлений газа и воздуха, а значит и постоянное соотношение расходов. Регулятор соотношения нивелирует все изменения давления газа на входе и поддерживает давления газа равным давлению воздуха при колебаниях входного давления газа.
В системах с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух для достижения стабильности регулирования на минимальных нагрузках управляющее давления воздуха не может быть меньше 0.5 мбар. При полностью открытой воздушной заслонке управляющее давление воздуха может достигать 50 мбар.
Таким образом, получается диапазон изменения управляющего давления 1:100. Принимая во внимание квадратичную зависимость между давлением и расходом, получается диапазон регулирования расхода 1:10. Для максимального управляющего давления воздуха 50 мбар, чтобы получить диапазон регулирования 1:45, минимальное управляющее давление воздуха должно быть 0.02 мбар. С другой стороны, для минимального давления воздуха 0.5 мбар с точки зрения надежного регулирования, максимальное управляющее давление должно быть увеличено до 1012.5 мбар для получения диапазона регулирования 1:45. Оба варианта не могут быть реализованы из-за выхода управляющего давления за диапазон устойчивого регулирования в первом случае и невозможности достижения таких высоких давлений воздуха стандартными вентиляторами.
Рис. 2
Чтобы использовать все преимущества систем с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух весь диапазон изменения мощности делится на два диапазона с помощью системы каскадного регулирования.
В диапазоне мощности 100%…15% используется хорошо себя зарекомендовавшая система с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух. В диапазоне мощности 15%…2.2% система переключается на байпасную линию. При этом мощность системы регулируется с помощью линейного регулятора расхода (8), а не воздушной заслонкой (5) с сервоприводом (6). При работе в диапазоне мощности < 15% воздушная заслонка остается в положении “минимум”. В этом диапазоне горелка работает с избытком воздуха. Таким образом, не смотря на низкий расход газа, газовоздушная смесь обладает достаточной энергией для хорошего смесеобразования и полного сжигания газа.
- Рис. 3
- Рис. 4
На рис. 4 показаны диаграммы для системы с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух и каскадной системы. Европейский стандарт EN 746-2 устанавливает четкие требования безопасности к системам сжигания газа. Главное условие можно сформулировать следующим образом: в систему в любой момент времени не должно поступать неконтролируемое количество газовоздушной смеси. Рассмотрим пример каскадной системы регулирования (рис. 5).
Рис. 5
В диапазоне мощности 100-15%, система работает как система с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух. Мощность регулируется с помощью сервопривода (6), установленного на воздушной заслонке (5). Точная настройка требуемого давления газа и воздуха производится установкой шайбы соответствующего сечения или регулировочными кранами (9), (10) во время пуско-наладочных работ. Должным образом настроенная система исключает образование неконтролируемой газовоздушной смеси в камере сгорания.
Диапазон мощности 15%…2.2% может быть реализован только при достижении воздушной заслонкой (5) положения “минимум”. При этом система переключается на линейный регулятор расхода LFC (8). Воздушная заслонка остается в положении “минимум” и мощность регулируется изменением расхода газа. Максимальный расход газа определяется мощностью 15%. Положение “максимум” линейного регулятора расхода LFC (8) определяется подбором нужного положения регулировочного цилиндра (рис. 6) в регуляторе при пуско-наладочных работах. Положение “минимум” линейного регулятора расхода определяется мощностью 2,2% и настраивается с помощью контактного кулачка сервопривода. В результате получается система, в которой исключается неконтролируемое попадание газовоздушной смеси в камеру сгорания.
Система представленная на рис. 5 реализована на базе горелки ZIC 200RB с керамической камерой сгорания TSC 200. Данные горелки не требуют установки горелочного камня и могут быть использованы для установки в печи с “мягкой” футеровкой. Горелки ZIC (рис. 7) разработаны для работы на газовоздушных смесях с близким к стехиометрическому соотношению газ/воздух и коэффициентом регулирования 1:10. Данные горелки имеют специальный смеситель, обеспечивающий низкое образование СО и СО2. Горелки имеют встроенный электрод розжига. Контроль пламени может осуществляться с помощью встроенного ионизационного электрода или с помощью УФ-датчика. Оснащенная системой каскадного регулирования горелка может работать при очень небольших мощностях. В лабораторных условиях удалось достигнуть коэффициента регулирования > 1:50, а в реальных условиях можно получить 1:45 (таблица 1).
| Тип горелки | Мощность [кВт] | Точка переключения [кВт] | Мин. мощность [кВт] | Диапазон регулирования |
|---|---|---|---|---|
| BIC 65 | 50 | 5 | 1.7 | 1:30 |
| BIO 80 | 150 | 15 | 3.8 | 1:40 |
| BIO 140 | 450 | 65 | 11 | 1:40 |
| ZIO 165 | 630 | 63 | 18 | 1:35 |
| ZIC 200 | 1000 | 150 | 22 | 1:45 |
| Данные приведены для природного газа, смеситель горелки R (нормальное пламя), ионизационный контроль пламени, холодный воздух | ||||
При разработке систем управления подобных систем должны приниматься во внимание требования EN 746-2, EN 60204 и EN 50156.
Аналогичные требования к автоматизации предъявляются и в России. Эти стандарты описывают функционирование и требования к системам управления.
Система управления должна выполнять и контролировать:
- мин./макс. давление газа
- мин. давление воздуха
- продувку
- контроль герметичности клапанов
- розжиг горелки
- контроль пламени горелки
- регулирование мощности
На рис. 8 показан пример шкафа управления с автоматом управления горелкой BCU 370. Функциональность автомата управления BCU 370 позволяет выполнить ряд приведенных выше требований. Однако контроль горелки при использовании каскадной системы регулирования может быть реализован с помощью любого другого автомата управления. Главным фактором в этой системе является необходимость переключения на другой способ регулирования мощности при достижении мощности 15%.
В таблице 2 приведено, в какие моменты времени должны быть активированы клапаны и регулирующие элементы и в каком положении они должны находится при работе каскадной системы регулирования.
| Основная газ. линия | Байпасная газ. линия | Воздушная линия | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Поз. 2 | Поз. 3 | Поз. 7 | Поз. 8 | Поз. 5 и 6 | |||
| Состояние системы | Газ. клапан | Регулятор соотношения | Газ. клапан | Лин. регулятор расхода LFC |
Сервопривод IC возд. заслонки
|
||
| VAS | VAG | VAS | Положение | Перекл. макс. полож. | Положение | Перекл. мин. полож. | |
| Горелка выкл. | Закрыт | Закрыт | Закрыт | - | - | МИН. | Вкл. |
| Продувка | Закрыт | Закрыт | Закрыт | - | - | 100% |
Выкл.
|
| Розжиг | Открыт | Открыт | Открыт | Открыт | Вкл. | МИН. | Вкл. |
| Газ < 15% | Открыт | Закрыт | Открыт | РЕГУЛ. | Выкл. | МИН. | Вкл. |
| Газ > 15% | Открыт | Открыт | Открыт | Открыт | Вкл. | РЕГУЛ. |
Выкл.
|
| РЕГУЛ. – осуществляется регулирование мощности | |||||||
Для реализации подобной системы управления требуется мини-PLC (программируемый контроллер) для использования совместно с данным автоматом управления горелкой. Воздушный и газовый регулирующие клапана контролируются трех шаговым сигналом. Для предотвращения постоянного переключения системы в точке 15% мощности, в программу мини-PLC шкафа введен гистерезис переключения. Параметры гистерезиса определяются для каждой установки индивидуально в зависимости от условий работы. Два индикатора на дверке шкафа управления обеспечивают информацию о текущем положении регулирующих сервоприводов (6) и (8): воздушной заслонки и линейного регулятора расхода на газовой линии. Ручной переключатель в дверке шкафа позволяет в ручную установить требуемую мощность горелки в диапазоне 2,2%-100%. Может быть использован регулятор температуры для автоматического управления мощностью горелки (не представлен в изображенном шкафу).
С помощью каскадной системы регулирования можно расширить коэффициент регулирования мощности до 1:45 используя стандартные горелки, оборудование, средства управления и безопасности. В тоже время данные системы позволяют использовать преимущества систем с пневматическим регулированием соотношения газ/воздух. Другим преимуществом системы каскадного регулирования является то, что она позволяет использовать стандартные вентиляторы (с напорностью < 80 мбар). Система работает со стандартными давлениями газа и воздуха.
Как соотношение воздух-топливо влияет на полноту сгорания?
Во второй части этой серии статей, посвященной управлению горением промышленных источников тепла, мы рассматриваем соотношение воздух-топливо и баланс использования избыточного воздуха для сжигания горючих материалов при минимизации энергии от подъема дымовой трубы в промышленных источниках тепла. В части I «Стехиометрическое сгорание и его влияние на КПД котла» мы обсудили стехиометрическое сгорание, теоретическое положение об оптимальном количестве смеси кислорода и топлива для производства максимально возможного тепла при достижении максимальной эффективности сгорания.
Узнайте, как наш расходомер может улучшить управление энергопотреблением.
Соотношение воздух-топливо и избыток воздуха
Эффективность сгорания зависит от использования правильного количества воздуха для потребления топлива.При технологическом нагреве на топливе крупнейшим источником потерь энергии является выхлопная труба, поэтому управление воздушным потоком имеет важное значение для эффективности сгорания. Когда топливо сгорает в присутствии кислорода, оно превращается в углекислый газ, воду и тепло. Рассмотрим сжигание метана (CH 4 ).
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Тепло (1,013 БТЕ/фут 3 )
Воздух содержит приблизительно 21% азота и 71% кислорода. В этом случае реакция полного сгорания принимает вид: /фут 3 )
Требуемое количество воздуха зависит от типа топлива. В идеале вы хотели бы добавить достаточное количество кислорода, чтобы потреблять все топливо, чтобы выбрасывалось мало горючих веществ или вообще не выбрасывалось, при этом сводя к минимуму избыток воздуха, чтобы предотвратить потерю энергии из дымовой трубы.
Соотношение воздух-топливо определяет количество воздуха, необходимого для сжигания определенного топлива. Обычными видами топлива, используемыми в процессе сжигания, являются нефть (№ 2, 4 и 6), дизельное топливо, бензин, природный газ, пропан и древесина — соотношения для обычных газов, жидкого и твердого топлива указаны в таблицах 1.1 и 1.2.
Оптимизация соотношения воздух-топливо
Существует баланс между потерями энергии из-за использования слишком большого количества воздуха и потерями энергии из-за слишком богатой работы в любом процессе сгорания. Наилучшая эффективность сгорания достигается при оптимальном соотношении воздуха и топлива, и контроль этого обеспечивает максимальную эффективность. Горелка на жидком и газовом топливе достигает этого желаемого баланса в большинстве сценариев, работая при 105–120 % оптимального теоретического воздуха. Для горелок, работающих на природном газе, требуется стехиометрический воздух 90,4–11 футов 3 / 1,0 фута 3 природного газа или соотношение воздух-газ примерно 10:1. В этом случае имеется избыточный уровень кислорода 2%.
В зоне горения трудно измерить избыток воздуха. Однако в стеке его можно легко измерить с помощью анализаторов кислорода. Работа с 5%-20% избытка воздуха будет соответствовать измерению содержания кислорода в дымовой трубе от 1% до 3%.
Идеальное соотношение воздух-топливо зависит от различных рабочих нагрузок. Тюнинг – это действие по установлению желаемого соотношения воздух-топливо при различных условиях эксплуатации. Это может быть выполнено при оценке специфики дымовой трубы: температуры, концентрации кислорода, угарного газа и выбросов NO x .
В третьей части этой серии из пяти частей мы рассматриваем анализ кислорода и горючих газов в дымовых газах, а также различные потоки воздуха и топлива перед сжиганием, чтобы повысить эффективность сгорания промышленных котлов, парогенераторов, печей, печей, плавильных печей, и технологические нагреватели.
Если вам интересно прочитать технический документ Sage Metering по этой теме, см. раздел Эффективность сгорания и тепловые массовые расходомеры.
Эффективность сжигания котлов объяснено
Стоихиометрическое воздействие сгорания на эффективность котла
Анализ дымового газа и воздушный поток – Эффективность сгорания
Массовый поток, и воздушный поток. Расходомер для эффективности сгорания | Промышленные котлы
Боб Стейнберг
Боб Стейнберг — основатель, президент и главный исполнительный директор Sage Metering. Он является автором «Отраслевого руководства по использованию тепловых массовых расходомеров: добыча нефти и газа, управление отходами, сталь». Steinberg имеет более чем 40-летний опыт работы с приборами. До создания Sage Metering в 2002 году он руководил продажами тепловых массовых расходомеров в компаниях Kurz Instruments, Sierra Instruments и Eldridge Products. В Weston Instruments Стейнберг работал инженером по маркетингу продукции. Он имеет степень бакалавра и бакалавра наук Университета Рутгерса.
Передовой опыт для достижения идеального соотношения воздух-топливо
Горелка, профилактическое обслуживание
Тим Себергер
Отопительное оборудование, работающее на топливе, зависит от всех объектов. Поэтому очень важно, чтобы ваше предприятие максимально эффективно использовало ваши горелки. Что, если бы существовал способ сделать вашу горелку более эффективной, а также сократить затраты на электроэнергию? Хорошая новость: есть. При правильной регулировке соотношения воздух-топливо в горелке ваша система может работать намного эффективнее и обходиться вам дешевле.
Что такое соотношение воздух-топливо?
Первый шаг к пониманию того, как сократить расходы на электроэнергию горелки, — это понять, что такое соотношение воздух-топливо. Проще говоря, отношение воздуха к топливу — это мера количества воздуха по сравнению с топливом, участвующим в процессе сгорания.
Из соображений безопасности очень важно знать кривую соотношения воздух-топливо в вашей системе горелки. Эта кривая измеряет наименьшее количество избыточного воздуха, которое может быть в дымовых газах без образования угарного газа. У каждого горелки есть такая кривая, и понимание вашей имеет первостепенное значение для безопасности вашей команды.
Запустите горелку с оптимальной эффективностью
Чтобы ваша горелка работала с максимальной эффективностью, вам необходимо знать, какой процент избытка воздуха лучше всего подходит для вашей горелки. При расчете необходимо учитывать несколько факторов, например:
.- С какими растворителями работает ваша горелка
- Сколько угарного газа производит ваша горелка
Чтобы предотвратить выбросы угарного газа и образование сажи на отопительном оборудовании, включите горелку примерно на 10–20 % избытка воздуха при сильном пламени. Даже при том, что многие горелки изготавливаются и работают по-разному, работа вашей горелки где-то в этом диапазоне должна работать для вашей системы (это еще одна причина знать вашу кривую соотношения воздух-топливо).
Будьте осторожны при регулировке количества избыточного воздуха. Слишком много или слишком мало может снизить эффективность вашей горелки. Уменьшение избыточного воздуха, как правило, снизит температуру дымовой трубы, что повысит эффективность горения и котла, но это не означает, что вы должны полностью уменьшить количество избыточного воздуха. Если вы отрежете слишком много, вы можете оказаться в плохой ситуации.
В некоторых случаях удаление слишком большого количества избыточного воздуха может вызвать потенциально опасные реакции. Если вы используете легковоспламеняющиеся растворители в своей горелке, вы должны быть уверены, что используете достаточно избыточного воздуха для разбавления растворителей. Это не только обеспечивает достаточную скорость сушки и выводит пары из горелки, но также поддерживает хороший темп процесса и устраняет риск взрыва.
Что влияет на избыточный уровень воздуха?
На избыточный уровень воздуха могут влиять разные факторы — например, сильное пламя и слабое пламя. Каждая горелка будет отличаться, что является основным фактором, влияющим на уровень возгорания. Учитывая различия в каждой горелке, имеет смысл, что каждая отдельная система имеет разные высокие и низкие уровни огня.
Из-за этих факторов может показаться, что отслеживать изменения избыточного уровня воздуха сложно, но это не так. Если вы можете измерить содержание кислорода и горючих веществ в дымовых газах, все готово.
Ваши #burners работают настолько эффективно, насколько это возможно? У @RasMech есть советы, которые вам нужны, чтобы поддерживать их скорость. Подробнее читайте здесь: Нажмите, чтобы твитнутьИзмерение соотношения воздух-топливо
Существует два основных способа измерения соотношения воздух-топливо. Во-первых, путем анализа дымовых газов на содержание кислорода и горючих веществ. Лучше всего измерять содержание кислорода в процентах, так как угарный газ измеряется в частях на миллион (или сокращенно PPM). В большинстве случаев оборудование, измеряющее содержание кислорода, лучше, чем оборудование, измеряющее содержание углекислого газа, поскольку оно более точно.
Если у вас возникли проблемы с точным измерением уровня избыточного воздуха или настройкой горелки, разумным решением будет нанять профессионала. В среднем завод, на котором работает квалифицированный поставщик оборудования для сжигания топлива, экономит более 2,2% затрат на топливо.
После того, как вы учтете все различные факторы при измерении соотношения воздух-топливо, вы сможете точно рассчитать потенциальную экономию.
Советы по сокращению расходов на систему отопления
Безусловно, есть и другие способы снизить энергозатраты вашей горелки, помимо управления соотношением воздуха и топлива. Вот несколько дополнительных советов по дальнейшему сокращению расходов:
- Работа горелок на проектной мощности или близкой к ней
- Уменьшить избыток воздуха, используемого для горения
- Очистите поверхности теплообмена
- Уменьшить потери излучения через отверстия
- Используйте надлежащую изоляцию горелки, чтобы уменьшить потери тепла стенами
- Надлежащим образом изолируйте поверхности с воздушным или водяным охлаждением, подвергающиеся воздействию печи и паропроводов, выходящих из горелки
- Установка оборудования для рекуперации тепла
- Улучшить очистку воды, чтобы свести к минимуму продувку горелки
- Устранение утечек пара
- Свести к минимуму выпуск пара
- Внедрение программы обслуживания конденсатоотводчиков
- Использовать турбину обратного давления вместо редукционных или выпускных клапанов
- Сведите к минимуму утечку воздуха в горелку, загерметизировав отверстия
- Поддерживать надлежащее и слегка положительное давление в горелке
- Рекуперация части тепла выхлопных газов горелки для использования в низкотемпературных процессах
Может показаться, что нужно отслеживать много информации, но она поможет вашим горелкам работать эффективно и сэкономит ваши деньги.