<em id="vysbm"></em>
<em id="vysbm"></em>
  • <button id="vysbm"><acronym id="vysbm"></acronym></button>
    <rp id="vysbm"></rp><em id="vysbm"><ruby id="vysbm"><input id="vysbm"></input></ruby></em><em id="vysbm"><strike id="vysbm"><u id="vysbm"></u></strike></em>
      1. 中國農村能源行業協會節能爐具專委會支持  
        中國爐具網聯系電話

        張德地:關于燃燒 、采暖爐及系統安裝使用基本知識

        中國爐具網-爐具行業門戶丨綜合服務平臺    2016-07-14     來源:爐具網     瀏覽:2027

               一、燃燒學基本學科簡介

               (一)燃燒學是一門研究著火、熄火和燃燒機理的學科。

               燃燒是指燃料與氧化劑發生強烈化學反應,并伴有發光發熱的現象。燃燒不單純是化學反應,而是反應、流動、傳熱和傳質并存、相互作用的綜合現象。燃燒學的研究內容通常包括:燃燒過程的熱力學,燃燒反應的動力學,著火和熄火理論,預混氣體的層流和湍流燃燒,液滴和煤粒燃燒、液霧、煤粉和流化床燃燒,推進劑燃燒,爆震燃燒,邊界層和射流中的燃燒,湍流和兩相燃燒的數學模型,以及燃燒的激光診斷等。
          
               遠古時代,火的使用使人類從野蠻狀態走向文明,18世紀以前,人們認為物質燃燒取決于一種特殊的“燃素”。18世紀中葉,法國化學家 A.L.de 拉瓦錫和俄國科學家羅蒙諾索夫根據他們的實驗分別提出燃燒是物質氧化的理論19世紀,人們用熱化學和熱力學方法研究燃燒,發現了燃燒熱、絕熱燃燒溫度和燃燒產物平衡成分等重要特性。20世紀初,蘇聯化學家H.H.謝苗諾夫和美國化學家B.劉易斯等人發現,影響燃燒速率的重要因素是反應動力學,而且燃燒反應有分枝鏈式反應的特點,即中間生成物(也稱活潑中心)可以加速燃    燒過程。30年代蘇聯科學家澤利多維奇、弗蘭克.卡梅涅茨基和美國的劉易斯等又進一步發現,燃燒現象,無論是著火、熄滅和火焰傳播,還是緩燃和爆震等,都是化學反應動力學和傳熱傳質等物理因素的相互作用。在研究了預混火焰和擴散火焰、層流燃燒和湍流燃燒以及液滴燃燒和碳粒燃燒等基本規律之后,人們認識到,控制燃燒過程的主導因素往往不是化學反應動力學,而是流動和傳熱傳質。于是初步形成燃燒理論。40~50年代由于航空、航天技術的發展,使燃燒的研究由一般動力機械擴展到噴氣發動機、火箭和飛行器頭部燒蝕等問題中,并取得了迅速的發展。因此,力學家 T.von卡門和中國的錢學森建議用連續介質力學方法來研究燃燒,提出了“化學流體力學”(后來又稱為“反應流體力學”)這一名稱的建議。許多人運用粘性流體力學和邊界層理論對層流燃燒、湍流燃燒、著火、火焰穩定和燃燒振蕩等問題進行了更深入的定量分析。到了70年代初,由于高速電子計算機的出現,英國科學家D.B.斯波爾丁等人提出了一系列流動、傳熱傳質和燃燒的數學模型和數值計算方法,把燃燒學的基本概念,化學流體力學理論、計算流體力學方法和燃燒室的工程設計有機地結合起來,開辟了研究燃燒理論及其應用的新途徑。 70年代中期以來,應用激光技術測量燃燒過程中氣體和顆粒的速度、溫度和濃度等,加深了對燃燒現象的認識。

               燃燒學是一門正在發展中的學科。能源、航天、航空、環境工程和火災防治等方面提出了許多有待解決的重大問題,諸如高強度燃燒、低品位燃料燃燒(以重油代輕油,以煤代油,以劣質煤代優質煤等)、煤漿(油-煤,水-煤,油-水-煤等)燃燒、流化床燃燒、催化燃燒、滲流燃燒、燃燒污染物排放和控制(見燃燒污染)、火災起因和防止等。燃燒學的進一步發展與湍流理論、多相流體力學、輻射傳熱學和復雜反應的化學動力學等學科的發展相互滲透。

               (二)什么叫燃燒?燃燒的基本條件是什么?

               燃燒是物質相互化合而伴隨發光、發熱的過程。我們通常所說的燃燒是指可燃物與空氣中的氧發生劇烈的化學反應,可燃物燃燒時需要有一定的溫度,可燃物開始燃燒時所需要的最低溫度叫該物質的燃點或著火點。物質燃燒的基本條件:一是可燃物,如燃料油、瓦斯等;二是要有助燃劑,如空氣、氧氣;三是要有明火或足夠高的溫度。三者缺一就不能發生燃燒,這就是“燃燒三條件”或“燃燒三要素”。燃燒一定是氧化反應、但氧化反應不一定是燃燒。所以我們設計采暖爐時一定要學點燃燒學的基本知識。

               煤爐燃燒后的產物硫和氧反應能生成二氧化硫,在露點時在水汽的作用下產生稀硫酸【硫酸鹽】能夠腐蝕爐壁,使爐具使用壽命降低,碳不完全燃燒時生成一氧化碳、二氧化硫等污染環境的物質。在此建議,為防止煙筒內水汽倒流產生腐蝕,對“高靠背”爐具,在工藝上應把易腐蝕位置用耐火材料進行遮擋。

               空氣由21﹪的氧和約79﹪的氮組成的,參與燃燒時只有氧氣參與燃燒,氮是不能燃燒的,但當溫度達到170度以上時,氮與氧會發生反應產生氮氧化物,溫度越高產生的氮氧化物越多??諝饬吭酱螽a生的氮氧化物越多,所以好的爐具要控制空氣過量系數指標,氮氧化物也是重要污染物,是溫室氣體的主要來源,所以有了低氮燃燒技術。

               二氧化硫通常是一種無色有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易溶于水,排放到空氣中二氧化硫(SO2)在通常情況下是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,它能與氫氧化鈉溶液反應生成鹽和水,在大氣中會形成酸雨。

               二、關于水

               (一)水的用途

               1.人類的生命之源

               在地球上,哪里有水,哪里就有生命。一切生命活動都起源于水。人體內的水分,大約占到體重的65%。其中,腦髓含水75%,血液含水83%,肌肉含水76%,連堅硬的骨胳里也含水22%。沒有水,食物中的養料不能被吸收,廢物不能排出體外,藥物不能到達起作用的部位。人體一旦缺水,后果非常嚴重。缺水1%-2%,感到渴;缺水5%,口干舌燥,皮膚起皺,意識不清,甚至幻視;缺水15%,往往甚于饑餓。

               沒有食物,人可以活較長時間(有人估計為兩個月),沒有水,最多能活一周左右。

               2.植物的生命源泉

               用手抓一把植物,你會感到濕漉漉的,涼絲絲的,這是水的緣故。植物含有大量的水,約占體重的80%,蔬菜含水90%-95%,水生植物竟含水200%以上。水替植物輸送養分;水使植物枝葉保持婀娜多姿的形態;水參加光合作用,制造有機物;水的蒸發,使植物保持穩定的溫度不致被太陽灼傷。植物不僅滿身是水,農作物一生都在消耗水。1公斤玉米,是用368公斤水澆灌出來的;同樣的,小麥是513公斤水,棉花是648公斤水,水稻竟高達1000公斤水。一籽下地,萬粒歸倉,農業的大豐收,水立下了不小的功勞!

               3.工業的血液

               水,參加了工礦企業生產的一系列重要環節,在制造、加工、冷卻、凈化、空調、洗滌等方面發揮著重要的作用,被譽為工業的血液。例如,在鋼鐵廠,靠水降溫保證生產;鋼錠軋制成鋼材,要用水冷卻;高爐轉爐的部分煙塵要靠水來收集;鍋爐里更是離不了水,制造1噸鋼,大約需用25噸水。

               水在造紙廠是紙漿原料的疏解劑、解釋劑、洗滌運輸介質和藥物的溶劑,制造1噸紙需用450噸水?;鹆Πl電廠冷卻用水量十分巨大,同時,也消耗部分水。食品廠的和面、蒸餾、煮沸、腌制、發酵都離不了水,醬油、醋、汽水、啤酒等。

               (二)水的物理性質

               · 通常是無色、無味的液體 

               · 沸點:100℃(海拔為0m,氣壓為一個標準大氣壓時)

               · 凝固點:0℃

               · 最大相對密度時的溫度:3.98℃

               · 比熱容:4.186J/(g·℃) 0.1MPa 15℃
                              2.051J/(g·℃) 0.1MPa 100℃

               · 密度:1000 kg/m3(4℃時)。冰的密度比水小[2]

               (三)水的分類

               軟水:硬度低于8度的水為軟水(不含或較少含有鈣鎂化合物)。

               硬水:硬度高于8度的水為硬水(含較多的鈣鎂化合物)。硬水會影響洗滌劑的效果;鍋爐用水硬度高了十分危險,不僅浪費燃料,而且會使鍋爐內管道局部過熱,易引起管道變形或損壞;硬水加熱會有較多的水垢,人長期飲用危害健康。

               (四)水的硬度

               水的硬度最初是指鈣、鎂離子沉淀肥皂的能力。水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度,其中包括碳酸鹽硬度 (即通過加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來的鈣、鎂離子,故又叫暫時硬度)和非碳酸鹽硬度(即加熱后不能沉淀下來的那部分鈣、鎂離子,又稱永久硬度)。硬水和軟水的區別,就是水中含有鈣、鎂化合物的多少程度。

               去離子水就是將水中的鈣離子及鎂離子去除,俗稱蒸餾水,也叫純凈水。比如醫用注射液就是去除了鈣鎂及其它雜質的水。

               (五)水的主要特性

               · 水不燃燒。

               · 水受熱后密度變小,體積增大。

               · 水遇冷達到零度后開始結冰,由液態轉為固態同時體積增大。

               · 水在任何溫度下都可以蒸發,只是速率不同。

               · 水的性質穩定,其化學鍵牢固,用一般方法很難將氫和氧分開。

               · 蒸汽在350℃時在空氣中可瞬間點燃木柴。

               · 水中含有大量潛熱和顯熱。

               · 水是較好熱載體。

               · 地球上五分之四地域被水覆蓋,水是人類已知最亷價的液體。

               由此,人們使用鍋爐時才用水做介質傳熱,因為水量多價廉。

               三、燃料

               采暖爐用燃料分為三類:

               · 固體燃料—煙煤、無煙煤、褐煤、泥煤、油頁巖、木屑、甘蔗渣、稻糠等;

               · 液體燃料—重油、清油、渣油、柴油等;

               · 氣體燃料—天然氣、人工燃氣、液化石油氣等

               四、采暖爐本體及技術監督要求

               (一)采暖爐的定義

               小于50千瓦,爐體裝有防爆片裝置,燃用固體燃料符合GB 16154民用水暖煤爐通用技術條件規定的內容,有常壓熱水鍋爐屬性的爐具。

               (二)概述

               采暖爐是民用取暖、炊事的熱能設備,也是特種設備之一,在居民中廣泛使用,相對危險而又特殊的設備。一旦發生事故,涉及公共安全,將會給國家和人民生命財產造成巨大損失。

               五、安全及法規

               為了公共安全、人民生命和財產安全,依據國務院《特種設備安全監察條例》,使用鍋爐應注意以下全事項:

               (一)注意事項

               1、采暖爐、出廠時應當附有“安全技術規范要求的設計文件、產品質量合格證明、安全標識及使用維修說明、監督檢驗證明。

               2、采暖爐、的安裝、維修、改造的單位應當取得制造廠方認可的合格培訓、才能從事采暖爐安裝工作。

               (二)節能應用

               1、節能改造

               · 安裝冷凝型燃氣采暖爐節能器

               燃氣采暖爐排煙中含有高達18%的水蒸氣,其蘊含大量的潛熱未被利用,排煙溫度高,顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑,冷凝型燃氣鍋爐節能器可直接安裝在現有爐具煙道中,回收高溫煙氣中的能量,減少燃料消耗,經濟效益十分明顯,同時水蒸氣的凝結吸收煙氣中的氮氧化物,二氧化硫等污染物,降低污染物排放,具有重要的環境保護意義。

               · 采用冷凝式余熱回收技術

               傳統爐具中,排煙溫度一般在160~250℃,煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態,不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知,爐具熱效率是以燃料低位發熱值計算所得,未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統爐具熱效率一般只能達到75%~80 %而冷凝式余熱回收爐具,它把排煙溫度降低到50~70℃,充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱,提升了熱效率;冷凝水還可以回收利用。

               · 爐具尾部采用熱管余熱回收技術

               余熱是在一定經濟技術條件下,在能源利用設備中沒有被利用的能源,也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據調查,各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%,可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。超導熱管是熱管余熱回收裝置的主要熱傳導元件,與普通的熱交換器有著本質的不同。

               熱管余熱回收裝置的換熱效率可達98%以上,這是任何一種普通熱交換器無法達到的。熱管余熱回收裝置體積小,只是普通熱交換器的1/3。提高爐具的熱效率,降低燃料消耗,達到節能的目的。

               在工業燃油、燃氣、燃煤鍋爐設計制造時,為了防止鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵灰,標準狀態排煙溫度一般不低于180℃,最高可達250℃,高溫煙氣排放不但造成大量熱能浪費,同時也污染環境。熱管余熱回收器可將煙氣熱量回收,回收的熱量根據需要加熱水用作鍋爐補水和生活用水,或加熱空氣用作鍋爐助燃風或干燥物料。節省燃料費用,降低生產成本,減少廢氣排放,節能環保一舉兩得。改造投資3-10個月回收,經濟效益顯著。

               · 采用防垢、除垢技術

               通過采用爐具除垢劑和電子防垢器、優化水汽循環系統,可以去除水中鈣、鎂等結垢離子,使得水質軟化,合理控制爐具的排污率,從而減少水垢,提高爐具熱效率。

               · 采用燃料添加劑技術

               在燃料中加入添加劑達到優化燃料,達到降低煙垢,提高熱效率的目的;

               · 采用新燃料

               采用新型潔凈型煤,達到降低污染的目的。

               · 采用富氧燃燒技術

               空氣中氧氣含量≤21%。工業鍋爐的燃燒也是在這樣空氣下進行的工作。實踐表明:當鍋爐燃燒的氣體氧氣量達到25%以上時,節能高達20%;鍋爐啟動升溫時間縮短1/2-2/3。而富氧是應用物理方法將空氣中的氧氣進行收集,使收集后氣體中的富氧含量為25%-30%。富氧助燃是一種最新節能環保技術。近十幾年來,隨著環保要求的不斷提高以及節約能源的需要,富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術在世界各國蓬勃發展,現在西方一些發達國家要求全部新增工業爐窯、工業鍋爐不得用普通空氣助燃,都得用富氧空氣助燃。

               · 采用旋流燃燒爐具技術

               眾所周知,傳統爐具存在著兩大弊端,一是燃燒時有煙霧煙塵冒出,成為重要的污染源;二是煤渣燃燒不充分,能源浪費極為嚴重。采用純無煙再節能旋流燃燒爐具新技術與傳統工業爐具相比較,有著絕對的優勢。它比手燒式爐具節煤30%~35%,比鏈條式自動化鍋爐節煤25%。由于純無煙再節能技術使用了PID變頻和ABM節電系統,比傳統爐具節電40%,揮發份可實現90%以上的燃燒和利用,而傳統爐具的揮發份的燃盡率只有78%左右,有22%的煙塵排向大氣層,純無煙再節能旋流燃燒技術使灰渣燃盡率達到了97%,而傳統爐具煤渣的燃盡率只有80%左右,正是由于這些原因,純無煙再節能燃燒技術可使爐溫從原來的1200℃提高到1500℃左右,提高了燃燒效率,節省了燃料,滿足了客戶的需求。

               · 采用空氣源熱泵熱水機組替換技術

               將現有的燃油(氣)熱水鍋爐替換成空氣源熱泵熱水機組;可節約能源消耗30%-50%。

               · 燃煤爐具改裝成燃氣爐具

               2、日常維護

               停爐保養分濕法、干法保養。

               其中對于沒有人(頭)孔或停爐時間不太長的鍋爐,要采用濕法進行保養,對于有人(頭)孔或停爐時間較長的鍋爐應采用干法保養,各具體操作辦法見《使用說明書》。

               3、結垢腐蝕

               · 采暖爐具在運行中結了水垢,首先會嚴重影響傳熱,由于水垢的導熱系數只有鋼材的幾十分之一,所以當鍋爐內表面結垢后,燃料燃燒產生的熱量不能很好地傳到水側,從而造成排煙溫度升高,浪費燃料,增加運行成本。據有關資料介紹,鍋爐結垢后被浪費的燃料成下列比例關系:當水垢的厚度≥1mm時,鍋爐將多消耗燃料5~8%;當水垢的厚度≥2mm時,鍋爐將多消耗燃料10~18%;當水垢的厚≥3mm時,鍋爐將多消耗燃料18~26%。

               · 當鍋爐結垢后,燃料燃燒的熱量不能及時傳遞到水側,使受熱面溫度升高,鍋爐受熱面若長期在超溫狀態下運行,金屬材料將發生蠕變、鼓包,強度下降,導致爆管;若鍋爐的水管因大量結垢而堵塞的話,將很快發生爆管。鍋爐爆管一是危及人們的生命財產安全;二是爆管后要檢修,費時、費力,大量增加檢修費用;三是頻繁的開停爐造成燃料浪費;四是停爐后將引起其他生產線的停產,造成的經濟損失更大 。

               · 爐具結垢后會引起爐具垢下腐蝕,爐具腐蝕將縮短使用壽命,危及安全運行。

               · 爐具腐蝕有可能造成爐管穿孔,甚至發生爐具爆炸,嚴重威脅人身和設備安全。

               六、安裝方式、方法

               · 常壓采暖爐,嚴禁加壓或封閉運行。

               · 必須安裝直通大氣管,直徑不能小于管座直徑,且嚴禁在大氣管上安裝閥門。

               · 回水干管與膨脹水箱(補水箱)之間的連接管道嚴禁安裝閥門,膨脹水箱不得封口。

               · 嚴禁在無水情況下點火運行。若不慎出現爐內水少或以汽化,千萬不要立即補水,而應首先滅火。

               · 沒有資質的安裝隊,不能擅自安裝鍋爐。

               · 所有爐具爆炸都因安裝不當和使用不當造成的。

               1、重力循環法

               2、二層樓房強制循環系統(高度十米內)

               3、高層樓房強制循環(十米高度以上)

               4、小型常壓熱水鍋爐使用技術參數

               5、故障現象與排除

               a、散熱片不熱

               · 火是否封死

               · 系統是否缺水

               · 是否氣阻

               · 煙道是否堵塞

               · 系統流量不夠

               · 鍋爐與散熱片不匹配

               · 燃料發熱量達不到要求

               b、壓力表指示過高                                      

               爐具正常運行,其膨脹水箱靜壓力應該在0.02Mpa的情況下,使用是安全的。如果超過0.02Mpa,則壓力超高,應停爐檢查。原因可能有:

               · 由于系統內形成閉路循環(大氣聯通管堵死)。水泵安裝在回水管線上。

               · 主管道錯誤的加裝了閥門,并使之造成閉路。
           
               排除方法:

               · 停爐找出故障,處理后再運行。水泵改在供水管線上。

               · 停爐后,打開誤關的閥門,循環正常再運行。

               c、排煙不暢,落灰困難,燃燒不好

               · 排煙不暢時,經常清理積灰口可延長爐箅使用壽命。煙囪彎頭過多也會造成空氣流速降低燃燒不好。

               · 落灰困難時清理出渣口,看是否有煉焦層,如有需及時清除。

               · 冬季有的爐具半夜突然大量返煙,主要是封火太過、煙溫過低冷凝水回流結冰煙囪堵死、用火烤開即可。


               北京林虹新能源科技有限公司   張德地

        版權保護聲明:爐具網選發有優質傳播價值的內容,可能會做部分刪節 修改。我們極其尊重優質原創內容的版權,如所選內容未能聯系到原文作者本人,請作者和chinaluju@126.com聯系。

        更多行業資訊,請掃描添加 中國爐具網 公眾號

        行業動態   企業動態   政策法規   專題報道   視頻動態   品牌商城   爐博會   技術標準   技術論文   安裝維護   產品選購
        电玩捕鱼下载