粮食干燥机热风炉的燃烧装置的基本用途,是在炉子中合理组织煤气燃烧过程,实现最高燃烧温度,把火焰的最高温度组织在热风炉拱顶。热风炉的燃烧装置包括燃烧器、燃烧室、燃烧闸阀等,关键是燃烧器。最早使用的是金属套筒式或栅格式燃烧器,因其燃烧质量差,而且产生脉动,现己淘汰
(1)陶瓷燃烧器的结构类型
目前粮食干燥机使用的陶瓷燃烧器种类繁多,按燃烧方法可分为3种:有焰燃烧器、无焰燃烧器及半焰燃烧器。
1、有焰燃烧器的典型结构是套筒式陶瓷燃烧器和矩形陶瓷燃烧器。这种燃烧器的特点是:空气和煤气在燃烧器内有各自的通路,中心断面是圆形或矩形的,出口后形成粗大流股,气体在中心通道流动时,阻力损失很小。环道断面是圆环形或矩环形,气体出口前被分割成多个小流股,且以一定的角度流出与中心流股相交、混合。煤气、空气在出口后进一步混合,然后着火、燃烧。
这种燃烧器的优点是:结构简单,容易砌筑,对燃烧室掉砖、掉物不敏感,阻力损失小、强制燃烧时燃烧器上表面看不到火焰形状,属悬峰火焰。不足之处是燃烧温度比无焰燃烧器低,火焰长,有时燃烧不完全。
2、粮食干燥机无焰燃烧器的典型结构为栅格式陶瓷燃烧器。煤气、空气在燃烧器上部开始混合,在出口处已充分混合。混合气体以众多小流股从上表面流出,在燃烧室中着火、燃烧。
它的优点是:燃烧火焰短、燃烧稳定,空气消耗系数低,理论燃烧温度高,燃烧能力大。它的不足是:结构复杂,不易砌筑,对燃烧室掉砖、掉物敏感。
3、粮食干燥机半焰燃烧器。中心通道走煤气,为使出口处煤气均匀分布,在煤气入口的对面处,安装气体阻流板。空气走环道,进入环道后,经中心通道和环道隔墙上的多个矩形孔喷出,在燃烧器中心通道内开始混合,由于矩形孔到出口断面的距离较短,煤气、空气没充分混合,进燃烧室后继续混合。这种结构的陶瓷燃烧器高径比较小,它结构简单,硇筑方便。三孔陶瓷燃烧器也属于半焰燃烧器。它的中心通道走高热值煤气(如焦炉煤气\中间环道走空气,外环走高炉煤气,在燃烧器出口前少部分煤气、空气已混合。它的特点是燃烧能力大,燃烧稳定。但结构复杂,而且在阀门等设备安全保证方面要求严格。
(2)粮食干燥机陶瓷燃烧器材质
送风期陶瓷燃烧器上表面温度略低于风温;燃烧期稍高于空、煤气人燃烧器前温度,因此,在一个周期里燃烧器上部温差很大,特别是在换炉瞬间,燃烧器上部温升(或降〕特别迅速。为了保证燃烧器砌筑体的气密性、整体性和使用寿命,要求耐火材料的线膨胀系数小、抗蠕变性好。20世纪80年代以前,我国陶瓷燃烧器几乎都用高铝质磷酸耐热混凝土或矾土耐热混凝土预制件,经20多年粮食干燥机生产实践,这种材质对中、小高炉热风炉和风温1100冗左右的陶瓷燃烧器是适用的。在使用高铝质磷酸盐耐热混凝土时,砲筑前应烘烤到6001左右,以防止在安装和使用中预制体开裂。进入90年代以后,由于热风炉大型化和高风温的要求,现在多釆用高铝堇青石耐火材料。少数陶瓷燃烧器开拓用莫来石堇青石材料,陶瓷燃烧器下部,除少数用硅线石材料外,几乎都用高铝或黏土耐火材料。
(3)粮食干燥机对陶瓷燃烧器的应用
粮食干燥机高炉热风炉大部分采用套筒式陶瓷燃烧器。如鞍钢炼铁厂,有70%的热风炉用套筒式陶瓷燃烧器,最长的寿命已达20年。热风炉自身预热技术的限制环节是陶瓷燃烧器的寿命。鞍山钢院和鞍钢炼铁厂经3年多的合作,在陶瓷燃烧器热态模拟试验研究中,找到影响烧高炉煤气,空气预热温度较高时,燃烧震动的原因,并成功地解决了这个问题,根据试验结果设计的燃烧器,已在10号高炉热风炉上使用6年多,运行状况良好、无震动。由陶瓷燃烧器热态模拟试验和实际热风炉目视,得知火焰长度是燃烧器直径的8-11倍,空、煤气预热温度高时取下限,不预热时取上限。
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