20150515大氣式燃燒器穩(wěn)定試驗(yàn)要點(diǎn)

1、實(shí)驗(yàn)裝置參考指導(dǎo)書大氣式燃燒器穩(wěn)定性范圍實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書I*9kl江油子耀科教設(shè)備有限公司網(wǎng)址：2015年05月、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?、基本原理1三、測試系統(tǒng)4公司網(wǎng)址:四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 5五、 實(shí)驗(yàn)步驟5六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 8附表9-1大氣式燃燒器穩(wěn)定范圍實(shí)驗(yàn)記錄表 9實(shí)驗(yàn)裝置參考指導(dǎo)書大氣式燃燒器穩(wěn)定性范圍實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笠涫酱髿馐饺紵魇且环N利用燃?xì)獾膲毫ξ胍徊糠挚諝忸A(yù)先混合、然后送至燃燒火孔處去燃燒的燃燒器。大氣式燃燒器的穩(wěn)定工作范圍決定了燃燒器正常工作的運(yùn)行區(qū)間，是指導(dǎo)燃燒器穩(wěn)定工作的依據(jù)。本節(jié)采用一定的實(shí)驗(yàn)方法測定大氣式燃燒器的穩(wěn)定工作范圍。要求理Jr1解離焰、回火、黃焰等基本概念

2、，能夠正確測定燃燒器的離焰、回火、黃 焰及CO的界限流速曲線，從而確定出其穩(wěn)定工作范圍。二、基本原理燃?xì)馀c一次空氣混合物自燃燒火孔流出點(diǎn)燃后，即產(chǎn)生一個(gè)雙層的大氣式火焰(內(nèi)焰、外焰)，一次空氣系數(shù)a在0.400.75之間。1. 離焰與回火當(dāng)燃?xì)馀c一次空氣的混合氣流在燃燒火孔出口處的速度增加時(shí)，火焰高度隨之增大。當(dāng)混合氣流速度大到一定程度后，火焰開始離開燃燒火孔, 彳 1即發(fā)生離焰現(xiàn)象如圖9-1。(a)離焰前穩(wěn)定狀態(tài)(b)離焰狀態(tài)圖9-1離焰現(xiàn)象此時(shí)燃燒火孔出口處混合氣流速度稱為離焰界限流速。離焰時(shí)，有部 分燃?xì)馕慈紵鞒?，所以它不屬于穩(wěn)定工作范圍，是正常工作所不能允 許的。逐漸減小燃燒火孔出

3、口處的混合氣流速度，火焰高度也慢慢降低。當(dāng)圖9-2燃燒器燃燒穩(wěn)定曲線圖混合氣流速度小到一定程度后，火焰竄入燃燒火孔，即發(fā)生回火現(xiàn)象。此 時(shí)燃燒火孔出口處混合氣流速度稱為回火界限流速?；鼗饡r(shí)，有大量未完 全燃燒產(chǎn)物，亦屬于不穩(wěn)定工作范圍。wf f2 .黃焰（或光焰）逐漸減小一次空氣時(shí)（a值逐漸減?。鹧孀冘洸⒓娱L。當(dāng)達(dá)到一定界 限值時(shí)，火焰的局部會(huì)發(fā)生黃焰（通常在焰尖上發(fā)生），甚至?xí)a(chǎn)生游離碳， 說明有燃燒不完全的現(xiàn)象。此現(xiàn)象稱為黃焰，也屬于不穩(wěn)定工作狀態(tài)，為 正常工作所不允許（工業(yè)爐中特殊要求除外）。產(chǎn)生黃焰時(shí)的燃燒火孔出口 處混合氣流速度稱為黃焰界限流速。3. CO含量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于大氣式火焰，

4、一般以煙氣中 CO含量值（COa =1）來評(píng)價(jià)其衛(wèi)生標(biāo) 準(zhǔn)。改變?nèi)紵鹂壮隹谔帤饬魉俣葧r(shí)，會(huì)使煙氣中co含量改變。當(dāng)Cea =1 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的燃燒火孔出口處混合氣流速度，稱為co界限流速。當(dāng)然超過CO標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，也是正常穩(wěn)定工作所不允許的4. 大氣式燃燒器的穩(wěn)定工作曲線離焰、回火、黃焰及CO界限流速值受一次空氣系數(shù) a的影響。對(duì)于某一種燃燒器，燃燒某種固定的燃?xì)鈺r(shí)，以a為橫坐標(biāo)、燃燒火孔出口處混合氣流速度 W0為縱坐標(biāo)，可以通過實(shí)驗(yàn)測出離焰、回火、黃焰及CO的界限流速曲線（圖9-2的1、2、3及4），這四條曲線所包圍的區(qū)域即為穩(wěn) 定工作區(qū)。此曲線圖稱為該燃燒器燃燒某種固定燃?xì)獾姆€(wěn)定曲線圖。當(dāng)燃

5、 氣性質(zhì)及混合氣流的溫度改變時(shí)，穩(wěn)定曲線要改變；當(dāng)燃燒器結(jié)構(gòu)型式及« C * / 尺寸改變時(shí)，也要影響穩(wěn)定曲線?；旌蠚饬魉俣龋鼈冎g的關(guān)系為:(1)QDW0Fa% 一 278(1 川玄)為了設(shè)計(jì)、計(jì)算方便，常用燃燒火孔熱強(qiáng)度來代替燃燒火孔出口處的式中：Rq燃燒火孔熱強(qiáng)度（kJ/mm h）;W0Qd-燃燒火孔出口處混合氣流速度（Nm3/s）;-燃?xì)獾臀话l(fā)熱量（kJ/Nm3）a一次空氣系數(shù)；Vo理論空氣需要量（Nm3/Nm3）;Fo燃燒火孔總面積（mm2）;I 燃燒器熱負(fù)荷（kW）。穩(wěn)定曲線是設(shè)計(jì)工作所依據(jù)的基本參數(shù)，測試時(shí)要有足夠精確度，并且在繪出穩(wěn)定曲線后，必須要注明燃?xì)獬煞?、燃?/p>

6、器的火孔型式和尺寸、 燃燒器的火孔間距、以及混合氣流溫度等條件因素。二、測試系統(tǒng)測試穩(wěn)定曲線的方法很多，圖9-3是民用大氣式燃燒器穩(wěn)定曲線的測 試系統(tǒng)圖。燃?xì)饨?jīng)過干燥器后，通過調(diào)壓器分為兩路：一路去熱量計(jì)、比重計(jì)及 燃?xì)獬煞址治鰞x，用來測定燃?xì)庑再|(zhì)；另一路接到本實(shí)驗(yàn)裝置，經(jīng)過轉(zhuǎn)子 流量計(jì)，進(jìn)入燃燒器。在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度、大氣壓力、燃?xì)鉄嶂?、相?duì)密度或燃?xì)獬煞諮r1進(jìn)行分析。如對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以由教師預(yù)先測試后給出。X仃X /空氣依靠空氣泵供給，經(jīng)過干燥器及流量計(jì)，進(jìn)入燃燒器。燃?xì)馀c空氣在燃燒器中混合后，自燃燒火孔流出，并被點(diǎn)燃，調(diào)節(jié)燃 氣與空氣的流量與比例，即可測出各條界限流速曲線。在

7、燃燒器上安置裝有水的鋁鍋，按照家庭炊事灶測試方法抽取煙 氣樣，并進(jìn)行煙氣分析。鋁鍋底距燃燒器的距離，要保持使火焰尖剛好掃 到鍋底。煙氣分析采用燃燒效率分析儀，以便進(jìn)行連續(xù)煙氣自動(dòng)分析。熱電偶溫度計(jì)是為了監(jiān)測混合氣流在燃燒器頭部的溫度，以保證各測試結(jié)果均在同一溫度條件下。在燃燒器喉部處加金屬網(wǎng)，可防止火焰回竄。 巡檢儀各通道號(hào)：CH1 測頭部混合氣流溫度；CH2 燃?xì)鈮毫?CH3空氣壓力；CH4 燃?xì)鈮毫?-3大氣式燃燒器穩(wěn)定范圍實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖5 仃 J四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作1 .準(zhǔn)備及校正儀器、儀表(1) 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 因?yàn)殡x焰與回火都處于不穩(wěn)定狀態(tài)，采用轉(zhuǎn)子流量 計(jì)可以讀出燃?xì)馀c空氣的瞬時(shí)流量，可以提高

8、精度與節(jié)省時(shí)間。因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)的量程范圍小，所以在測回火界限流速時(shí)，使用小型的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。(2) 熱電偶溫度計(jì)測頭部混合氣流溫度可以采用鎳鉻-康銅熱電偶溫 度計(jì)。在安裝時(shí)，熱端可米用小型的防輻射罩。彳 12. 安裝測試系統(tǒng)按照圖9-3安裝測試系統(tǒng)。當(dāng)燃?xì)獬煞謺?huì)發(fā)生變化時(shí)，測試時(shí)應(yīng)保證 燃?xì)獬煞址€(wěn)定。五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃?xì)庑孤┰斐扇藛T傷害；2 .系統(tǒng)氣密性檢驗(yàn) 要求在1.5倍工作壓力的氣壓下，持續(xù)1分鐘, U形壓力計(jì)上壓力不下降。3 .燃?xì)獬煞址治黾鞍l(fā)熱量和比重的測定。4. 測量燃燒火孔尺寸要求精確地測量燃燒火孔的幾何尺寸，包括燃燒火孔截面尺寸、孔深、 孔間距及孔個(gè)

9、數(shù)。5. 測量離焰界限流速(1) 在一定燃?xì)饬髁肯拢c(diǎn)燃燃燒器。此時(shí)為擴(kuò)散火焰，采用大流量計(jì) 測量流量。Hr i(2) 逐漸混入空氣，當(dāng)達(dá)到離焰時(shí)，記錄燃?xì)馀c空氣的流量計(jì)讀數(shù)、溫x /度及壓力，同時(shí)觀測燃燒器頭部混合氣流溫度。(3) 分若干次減少燃?xì)饬髁浚貜?fù)以上步驟，即可得到一組測量值。6. 測量回火界限流速當(dāng)測試火焰?zhèn)鞑ニ俣容^慢的燃?xì)鈺r(shí)，應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)的燃燒器，否則回火曲線不易測出。(1) 在較小的燃?xì)饬髁肯?，點(diǎn)燃燃燒器。(2) 逐漸加大空氣流量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)回火時(shí)，記錄燃?xì)馀c空氣流量計(jì)讀數(shù)、 溫度與壓力，同時(shí)觀測燃燒器頭部混合氣流溫度。(3) 分若干次增加燃?xì)饬髁浚貜?fù)以上步驟。(4) 當(dāng)燃?xì)饬吭?/p>

10、加到一定程度后，增加空氣量后會(huì)發(fā)生離焰，這說明a值已接近于1。這時(shí)只要再稍減少一些燃?xì)?，即可發(fā)生回火現(xiàn)象。整個(gè)過 程：先逐步增加燃?xì)猓鄳?yīng)地增加空氣量，得到a =0- 1間的數(shù)個(gè)測量點(diǎn)，然后再逐步減小燃?xì)饬?，相?yīng)地減小空氣量，就可以得到a >1的數(shù)個(gè)測量點(diǎn)，從而得到整個(gè)曲線。7. 測量黃焰界限流速(1) 在一定燃?xì)饬髁肯?，點(diǎn)燃燃燒器。(2) 慢慢混入空氣，觀察火焰。當(dāng)黃焰剛剛消失后，再減小一點(diǎn)空氣量, 記錄剛剛出現(xiàn)黃焰時(shí)的燃?xì)馀c空氣的流量計(jì)、溫度及壓力讀數(shù)。同時(shí)記錄 燃燒器頭部混合氣流溫度。(3) 改變?nèi)細(xì)饬髁?，重量以上步驟。8 .測量CO界限流速(1) 安裝鋁鍋及煙氣采樣、測量系統(tǒng)。、

11、ax /(2) 在一定燃?xì)饬髁肯拢c(diǎn)燃燃燒器。(3) 逐漸加大空氣量直到黃焰界限時(shí)，抽取并分析煙氣成分。通常這時(shí) 的CCa =1值超過標(biāo)準(zhǔn)允許值。(4) 再加大空氣量，直到煙氣中 CC含量降低到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，記錄燃?xì)馀c 空氣的流量計(jì)讀數(shù)、溫度及壓力。同時(shí)觀測燃燒器頭部混合氣流溫度。(5) 改變?nèi)細(xì)饬髁?，重?fù)以上步驟。9 .注意事項(xiàng)f #(1) 因燃燒器上所有火孔不允許同時(shí)離焰或回火，所以測試時(shí)，可以按 1/4數(shù)目以上的火孔發(fā)生離焰或回火時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)。(2) CC含量允許標(biāo)準(zhǔn)也可以用 CC/CC2來確定。(3) 測試各界限速度時(shí)，要求燃燒器頭部混合氣流溫度不變。在測試回 火界限流速時(shí)，更要注意此項(xiàng)要求，

12、因?yàn)榛鼗饡?huì)引起混合氣流溫度升高。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度升高時(shí)，應(yīng)停止測試，待溫度恢復(fù)后再測試。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.混合氣體總流量因?yàn)椴捎棉D(zhuǎn)子流量計(jì)，所以應(yīng)先記錄流量計(jì)讀數(shù)，然后根據(jù)實(shí)測的密度、溫度與壓力進(jìn)行折算，分別求出燃?xì)饬髁考翱諝饬髁?，二者之和即為混合氣體的總流量。浮子流量計(jì)折算關(guān)系式Vn 二 Vs:SFT NN RTs式中：Vn 分度標(biāo)定狀態(tài)下氣體的體積流量（m3 20C、1.01 x 105Pa使用狀態(tài)下氣體的體積流量（m 3/s）:n 分度標(biāo)定時(shí)氣體介質(zhì)的密度（20 C時(shí)空氣的密度=1.2045kg/m3）:S 被測氣體介質(zhì)的密度（kg/m3）Vs分度標(biāo)定狀態(tài)下氣體的絕對(duì)溫度（293 K）Ts

13、FNPs使用狀態(tài)下氣體的絕對(duì)溫度（K）分度標(biāo)定狀態(tài)下氣體的絕對(duì)壓力 使用狀態(tài)下氣體的絕對(duì)壓力(Pa)I (Pa)2. 一次空氣系數(shù)求得燃?xì)饬髁颗c空氣流量后，可算出一次空氣系數(shù)理論空氣需要量可用如下公式估算：0。式中:VoQD 燃?xì)獾臀话l(fā)熱值、，0. 2 1 v°二Q10003 °2Q1000(5)33(Nm3/Nm3)當(dāng) QD 11000kJ/Nm3時(shí)當(dāng) QD <11000kJ/Nm3時(shí)(kJ/Nm3)理論空氣需要量也可根據(jù)燃?xì)獬煞值捏w積百分?jǐn)?shù)由下式計(jì)算理論空氣需要量:47 0.5CO0.5H21.5H2S ' (m n)CmHn-O2100 _4一次空氣系數(shù)

14、:二生（7）VgVo式中：Vk 空氣流量（Nm3/h）;3Vg 燃?xì)饬髁浚∟m /h）。3. 火孔面積計(jì)算F out =0.785d2Fz= FoutX n式中：Fout單個(gè)火孔面積（mm2）; n火孔數(shù)量；Fz火孔總面積（mm2）4. 燃燒火孔出口處氣流速度及熱強(qiáng)度求得混合氣體總流量后，即可根據(jù)燃燒火孔的總面積算出其在燃燒火 孔出口處的流速 W0。并可根據(jù)式（1）、（2）算出熱強(qiáng)度Rq。附表9-1大氣式燃燒器穩(wěn)定范圍實(shí)驗(yàn)記錄表姓名： 日期： 指導(dǎo)教師: 燃燒器型號(hào)： 燃燒火孔尺寸： 燃燒火孔深度： 燃燒火孔間距： 燃燒火孔個(gè)數(shù)： 燃燒火孔總面積：項(xiàng)目J結(jié)果室 內(nèi) 參 數(shù)干球溫度（C ）濕球溫度（C ）相對(duì)濕度(%)大氣壓力(Pa) f燃?xì)?性