沥青搅拌站燃烧器燃烧效率的研究

李艳

沥青搅拌站燃烧器燃烧效率的研究

1.影响燃烧效率的因素
  众所周知,要减少不必要的能量损耗、提高燃烧效率的关键是让空气和燃料的配合达到最佳程度。因此精确控制空气量和燃料量,并以最佳的空燃比进行燃烧,是提高燃烧器燃烧效率的关键。对于燃油燃烧器,为了使燃油能在燃烧室内有效的燃烧,可先将其破碎成微小的油滴,即通常所说的雾化。试验表明:直径为1 mm的煤油珠在空气中燃尽约需1 s;直径为0.1 mm的煤油珠约需0.01 s;直径为0.05mm煤油珠约需2.5μs。可见,若油滴直径缩小至原来的1/20, 燃尽时间可缩短至原来的1/400。当较大的油滴燃烧时,在高温缺氧的条件下会发生裂解反应,产生微碳粒,使燃油的热量不能充分释放,并且产生黑烟。因此油滴雾化后的直径越小，其燃尽时间就越短,燃烧热效率也就越高。
2.燃烧器配风系统试验研究
  燃烧器配风系统的作用是为燃料燃烧提供所需的空气,并保证燃烧火焰的稳定，一般采用鼓风机作为燃烧器的空气供给装置，即鼓风式燃烧器。鼓风机是利用机械加压的方式供给空气.其结构紧凑、轻巧,并具有较大的负荷调节系数。
配风结构分析
  燃烧器燃烧所需的全部空气均由鼓风机供给，在燃烧前燃料与空气并未预混,燃烧过程属于扩散燃烧,燃烧强度与火焰长度均由燃料与空气的混合强度决定。为了强化燃烧过程和缩短火焰长度,常采用各种措施来加速燃料和与空气的混合。如图所示，是沥青搅拌站燃油燃烧器的配风结构图，可见由鼓风机提供的燃烧空气经过稳焰盘和火焰简后，分成一次旋流风与二次直流风。

  如下图，是燃烧器风、油配合分布图,燃烧用燃油由油泵加压供给喷枪嘴，燃烧用空气由鼓风机强制供给。一次旋流风为油雾燃烧提供根部风,在着火前就和油雾混合。由于一次旋流风强烈的旋流作用，会形成一个回流区,以保持火焰的稳定。旋流风扰动比较强烈,扩散角较大,携带着油雾和外围直流风相交,有利于风油的早期混合。二次直流风经过火焰筒时也会产生一个比较小的回流，与油雾相交混合。由于直流风的速度衰减比较慢,射程较长,阻力系数较小,有利于燃烧后期混合。燃油喷嘴处在中心,中心根部的一次旋流风与油雾强烈混合,并被高温回流区的烟气加热,使油气着火燃烧,这个过程连续循环,就保证了稳定着火。

  该表为中国国内外各厂家3000型沥青站燃烧器的配风参数。可见中心旋流风占比最大为42. 1%，最小为26. 7%,平均为36. 1%;外围直流风占比最大为73. 3% .最小为57. 9%,平均为63.9%。合理的配风比能使燃烧器内氧浓度合理分布,氧浓度的合理分布直接表现为燃烧火焰的稳定和合理分布。燃烧器的最佳配风比为一次风量占总风量的30%，二次风量占总风量的70%时,火焰结构和温度分布最为合理。为了适应沥青搅拌站烘干滚筒的加热环境，合理的配风结构可以提高燃烧器燃烧效率,形成稳定的火焰形状,以满足烘干滚筒的加热要求。

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