1PSI=KG1KPA=KG

【专家解说】：">也可以说是空压机：燃烧器
什么是燃烧器：将燃料的化学能转变为热能的设备。
燃烧器的应用范围：凡是以液体和气体燃料为能源，直接利用其热能的场合都可适用。如各类锅炉、加热炉、烘烤炉、喷涂炉、直燃式空调机等等。
燃烧器的基本要求：运行安全、节约能源、保护环境。
燃烧过程的三要素为：燃料、氧化剂和点火源。这里指的工业燃烧为迅速氧化碳氢燃料而产生大量能源用于工业加热的过程。
通常大气空气作为燃料的氧化剂(O2约占21%的体积)，有些应用场合氧化剂含量少于21% O2(如烟气再循环的燃气涡轮机)或超过21% O2(如富氧燃烧)。
工业燃烧过程涉及的六个部分：1.燃烧器，2.负荷（物料、水等），3.炉子（锅炉、烘干机等），4.余热回收装置（空气预热器等），5.控制系统（燃烧和负荷控制），6.大气污染防治系统（除尘等）
燃烧器分类 ：1、完全预混式燃烧器 ，2、扩散式燃烧器 ，3、部分预混式燃烧器
燃气的分类 ：燃气可分为天然气 、人工燃气 、和液化石油气以及沼气等四类。
以华白数和燃烧势分:(国标《城市燃气的分类》)
人工燃气：5R、6R、7R；天然气：4T、6T、10T、12T；液化石油气：19Y、22Y、20Y
天然气
全世界约25%的能源是天然气
天然气一般可分为四种：从气井开采出来的气田气或称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气。
甲烷含量一般不少于90％，发热值为34300～36000kJ/Nm3。相对密度0.55
碳氢比最小，无硫，产生的温室气体最少。是人类最终使用氢燃料的过渡。

人工燃气
生产过程中有污染、本身有毒性，相对密度0.45。
人工燃气的主要成份为H2-50~60%，CO-15~20%，CH4-10~15%，其余为惰性气体（N2、CO2等）。
固体燃料干馏煤气，热值一般在16700 kJ/Nm3左右。每吨煤可产煤气300～400 Nm3。
固体燃料气化煤气，发热值在15100 kJ/Nm3左右。
油制气，分为重油和轻油制气两种。
重油制气可分为蓄热热裂解气和蓄热催化裂解气两种。蓄热热裂解气的发热值约为41900 kJ/Nm3。每吨重油的产气量为500～550m3。而蓄热催化裂解气，发热值在17600～20900 kJ/Nm3左右。每吨重油的产气量约为1200～1300Nm3。
高炉煤气发热值约为3500 kJ/Nm3。
液化石油气 （LPG）
液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8)，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子(C)数表示。
这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。气态液化石油气的发热值约为92100～121400 kJ/Nm3。液态液化石油气的发热值约为45200～46100kJ/kg。
沼气
沼气是一种混合气体，其中含有60%～70%的甲烷、30%～35%的二氧化碳，还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料，除可用于煮饭、点灯外，还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。
相对密度1.9
优点是储运方便。

燃气性质与燃烧器的形式
燃气的性质决定了燃烧器的形式，对燃烧器来讲，主要影响因素为燃气的燃烧速度（学名为火焰传播速度）。
燃烧速度首先是由燃气的性质决定的，对纯气体来讲，氢气燃烧速度最快，而甲烷燃烧速度最慢。因此，燃烧速度：人工燃气〉液化石油气〉天然气〉沼气。
燃烧速度与燃气与空气的混合浓度有关，呈倒U型的关系，接近化学计量比时最快，全预混燃烧器容易回火就是因为燃烧之前，燃气和空气已经以接近化学计量比的浓度混合好了。
燃烧速度还与初始温度有关，温度越高速度越快，因此用预热空气的燃烧器容易回火。
沼气因燃气中有大量的惰性气体CO2，因此燃烧速度最慢，其点火、燃烧都比较困难，需要采取一些特殊的措施才能进行理想的燃烧。
燃烧速度较快的燃气容易脱火，例如天然气燃烧器主要的技术问题是如何防止脱火。而燃烧速度较快的燃气，着重解决防止回火烧坏燃烧器头部的问题。
最早的燃烧器
早期，很少有设备能被认为是燃烧器。工业炉只是简单配备几个空气与燃气开口（见图），燃气和空气两股气流在炉子内部进行适当混合。尽管这种方法很简单并且存在明显的安全隐患，但是它能工作的很好，特别是在高温熔炉中。事实上，这种概念直到现在仍出现在一些蓄热式玻璃熔炉和开炉炼钢炉中。
引射式燃烧器：具有自动调节燃气空气比例的能力。
风机混合式燃烧器：风机混合器是把燃气输送到风机入口处，让燃气与空气混合后送到燃烧器。
风机混合器偶尔仍在使用，有回火的危险。所谓回火就是火焰砰地回到预混燃烧器喷嘴逆流而上最终在燃气与空气混合的地方停止。回火发生地很快，是一种爆炸，在风机内部爆炸不是什么好事情。当然，在混合管上安装阻火器可以防止回火的发生，但是由于增加了成本，所以要研究能避免所有问题出现的方法。
常用物理量的概念和单位—温度
温度是物体冷热程度的度量，单位有摄氏、K氏（绝对温度）和华氏温度等不同的表示方式。中国习惯用摄氏温度温度和绝对温度，美国喜欢用华氏温度。华氏温度：F=9/5C+32，绝对温度：K=C+273
摄氏和华氏温度通常用小写t表示，绝对温度用大写T表示。
压力
压力是液体或气体内部分子运动对周围壁面单位面积上的作用力，是物理学中压强在工程上的简称。
表示液体和蒸汽的压力，常用较大的计量单位：兆帕（MPa）、巴（bar）、公斤/厘米2（kg/cm2）、大气压等。
表示气体的压力，常用较小的计量单位：千帕(kPa)、毫巴（mbar）、毫米水柱（mmH2O或mmwg）或 公斤/米2（kg/m2）等。
1MPa=1000kPa=1000000Pa, 1bar=1000mbar，1kg/cm2=10000kg/m2。
kg/cm2也叫大气压，kg/m2也叫mmH2O。
1MPa=10.2kg/cm2, 1bar=1.02kg/cm2, 1mbar=10.2 mmH2O。
1kPa=100mmH2O。
英美等国常用作PSI压力单位，1PSI =0.0703 kg/cm2。
压力的叫法
通常，我们都处在大气压的环境中，压力表所测得的压力只是高出大气压的部分，叫表计压力或表压；从0算起的压力叫绝对大气压。显然，绝对大气压=表大气压+1低于大气压的环境称为负压或真空，负压越大或真空度越大，表示比大气压低得越多，也就是绝对压力越低。任何液体和气体的流动，总是从较高压力处流向较低压力处。在液体和气体流动的流程中，任意取两个点，测量它们的压力，流程上游点的压力减下流点的压力叫流动压差，也称压降或流动阻力。
热量和功率
热量是物质分子运动表现出的一种能量，热量的单位就是能量单位：千焦尔（kJ）,千卡或大卡（kcal），千瓦时（kwh）等。
功率是机器单位时间产出的能量，功率单位是单位时间的能量：千焦尔/小时（kJ/h）,千卡/小时（kcal/h），千瓦（kw）等。
1kJ = 0.239kcal， 1kwh = 860kcal， 1kw = 860kcal/h。
英美国家喜欢用Btu（英热单位）。1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J）= 0.25216 kcal
热值（发热量）
燃料的热值是指每公斤液体燃料或每标准立方米气体燃料完全燃烧产生的热量。燃料热值分为高热值和低热值，高热值包含了燃烧生成烟气中的水蒸汽凝结为水所放出的热量，低热值则不包含这部份热量。在热工计算中，除特殊注明外，都是用低热值。
液体燃料热值单位是kJ/kg或kcal/kg或kwh/kg。
气体燃料热值单位是kJ/Nm3或kcal/Nm3或kwh/Nm3。
燃烧器的功率
燃烧器的功率（或出力）是指燃烧器每小时燃烧的燃料所具有的热量，也就是：
燃烧器的功率 = 每小时燃料消耗量 燃料热值。
燃烧器功率一般用kw、kcal/h表示，也可以用每小时燃料消耗量kg/h或Nm3/h表示。
如果用每小时燃料消耗量表示燃烧器功率，一定要注明所述燃料的热值。例如：轻油燃烧器功率100kg/h, 轻油的热值为10200kcal/kg，表明该燃烧器功率为1,000,000kcal/h；某重油燃烧器功率100kg/h，重油的热值为9600kcal/kg，表明该重油燃烧器功率为96万kcal/h。
锅炉的功率
锅炉的功率（或出力）也就是锅炉每小时产生的热量。热水锅炉功率用MW（1MW=1000kW）或万大卡/小时（万kcal/h）表示。
蒸汽锅炉的功率又称蒸发量，就是每小时把水变成蒸汽的量：吨/小时（T/h）或公斤/小时（kg/h）。当然也可以用MW或kW表示。
在我国，蒸发量与功率的对应关系是：
1T/h=1000kg/h=0.7MW=700kW=60万cal/h=600Mcal/h。
功率的单位还有马力（Hp）和锅炉马力（BHp）。
1Hp = 0.745kw, 1BHp = 9.81kw。
燃烧器基本介绍
燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。
一、送风系统
送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。
1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用
（图1-1）
2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2)
（图1-2）
3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。(如图1-3)
（图1-3）
4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。(如图1-4)
（图1-4）
5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 (如图1-5)
（图1-5）
6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。(如图1-6)
（图1-6）
7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。(如图1-7)
（图1-7）
二、点火系统
点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。
8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种(如图1-8)
（图1-8）
9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触(如图1-9)
（图1-9）
10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。(如图1-10)
（图1-10）
三、监测系统
监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。
11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。(如图1-11)
（图1-11）
A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连， 光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。
B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，并通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作，以保证燃烧器后序工作顺利进行。如果电离电极发生接地现象，那么产生的电流是交流而非直流的，火焰继电器将不工作，程控器锁定。另外，电离区火焰不稳定也会引起火焰还存在时燃烧器断路，可能是因为空气燃气比不合适，可以通过调节空气量或燃气量来解决，也可能是燃烧头上空气燃气分布不均匀，可以通过调节燃烧头的位置来解决。
C、紫外线UV电眼：一般用于油气两用燃烧器上，该电眼只能感受到火焰中的紫外线（光谱范围190~270纳米），UV管不会对炉膛内闪烁的耐火材料日光、普通光线或炉内辉光物质作出反应，UV管的寿命在不超过50℃的环境温度下约为10000小时，环境温度过高对其寿命有很大影响。如果它接受到足够量的紫外线，它就能产生电流，并经过适当放大，机或火焰继电器，使它闭合。如果的UV管电量耗尽了，即使不存在紫外线，它仍会表现出接收到了紫外线，为了克服这一缺陷，每次开启之前，程控器都会在其两端加上一个适当的电压，这样即使电量耗尽了，它的信号就只会表示没有火焰，这样程控器也就随即停止工作。为检测UV电眼的效果，点火之后把它从原位上抽出至少一分钟，UV电眼被抽出后，就检测不到火焰发出的紫外线，相关的继电器断开，燃烧器停止工作。即使很少的一点油污都会挡住紫外线进入光电管的通道而导致内部的感应元件接收不到足够量的紫外线而无法工作。因此光电管必须彻底清洗干净。UV管感受不到太阳光或普通灯具的光线，可以用火焰或普通点火变压器两电极间的点火花来检测它的灵敏度。为确保燃烧器正常工作，它的电流必须稳定，不能低于程控器所需的电流。该电流可用微安计来检测，其值不能低于
压力监测器：一般用于气体燃烧器，主要有燃气高压、低压监测，以及风压监测，若燃烧器用于蒸汽锅炉，还有蒸汽压力监测。
四、燃料系统
燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃油燃烧器的燃料系统主要有：油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组。
12．油管及接头：用于传输燃油。
13．油泵：产生压力油的机构，输出油压一般在10bar以上，以满足雾化和喷油量的要求，分为单管输出和双管输出两种。有些燃烧器油泵与风机马达同轴连接，有些有单独的油泵电机驱动。常见油泵有J型、E型和TA型，适用于单管和双管油系统，油泵内有过滤器、压力调节阀和截止阀。过滤器主要是保护传动机构，E型泵过滤器的网目较大，当过滤器堵塞时，会导致真空过度，过滤器要定期清洗，清洗或更换过滤器后，必须确保泵盖紧密密封。油泵在运行前，必须在吸从侧油管灌注油料到泵溢流，否则，泵会由于干运转而损坏。油泵吸入口的抽吸阻力不能超过0.4bar，输出口的压力一般在10~24bar。J型泵的最大供油压力为20bar，E型和TA型泵的最大供油压力为40bar，最大供油温度为90℃。寿命5000小时左右,有丹佛斯，桑泰克，国产仿桑泰克(如图1-12)
（图1-12）
14．电磁阀：用于控制油路的通断，多为二通阀和三通阀。(如图1-13)
（图1-13）
15．喷嘴：主要作用是雾化油滴。油嘴的主要参数有喷射角（30 、45 、60 、80 ）、喷射方式（实心、空心、半空心）和喷油量。同等压力下，较小喷油量的喷嘴，雾化效果较好。常用的油嘴有简单机械雾化喷嘴和回油式机械雾化喷嘴，前者结构简单，系统简单，也比较可靠，一般用于较小负荷的燃烧器，后者结构和系统都要复杂些，但调节特性好，适用于锅炉负荷经常有较大范围调节时用。简单机械雾化喷嘴有切向槽式和切向孔式，前者雾化角较大且雾化颗粒较小。(如图1-14)
（图1-14）
16．重油预热器：重油燃烧器的特有设备，用于加热重油至一定温度，减小粘度，以增加重油雾化效果，其温度控制装置与燃烧器控制电路联锁。
17．过滤器：其作用是防止杂质进入电磁阀组和燃烧器内。
18．空气压力开关：主要作用是降压稳压，一般用于高压供气系统中，其入口压力不能低于1bar。
19．电磁阀组：一般由安全电磁阀和主电磁阀组成，有分体式和一体式，一体式电磁阀组内一般还组合有稳压阀和过滤网。安全电磁阀一般为快开快闭式。主电磁阀一般为一级二级之分，并有快开快闭式和慢开快闭式之分。
20．电磁阀泄漏检测器：其作用是检测电磁阀组的关闭是否严密。一般用在功率大于1400kw的燃烧器上。
21．点火电磁阀组：一般有手动球阀、稳压器、电磁阀组成。主要用于功率较大的燃烧器。

五、电控系统
电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心，主要控制元件为程控器，针对不同的燃烧器配有不同的程控器，常见的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要区别为各个程序步骤的时间不同。机械式：反应慢有丹佛斯，西门子等品牌；电子式：反应快，国产。(如图1-15)
（图1-15）
燃烧器工作过程介绍
以比例式燃气燃烧器为例，其工作过程有四个阶段：准备阶段、预吹扫阶段、点火阶段和正常燃烧阶段。
准备阶段：程控器得电后，开始内部程序自检，同时，伺服马达驱动风门到关闭状态，程序自检完毕后，处于待机状态，当恒温器、过高过低燃气压力开关、蒸汽锅炉蒸汽压力开关等限制开关允许时，程控器开始启动，进入预吹扫阶段。如果电磁阀组带有泄漏检测系统，该系统在上述限制开关允许时先进行阀门泄漏检测，检测通过后，才进入预吹扫阶段。
预吹扫阶段：伺服马达驱动风门到大火开度状态，同时风机马达启动，开始13秒送风，以吹入空气进行预吹扫，根据程控器的不同，约吹扫20~40秒后，伺服马达驱动风门到点火开度状态，准备点火。整个预吹扫阶段，空气压力开关测量空气压力，只有空气压力保持在一个足够高的水平上，预吹扫过程才能持续进行。
点火阶段：伺服马达驱动风门到点火开度状态后，点火变压器切入，并输出高电压给点火电极，以产生点火电火花，约3秒后，程控器送电给安全电磁阀和比例式电磁阀，阀打开后，燃气到达燃烧头，与风机提供的空气混合，然后被点燃。在阀打开后2秒内，电离电极应检测到火焰的存在，只有这样，程控器才继续后面的程序，否则，程控器锁定并断开电磁阀停止供气，同时报警。(在电机启动时间内点火)
正常燃烧阶段：点火正常并稳定燃烧几秒后 ，伺服马达驱动风门到大火开度状态，(燃油机的油泵打开开始喷油)同时，比例式燃气调节阀菜的伺服电机切入，并根据空气压力和炉膛背压来调节燃气阀后的燃气压力以调节燃气量，达到稳定、高效燃烧的目的。此后，燃烧器根据各个限制开关的要求自动实现大小火转换和停机。此外，整个燃烧过程中，电离电极和空气压力开关对燃烧器实行监控。