工业用燃油、燃气燃烧器测试台的开发设计

1 引言

近几年来，我国燃气事业获得了前所未有的迅猛发展，陕甘宁大气田，新疆青海及东海、渤海相继发现大气田以及我国从俄罗斯协议进口天然气，为我国工业用户的发展提供了必要条件。另外，随着工业的不断发展，能源消费的日益增大，环境污染日益恶化；人们环境保护意识的增强和对改善环境的呼声，促使政府加大力度以强制性政策来引导能源消费结构向洁净和节能型能源转变。受以上因素的影响，燃气、燃油作为高效清洁的能源，越来越受到工商企业事业的青睐，尤其是占污染源70％的中小型燃煤锅炉及窑炉在强大的压力下亦加快了向燃气、燃油妒转变的步伐．因此，中小型燃油、燃气工业燃烧器的应用开发亦应运而生。

由于历史的原因，国外对燃气、燃油应用技术，包括工业燃烧器的研究，已有相当长的时间、而且从事燃烧器生产的专业厂家，凭其在这一领域取得的丰富经验和行业地位，依靠科学的生产管理和先进的技术装备，确保其产品的可靠的质量、优异的性能、完善的自控系统迅速占领了中国市场上相当大的份额，也赢得了广大客户的信赖和声誉，当然赚走了大量外汇。如美国Eclipse、贝克帝、北美公司、德国威索、英国力威、意大利百得、利雅路、扎克等是其中的代表。再加上国家或行业管理部门对工业燃烧器也不象对民用燃具一样有明确的统一标准和专门的检测部门，使地方行业管理部门无法可依，亦无检测手段，没有能力实施检验监督。对于进口的燃烧器，由于国内厂家往往设备本体自己制造，只进口燃烧器，经常出现燃烧器不匹配，不能正常运行或难于达到工艺要求，无法调试、热效率低等诸多情况，给直接使用者造成损失。商检部门亦无手段实验进口把关。面对这种局面，我们认为在哈建大开发建立多功能中小型燃油、燃气工业燃烧器测试台非常有必要。

2 我们的优势及实验室建设

2．1现有条件

目前，哈建大燃气实验室共有500余平方米面积，水、电、燃气配备齐全，能给本科生开设十余种教学实验，而且哈尔滨市灶具检测站设在该实验室，对燃气的成份、热值、火焰传播速度进行较为精确的测试：对燃气具的热工特性、燃烧烟气分析、炉内压力、温度进行精确测试，多年来对燃气的输配、储存、小区气化供气、燃气燃 、燃气具的开发研制等方面进行了广泛深入地研究，尤其是近年来，对燃气具的开发研制等方面进行了广泛深地研究，尤其是近年来，对燃气采暖器、燃气窑炉、燃气锅炉、燃气热泵、燃气汽车等进行了卓有成效的开发研究。目前已具备开发研究燃气燃烧机的有利条件。

2．2效益显著

该测试台的建立，一方面可以增加燃气检测站的检验项目，直接对社会服务，增加校、系收入；另一方面可以通过这个窗口提高哈建大在全国同行业中的地位，甚至在世界上的广泛影响；更重要的是这个测试台的建立，会大大加强我系的科研基础实力，在国内争取更多的科研项目，为广大教研室老师的提高和充分发挥聪明才智提供一个相当好的场所，为研究生的培养打下良好的基础。

3 测试炉本体设计

为了测试台的建立以及今后若干大型测试项目的检测及开发工作的展开，首先进行燃烧测试实验室的建设(现有条件基本满足)。

为了测试各种型式的工业燃油、燃气燃烧器，所以整个测试炉采用灵活多变的结构以增强适应能力。

(1) 整个试验长度方向分成三段，即炉头、炉身、炉尾三部分。可以去掉中间一段炉身，或把炉头改短，以适应对炉膛长度的要求。而且三段均设置轮子，置于轻轨之上，可以移动及对接，对炉膛维修也带来方便。大致尺寸为炉头1米，炉身1.8米，炉尾1.7米。

(2) 炉膛截面内净尺寸为900×900，满足大直径火焰的要求。

(3) 炉头的燃烧器安装孔尺寸可以变动，只需根据燃饶器燃烧头的直径加工一安装板，就可以固定在炉头上设置若干观火孔。

(4) 炉身顶部设置12根可上下移动的水冷管，由电动机带动，改变插入深度，改变在炉膛中的受热面积，以达到调节吸热量和炉温的目的。

(5) 炉尾设置主换热器，通过改变水量来达到排烟温度的调节。

(6) 烟囱高8米，穿屋顶后设置风幅，烟道内安装有蝶阀，其开启程度可调节炉膛内压力。

(7) 建立12米的铝合金仪表控制室，所有检测结果均达到计算机处理，打印输出。

4数据采集系统

设计数据检测系统，考虑了自动化程度以及准确性的要求，一次仪表除温度检测采用国产热电阻热电偶外，煤气调压器、煤气流量、煤气压力、水流量、炉膛压力，成分分析等检测仪表均采用进口设备。

(1) 煤气：中压煤气经调压，进行计量，腰轮式煤气表把体积流量送入计算机同时，热电阻把煤气压力信号一同送入计算机处理系统，可以显示出标态下煤气流量。通过计量后的煤气，经气动蝶阀的调节，用金属软管可方便地与燃烧器联接。

(2) 冷却水：分成四组，每组分别把热电阻计量出的进出水温度信号，和水表流量信号送入计算机数据采集系统，可以算出水移走的热量。其中三组为炉身的可变传热面吸热量，一组为炉尾主换热器的吸热量。

(3) 炉压：通过烟囱蝶阀的开启，可以使炉压在一200—1000Pa内变动。由此，炉侧面从头到尾的四点炉膛压力，将由压力变送器完成信号输送的任务。

(4) 温度：由炉身另一例的十点热电偶完成信号转变及输送任务。而且每根热电偶可以插入及拔出，通过移动可以看出在某一平面上的温度分布。