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工作原理

該系統工作過程主要劃分為三種狀態參數設定、燃燒運行和燃燒停止。
1.參數設定狀態
此狀態為燃燒工作之前做好數據的準備。可根據需要分別設定點火溫度和變頻器起動時的頻率,控制風機的風量。點火溫度是為了保證點火過程的可靠性。起動頻率保證催化燃燒器在剛點燃時的有焰燃燒,這時的燃燒比不易太低,風量不能過大。
2.燃燒運行狀態
(1)燃燒起動過程
當控制系統在待命的狀態下,接到輸入的起動命令,將進入燃燒運行狀態,首先是控制系統進行自檢,之后進行前吹掃,變頻器輸出號控制風機的旋轉,空氣風量由低速漸變為高速再逐漸變為低速,新鮮空氣風吹過燃燒爐盤,以保證爐內沒有殘留燃氣的存在,保證點火過程的可靠。具體操作是變頻器先起動,PLc模擬輸出號使變頻器頻率從起動設定頻率開始上升,達到一定頻率后保持一定時間后再下降,完成起動前的吹掃。之后,發出點火號,高壓點火器工作,同時打開點火管道的閥門,小火點燃。通過紫外線傳感器的檢測到期小火點燃后,打開主燃氣閥門。這時催化燃燒爐盤進行有焰燃燒,直到檢測溫度號達到設定的點火關閉溫度,點火閥門關閉,完成點火過程,進入到燃燒調節階段。
(2)燃空比的調定
有文獻表明,催化燃燒時的“燃氣/空氣比值”范圍一般在4%~11%之間;在一定的燃燒條件之下,燃/空比為6%時,天然氣就能實現較好的催化燃燒效果,燃燒系統就可以得到 的熱效率,同時又能取得較好的排放效果。
本系統的燃氣一空氣比的調節是通過零壓閥實現的。當改變風機的空氣風量時,燃/空比也能隨之被改變,以達到催化燃燒器燃燒工作的要求。在起動時只要調節輸出變頻器的頻率就能達到點火時要求的從有焰燃燒到催化燃燒的燃/空比的變化。
(3)燃燒溫度調節
燃燒器溫度調節可以通過文本顯示器的鍵盤輸入,改變變頻器的輸出頻率,調節適當的風量。當風量增大,燃燒溫度超過設定值,則PLc控制變頻器降低輸出頻率,減少出風量來穩定燃燒器的溫度。若變頻器輸出頻率低于設定值(風機出風量頻率,設為5 Hz),而出風量仍高于設定值時,PLc開始計時,若在一定時間內,降低到設定值,PLc放棄計時,繼續變頻調速運行;若在一定時間內溫度仍高于設定,PLc將繼續調節,直至達到設定值。由PLc經PID運算后控制變頻器的頻率輸出;如溫度不夠,則頻率上升,延時保持一定時間。反之亦然。
3.燃燒停止狀態
燃燒器的停止是在接受到文本顯示器發來的停止命令,首先將主燃氣閥關斷,然后,系統進行后吹掃,進行驅散殘余燃氣,并對燃燒盤進行強制風冷降溫。經過一段時間之后,關閉風機,變頻器停止工作,完成燃燒器停機過程。




催化燃燒裝置設計時應考慮以下幾方面問題:
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料,或用雙層夾墻結構。
2、便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和更換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應引入空氣助燃。
4、較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什么階段,都應在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。


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