工業燃油燃燒器、燃氣燃燒器測試臺的開發與設計介紹

1 引言
近幾年來，我國燃氣事業獲得了前所未有的迅猛發展，陜甘寧大氣田，新疆青海及東海、渤海相繼發現大氣田以及我國從俄羅斯協議進口天然氣，為我國工業用戶的發展提供了必要條件。另外，隨著工業的不斷發展，能源消費的日益增大，環境污染日益惡化；人們環境保護意識的增強和對改善環境的呼聲，促使政府加大力度以強制性政策來引導能源消費結構向潔凈和節能型能源轉變。受以上因素的影響，燃氣、燃油作為高效清潔的能源，越來越受到工商企業事業的青睞，尤其是占污染源70％的中小型燃煤鍋爐及窯爐在強大的壓力下亦加快了向燃氣、燃油妒轉變的步伐．因此，中小型燃油、燃氣工業燃燒器的應用開發亦應運而生。

由于歷史的原因，國外對燃氣、燃油應用技術，包括工業燃燒器的研究，已有相當長的時間、而且從事燃燒器生產的專業廠家，憑其在這一領域取得的豐富經驗和行業地位，依靠科學的生產管理和先進的技術裝備，確保其產品的可靠的質量、優異的性能、完善的自控系統迅速占領了中國市場上相當大的份額，也贏得了廣大客戶的信賴和聲譽，當然賺走了大量外匯。如美國Eclipse、貝克帝、北美公司、德國威索、英國力威、意大利百得、利雅路、扎克等是其中的代表。再加上國家或行業管理部門對工業燃燒器也不象對民用燃具一樣有明確的統一標準和專門的檢測部門，使地方行業管理部門無法可依，亦無檢測手段，沒有能力實施檢驗監督。對于進口的燃燒器，由于國內廠家往往設備本體自己制造，只進口燃燒器，經常出現燃燒器不匹配，不能正常運行或難于達到工藝要求，無法調試、熱效率低等諸多情況，給直接使用者造成損失。商檢部門亦無手段實驗進口把關。面對這種局面，我們認為在哈建大開發建立多功能中小型燃油、燃氣工業燃燒器測試臺非常有必要。

2 我們的優勢及實驗室建設
2．1現有條件
目前，哈建大燃氣實驗室共有500余平方米面積，水、電、燃氣配備齊全，能給本科生開設十余種教學實驗，而且哈爾濱市灶具檢測站設在該實驗室，對燃氣的成份、熱值、火焰傳播速度進行較為精確的測試：對燃氣具的熱工特性、燃燒煙氣分析、爐內壓力、溫度進行精確測試，多年來對燃氣的輸配、儲存、小區氣化供氣、燃氣燃 、燃氣具的開發研制等方面進行了廣泛深入地研究，尤其是近年來，對燃氣具的開發研制等方面進行了廣泛深地研究，尤其是近年來，對燃氣采暖器、燃氣窯爐、燃氣鍋爐、燃氣熱泵、燃氣汽車等進行了卓有成效的開發研究。目前已具備開發研究燃氣燃燒機的有利條件。
2．2效益顯著
該測試臺的建立，一方面可以增加燃氣檢測站的檢驗項目，直接對社會服務，增加校、系收入；另一方面可以通過這個窗口提高哈建大在全國同行業中的地位，甚至在世界上的廣泛影響；更重要的是這個測試臺的建立，會大大加強我系的科研基礎實力，在國內爭取更多的科研項目，為廣大教研室老師的提高和充分發揮聰明才智提供一個相當好的場所，為研究生的培養打下良好的基礎。

3 測試爐本體設計
為了測試臺的建立以及今后若干大型測試項目的檢測及開發工作的展開，首先進行燃燒測試實驗室的建設(現有條件基本滿足)。
為了測試各種型式的工業燃油、燃氣燃燒器，所以整個測試爐采用靈活多變的結構以增強適應能力。
(1) 整個試驗長度方向分成三段，即爐頭、爐身、爐尾三部分�？梢匀サ糁虚g一段爐身，或把爐頭改短，以適應對爐膛長度的要求。而且三段均設置輪子，置于輕軌之上，可以移動及對接，對爐膛維修也帶來方便。大致尺寸為爐頭1米，爐身1.8米，爐尾1.7米。
(2) 爐膛截面內凈尺寸為900×900，滿足大直徑火焰的要求。
(3) 爐頭的燃燒器安裝孔尺寸可以變動，只需根據燃饒器燃燒頭的直徑加工一安裝板，就可以固定在爐頭上設置若干觀火孔。
(4) 爐身頂部設置12根可上下移動的水冷管，由電動機帶動，改變插入深度，改變在爐膛中的受熱面積，以達到調節吸熱量和爐溫的目的。

(5) 爐尾設置主換熱器，通過改變水量來達到排煙溫度的調節。
(6) 煙囪高8米，穿屋頂后設置風幅，煙道內安裝有蝶閥，其開啟程度可調節爐膛內壓力。
(7) 建立12米的鋁合金儀表控制室，所有檢測結果均達到計算機處理，打印輸出。

4數據采集系統
設計數據檢測系統，考慮了自動化程度以及準確性的要求，一次儀表除溫度檢測采用國產熱電阻熱電偶外，煤氣調壓器、煤氣流量、煤氣壓力、水流量、爐膛壓力，成分分析等檢測儀表均采用進口設備。
(1) 煤氣：中壓煤氣經調壓，進行計量，腰輪式煤氣表把體積流量送入計算機同時，熱電阻把煤氣壓力信號一同送入計算機處理系統，可以顯示出標態下煤氣流量。通過計量后的煤氣，經氣動蝶閥的調節，用金屬軟管可方便地與燃燒器聯接。
(2) 冷卻水：分成四組，每組分別把熱電阻計量出的進出水溫度信號，和水表流量信號送入計算機數據采集系統，可以算出水移走的熱量。其中三組為爐身的可變傳熱面吸熱量，一組為爐尾主換熱器的吸熱量。
(3) 爐壓：通過煙囪蝶閥的開啟，可以使爐壓在一200—1000Pa內變動。由此，爐側面從頭到尾的四點爐膛壓力，將由壓力變送器完成信號輸送的任務。
(4) 溫度：由爐身另一例的十點熱電偶完成信號轉變及輸送任務。而且每根熱電偶可以插入及拔出，通過移動可以看出在某一平面上的溫度分布。
(5) 爐內氣體成分分析
從爐頭到爐尾，有四點取樣點。通過電磁閥自動切換可以逐一分析每點的成分，可以同時測定CO、C02、02、N0x等四種成分，此類信號亦通過計算機處理及印輸出。
(6) 計算機系統
通過工業計算機收集處理數據，既可以在線顯示當前檢測工況，又可把歷史的數據存放起業，可以看到在線的溫度的變化，最終輸出測試報告。

5．設備投資
本體建設 10萬元
計算機監控系統 6萬元
燃氣調壓系統 5萬元
燃氣氣體泄露報警及緊急切斷閥DN100 3萬元
燃氣、燃油燃燒機兩臺 4萬元
水箱、油箱及閥門、循環泵 3萬元
施工費 5萬元
合計：36萬元