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摘要：简要概述燃气工业窑炉的优点，并重点对燃烧系统进行描述，详细列出常见故障及其原因以及维护保养事项。
关键词：燃气、工业窑炉、燃烧
随着“西气东输”天然气管线的贯通、渤西南天然气的登陆、大批液化天然气气化站等等大型燃气项目的建设，为我国工业用燃气的发展提供了更加便利的条件。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；人们保护环境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等等因素的影响，让燃气这种高效清洁的能源越来越受工业用户的青睐！燃气工业窑炉也如雨后春笋般大量产生！本文根据烟台两家燃气公司对几家大型工业用户的燃烧系统改造经验及相关资料，对燃气工业窑炉的燃烧系统做有关探讨。
1. 燃气工业窑炉概述
工业窑炉所采用的能源，目前主要有电、煤、油、气四种。电工业炉的加热方式是把电能转化为热能。而燃煤、燃油、燃气工业炉的加热方式是将燃料燃烧后的生成物来进行加热，这类工业炉通常称为火焰炉。燃气工业炉与前两种火焰炉相比具有更大的优越性，主要体现在以下几点：
（1） 污染小：气体燃料都经过脱硫处理，燃烧生成物中SOX含量极少。并且气体燃料的含氮量也较少，燃烧生成物中NOX含量比其他燃料的含量少，也比其他燃料容易抑制。对环境污染小。
（2） 易于控制：燃气燃烧器的调节比要比其他燃料燃烧装置的幅度宽，过剩空气量也较其他燃料少，且微调灵敏性高，易于实现炉温和炉压的自动控制。
（3） 燃烧副产物少：燃气燃烧器不存在结渣、结焦现象，即使不完全燃烧产生的碳黑也容易清理，容易实现自动点火及火焰监测。
（4） 易于特种工艺的实现：燃气工业炉内燃烧生成物的成分调节灵敏，稍微变动一点过剩空气量，炉内气氛即刻发生变动。这使少氧化加热，以及快速加热等特种工艺易于实现。
通常，燃气工业窑炉在机械、陶瓷、铝制品、模具、玻璃等制造行业应用广泛。
2. 燃烧系统概述
燃气工业窑炉的 燃烧系统主要由燃烧机（或燃烧喷嘴）、燃气系统、助燃风系统、换热预热器、空燃调节系统、点火及安全系统等组成。分为主火系统和母火系统。如图一所示比例控制燃烧系统。
燃气系统主要由阀门、过滤器、减压阀、两组电磁阀、零压阀（或比例蝶阀）以及压力表及压力限位开关等组成。
助燃风系统即空气系统，主要由风机、比例蝶阀及比例马达（当燃气系统选用零压阀时，此配件不用选用）、蝶阀以及风压表和风压开关等组成。
换热预热器在能源消耗、窑炉可达到的重高温度、间隙窑的烧成周期等方面有着很大的影响。一般情况下，烟气要带走60-70%的热量，如果将烟气余热用来预热助燃空气，空气温度每提高100℃，可节约燃料5%，对高温窑炉，若把空气预热到300-400℃时，则可节能15-20%，节能效果极为显著。换热器按热交换特性可分为间壁式、蓄热式、热管式三类；按传热方式可分为对流式和辐射式两类。高温窑炉常用筒状辐射换热器。蓄热式换热器的热效率最高，随着热载体材料的发展，近年来推广速度很快。
圖一：燃烧系统管路流程图
空燃调节系统主要用来在调节单元（零压阀或比例蝶阀和比例马达）的支持下，对空燃比进行有效的控制，以达到规定的窑温、合理的空燃比、工艺要求的气氛（氧化、还原）。调节系统一般采用执行器操纵阀位，进行量的调节。常用的有调节空气量，比例阀控制燃气量；调节燃气量，比例阀控制空气量；调节燃气量和空气，通过控制系统比例等方式。近来，出现了新型的间断脉冲燃烧调节方式，调节范围宽，温度控制性能好，广泛应用于燃气加热的窑炉。
点火及安全系统主要通过火控系统控制，由点火装置高压高能点火，并通过火焰监测装置监视点火、燃烧过程，当点火失败、燃烧熄火时，控制切断燃气的供应，防止出现爆炸事故。
3. 燃烧系统形式及常见运行流程
3.1系统形式
燃烧系统根据工业生产的要求，有一段火、二段火、比例控制等三种形式，三种形式的升温曲线如下所示：
（1）一段火升温曲线为:
（2）二段火升温曲线为:
（3）比例升温曲线为:
3.2常见运行流程
常见运行流程如下：
4. 常见故障及原因
5. 定期维护与保养
（1）经常清除燃烧风机空气过滤网上的灰尘及附着物；
（2）经常清除燃气过滤器滤网上的异物及油垢；
（3）经常搽拭紫外光电管检知器表面的灰尘；
（4）经常检查比例马达连杆螺丝是否松动；
（5）经常检查主火空气自动蝶阀是否松动：
（6）经常检查主火空气手动蝶阀是否松动：
（7）经常检查主火燃气自动蝶阀是否松动：
（8）经常查看点火棒是否积碳；
（9）经常检查点火高压线是否松动；
（10）经常检查燃烧机喷嘴是否堵塞；
6. 结束语
燃气工业窑炉的大量应用，不仅带来了极大的经济效益，而且也带来了良好的社会效益。在提倡“和谐发展”，创建“节约型社会”的今天，燃气工业窑炉必定会有更大的发展潜力。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：燃气、工业窑炉、燃烧
随着“西气东输”天然气管线的贯通、渤西南天然气的登陆、大批液化天然气气化站等等大型燃气项目的建设，为我国工业用燃气的发展提供了更加便利的条件。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；人们保护环境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等等因素的影响，让燃气这种高效清洁的能源越来越受工业用户的青睐！燃气工业窑炉也如雨后春笋般大量产生！本文根据烟台两家燃气公司对几家大型工业用户的燃烧系统改造经验及相关资料，对燃气工业窑炉的燃烧系统做有关探讨。
1. 燃气工业窑炉概述
工业窑炉所采用的能源，目前主要有电、煤、油、气四种。电工业炉的加热方式是把电能转化为热能。而燃煤、燃油、燃气工业炉的加热方式是将燃料燃烧后的生成物来进行加热，这类工业炉通常称为火焰炉。燃气工业炉与前两种火焰炉相比具有更大的优越性，主要体现在以下几点：
（1） 污染小：气体燃料都经过脱硫处理，燃烧生成物中SOX含量极少。并且气体燃料的含氮量也较少，燃烧生成物中NOX含量比其他燃料的含量少，也比其他燃料容易抑制。对环境污染小。
（2） 易于控制：燃气燃烧器的调节比要比其他燃料燃烧装置的幅度宽，过剩空气量也较其他燃料少，且微调灵敏性高，易于实现炉温和炉压的自动控制。
（3） 燃烧副产物少：燃气燃烧器不存在结渣、结焦现象，即使不完全燃烧产生的碳黑也容易清理，容易实现自动点火及火焰监测。
（4） 易于特种工艺的实现：燃气工业炉内燃烧生成物的成分调节灵敏，稍微变动一点过剩空气量，炉内气氛即刻发生变动。这使少氧化加热，以及快速加热等特种工艺易于实现。
通常，燃气工业窑炉在机械、陶瓷、铝制品、模具、玻璃等制造行业应用广泛。
2. 燃烧系统概述
燃气工业窑炉的 燃烧系统主要由燃烧机（或燃烧喷嘴）、燃气系统、助燃风系统、换热预热器、空燃调节系统、点火及安全系统等组成。分为主火系统和母火系统。如图一所示比例控制燃烧系统。
燃气系统主要由阀门、过滤器、减压阀、两组电磁阀、零压阀（或比例蝶阀）以及压力表及压力限位开关等组成。
助燃风系统即空气系统，主要由风机、比例蝶阀及比例马达（当燃气系统选用零压阀时，此配件不用选用）、蝶阀以及风压表和风压开关等组成。
换热预热器在能源消耗、窑炉可达到的重高温度、间隙窑的烧成周期等方面有着很大的影响。一般情况下，烟气要带走60-70%的热量，如果将烟气余热用来预热助燃空气，空气温度每提高100℃，可节约燃料5%，对高温窑炉，若把空气预热到300-400℃时，则可节能15-20%，节能效果极为显著。换热器按热交换特性可分为间壁式、蓄热式、热管式三类；按传热方式可分为对流式和辐射式两类。高温窑炉常用筒状辐射换热器。蓄热式换热器的热效率最高，随着热载体材料的发展，近年来推广速度很快。
圖一：燃烧系统管路流程图
空燃调节系统主要用来在调节单元（零压阀或比例蝶阀和比例马达）的支持下，对空燃比进行有效的控制，以达到规定的窑温、合理的空燃比、工艺要求的气氛（氧化、还原）。调节系统一般采用执行器操纵阀位，进行量的调节。常用的有调节空气量，比例阀控制燃气量；调节燃气量，比例阀控制空气量；调节燃气量和空气，通过控制系统比例等方式。近来，出现了新型的间断脉冲燃烧调节方式，调节范围宽，温度控制性能好，广泛应用于燃气加热的窑炉。
点火及安全系统主要通过火控系统控制，由点火装置高压高能点火，并通过火焰监测装置监视点火、燃烧过程，当点火失败、燃烧熄火时，控制切断燃气的供应，防止出现爆炸事故。
3. 燃烧系统形式及常见运行流程
3.1系统形式
燃烧系统根据工业生产的要求，有一段火、二段火、比例控制等三种形式，三种形式的升温曲线如下所示：
（1）一段火升温曲线为:
（2）二段火升温曲线为:
（3）比例升温曲线为:
3.2常见运行流程
常见运行流程如下：
4. 常见故障及原因
5. 定期维护与保养
（1）经常清除燃烧风机空气过滤网上的灰尘及附着物；
（2）经常清除燃气过滤器滤网上的异物及油垢；
（3）经常搽拭紫外光电管检知器表面的灰尘；
（4）经常检查比例马达连杆螺丝是否松动；
（5）经常检查主火空气自动蝶阀是否松动：
（6）经常检查主火空气手动蝶阀是否松动：
（7）经常检查主火燃气自动蝶阀是否松动：
（8）经常查看点火棒是否积碳；
（9）经常检查点火高压线是否松动；
（10）经常检查燃烧机喷嘴是否堵塞；
6. 结束语
燃气工业窑炉的大量应用，不仅带来了极大的经济效益，而且也带来了良好的社会效益。在提倡“和谐发展”，创建“节约型社会”的今天，燃气工业窑炉必定会有更大的发展潜力。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。