工業(yè)燃氣燃燒設備中閥門(mén)的介紹與選擇

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2工業(yè)燃氣燃燒設備的常用閥門(mén)

閥門(mén)作為流體流量控制的執行機構，在工業(yè)燃氣燃燒裝置中起關(guān)鍵的作用。常見(jiàn)的閥門(mén)有調壓器、電磁閥、蝶閥等多種形式。出于安全方面的考慮，一般燃氣的閥門(mén)比空氣閥門(mén)的技術(shù)要求更高 一些。

閥門(mén)根據系統需要及時(shí)做出動(dòng)作，使得空氣和燃氣的供應和混合安全順利地進(jìn)行，保證燃燒在設定的工況下進(jìn)行。因此，燃燒系統中合理地對閥門(mén)進(jìn)行選擇和應用關(guān)系到整個(gè)裝置的成功運行。

2．1空氣流量控制閥門(mén)

空氣流量可以通過(guò)風(fēng)機電機的調速來(lái)直接控制，但工業(yè)上大多采用蝶閥、可調孔口閥門(mén)等在空氣管路上進(jìn)行調節。目前應用最多的比例式控制燃燒系統，就是在每一個(gè)溫度控制區域的燃燒設備上配備一個(gè)空氣蝶閥。蝶閥由步進(jìn)電機控制開(kāi)度，從而控制加熱區域獲得熱能的多少。

空氣蝶閥分為手動(dòng)和電動(dòng)兩種，手動(dòng)蝶閥一般用于開(kāi)關(guān)型燃燒模式；電動(dòng)蝶閥分為電磁閥驅動(dòng)和伺服電機驅動(dòng)兩種。電磁閥驅動(dòng)的蝶閥原理見(jiàn)圖 l，工作時(shí)電磁閥動(dòng)作驅動(dòng)齒條、齒輪機構使蝶閥軸 、作旋轉運動(dòng)，打開(kāi)蝶闊；電磁閥失電關(guān)閉時(shí)，閥內復

位彈簧關(guān)閉蝶閥。

大流量的電動(dòng)蝶閥具有可調的大流量和小流量的設定位，有些蝶閥還配備慢開(kāi)裝置，能使小火到大火的切換盡可能的平滑，這在需要維持精QUE空燃比的場(chǎng)合特別重要，因為慢開(kāi)電磁蝶閥的開(kāi)閥時(shí)間能使比例調節閥維持正確的燃氣流量更容易。慢開(kāi)閥的開(kāi)閥時(shí)間一般約為2 s，而快開(kāi)閥的開(kāi)閥時(shí)間一般少于O。5 s。

2．2燃氣流量控制閥門(mén)

在燃氣供應系統中常用的閥門(mén)有球閥、比例調壓閥(或零壓閥)、電磁安全切斷閥、蝶閥、止回閥和

放散閥等。

2．2．1球閥

在燃氣輸送管道的初入口處一般要裝設手動(dòng)球閥。當燃燒裝置出現故障或需要維修時(shí)，手動(dòng)關(guān)閉，防止燃氣泄漏。而在有些助燃空氣供應系統中也要裝設手動(dòng)球閥。所有的燃燒系統都應該在每一個(gè)燃燒器和燃氣閥門(mén)組前安裝能手動(dòng)切斷的球閥。

2．2．2比例調壓閥

比例調壓閥是工業(yè)燃燒器上最常用的燃氣流量控制閥門(mén)，比例調壓閥與調壓器相類(lèi)似，它們的區別是比例調壓閥的出口壓力不僅受彈簧控制，同時(shí)也受助燃空氣壓力控制。加熱區域的溫度控制通過(guò)調節空氣流量來(lái)實(shí)現，比例式調壓器的功能是使燃氣流量與空氣壓力 相匹配。為了實(shí)現該功能，需在空氣控制設備下游的管道上安裝一根壓力脈沖管，與比例式調壓器薄膜的彈簧側進(jìn)行連接。當空氣壓力發(fā)生變化時(shí)，變化值通過(guò)脈沖管傳遞給比例調節閥。如果空氣壓力增大，則比例閥打開(kāi)，直到其出口壓力與脈沖管的壓力相同。比例閥內設的脈沖管為薄膜的另一側提供一個(gè)參考信號，當薄膜兩側的力相等時(shí)，調壓器就停止運動(dòng)并保持穩定。如果下游壓力下降了，比例閥開(kāi)始關(guān)閉，直到兩個(gè)壓力再一次相等。通常比例調節閥與孔口混合式燃燒器一起使用。

2．2．3零壓閥

  零壓閥與比例調節閥類(lèi)似，但工作在負壓吸氣的原理E，一般用于全預混燃燒系統中，見(jiàn)圖2?？諝饬髁客ㄟ^(guò)文氏混合器在燃氣管路上產(chǎn)生負壓，打開(kāi)零壓閥，使燃氣流人燃燒器。在該系統上，由于調壓器的出口壓力總是等于大氣壓力，所以也叫大氣調壓器。

2．2．4電動(dòng)蝶閥

在需要進(jìn)行流量調節和階段性控制的燃燒裝置中要安裝帶有伺服電機的蝶閥，見(jiàn)圖3。這種伺服電機通常使用3階信號或4—20—nA的輸入電流信號進(jìn)行工作。根據控制裝置反饋的信號，伺服電機對蝶閥的開(kāi)啟度進(jìn)行調整，使之達到設定值。

伺服電機蝶閥適用于比例燃燒和分段燃燒控制的燃燒系統，負荷比可以高達10以上。這種閥門(mén)能用于空氣量保持不變、但要控制過(guò)?？諝庀禂档娜紵O備上，還能用于計量式比例控制燃燒系統。

2．2．5安全切斷電磁閥

流量控制型閥門(mén)能保證燃燒工況良好，但任何一個(gè)燃燒系統上的燃料供應管道上都需要設置能快速關(guān)閉的安全切斷閥，用來(lái)控制燃燒器的燃氣流量的通、斷。工業(yè)上獲得廣泛應用的安全切斷閥是常閉型的燃氣安全切斷電磁閥，見(jiàn)圖4。按不同的分類(lèi)方式，電磁閥有高壓和低壓型、快開(kāi)和慢開(kāi)型、直接驅動(dòng)型和間接先導驅動(dòng)型等多種形式，分別適用于不同的應用場(chǎng)合。一般來(lái)講，每一個(gè)主燃燒器和小火燃燒器都需要安裝兩個(gè)安全切斷閥。各個(gè)國家的標準規范要求有所不同，例如美國NFPA86要求安全切斷閥具有位置指示器，或具有關(guān)閉保護的裝置。

2.2.6 電動(dòng)閥門(mén)

電動(dòng)閥門(mén)門(mén)(見(jiàn)圖5)與安全切斷閥一樣是安全保護閥，但它能控制和調節通過(guò)燃燒器的燃氣或空氣流量,能實(shí)現包括兩段火運行的功能。電動(dòng)閥門(mén)比電磁閥更適合用在更高的人口壓力上。在大口徑高

壓力的燃氣管道上作為安全切斷閥配備可以在單個(gè)閥門(mén)上實(shí)現多種功能。

2．2．7燃氣高低壓保護裝置、防泄漏裝置

每一種型號規格的燃燒設備都有其一定的熱負 荷運行范圍，超出該范圍就會(huì )出現燃燒不穩定，或排放指標超出標準等現象。因此，在燃氣的供應裝置中應設置燃氣的高低壓保護裝置(壓力開(kāi)關(guān))。在點(diǎn)火或燃燒期間，如果系統檢測到燃氣的壓力過(guò)高或

過(guò)低于設定值，則控制系統動(dòng)作，通過(guò)安全切斷閥對燃氣的供應進(jìn)行及時(shí)關(guān)斷。

另外，對于一些燃氣供應量比較大或安全要求比較高的燃燒裝置來(lái)說(shuō)，必須對閥門(mén)的關(guān)斷進(jìn)行校 驗，以防止閥門(mén)沒(méi)有關(guān)嚴造成燃氣泄漏。因此，要在系統中裝設閉合校驗裝置，使閥門(mén)的泄漏可能性降低到ZUI低限度。

2.2.8燃氣閥門(mén)組(Gas Tmin)

為了安裝方便，可在燃氣管道上串聯(lián)閥門(mén)組，見(jiàn)圖6。這些閥門(mén)組可以預先裝配好，現場(chǎng)安裝就簡(jiǎn)化，主要部件包括燃氣調壓器、安全關(guān)斷閥和一些輔助設備，如過(guò)濾器和壓力開(kāi)關(guān)。