第三节　燃烧器装置

一、燃烧器定义

燃烧器定义是将物质通过燃烧这一化学反应方式转化为热能的一种设备，即将空气与燃料通过预混装置按适当比例混兑以使其充分燃烧。家用的热水器、煤气灶，乃至打火机等都可称全氧燃烧器。

二、燃料种类

燃烧器主要应用燃料种类如下。

①燃油：轻油（仅包括柴油与煤油）、重油、渣油等。

②燃气：天然气、人工燃气、液化石油气、瓦斯气（煤层气）、沼气五类。其中人工煤气即城市煤气、瓦斯气、沼气等因原料以及生成方式而在成分、热值上有较大差异。

三、燃烧器分类

燃烧器也叫燃烧机。燃烧器根据其不同的属性，具备多种的分类方式。按燃料方式，分为燃油燃烧器、燃气燃烧器以及双燃料燃烧器。其中，燃油燃烧器又将分为轻油燃烧器、重油燃烧器等；燃气燃烧器则分为天然气燃烧器、城市煤气燃烧器等。按燃烧器的燃烧控制方式划分：单段火燃烧器、双段火燃烧器、比例调节燃烧器。

按燃料雾化方式划分为：机械式雾化燃烧器、介质雾化燃烧器；按结构划分为：整体式燃烧器（见图2-4）以及分体式燃烧器。其中分体式燃烧器主要应用于工业生产，其主要特征为燃烧系统、给风系统、控制系统等均分解安装，该种机器主要适合于大型设备或高温等特殊工作环境。

相对而言，商业用途的燃烧器因生产制造批量化，以及市场供应链中专业化程度要求不高，该产品的市场销售价格相对低廉，而分体式燃烧器因专业化要求相对较高，以及多数需要专业安装队伍，市场销售价格同比则相对高出很多。

RPD系列燃烧器（见图2-5）按照使用对象分为窑炉燃烧器和锅炉燃烧器；按照应用领域可分为工业用燃烧器（图2-6）、汽车零配件燃烧器（见图2-7）、民用燃烧器及特种燃烧器。其中燃油燃烧器分为轻油（如柴油）和重油燃烧器（如废机油），燃气燃烧器分为天然气燃烧器、液化气燃烧器、城市煤气燃烧器、沼气燃烧器等。我们平常所说的燃烧器指的是锅炉燃烧器。非标火焰形状燃烧器见图2-8。

四、高调节比燃烧器

FB-D型锅炉的基本炉型为三回程、湿背、波纹炉胆，锅炉和燃烧器实行一体化设计，同时可根据用户的需要提供四回程设计的炉型，四回程结构由于增加了烟管回程而增大受热面积，使烟气在锅炉中增长了滞留时间而使换热更充分。

（1）独特的强制通风设计

燃烧器采用强力吹风燃烧系统，能够在不同压力下提供保证锅炉高效燃烧的适当的燃烧空气量，在该强制通风设计中，空气先进入预燃室取得均匀的压力，然后通过扩散器，使燃料和空气得到充分的混合支持燃烧，这样可以做到：

①在低过量空气的情况下得到完全、清洁、高效的燃烧；

②根据负荷的变化自动调节燃料与空气的混合量；

③为用户提供业界效率最高的整装蒸汽和热水锅炉。

高调节比例的燃烧器（见图2-9）能使锅炉在低负荷时保持持续运行。

富尔顿高调节比例的燃烧器（见图2-10）为通常会在输出功率为4t/h以上锅炉中出现的问题提供了良好的解决方案：一般可在低负荷非比例调节情况下用于运行的燃烧器，当负荷低于额定负荷的25%时，每小时启停次数大约在12次，频繁的启停过程，不断的前吹扫和后吹扫，造成能量损失；同时由于启停次数的增加，机件损耗加快，维护成本增加。而且，这样的锅炉还可能无法应付突如其来的负荷变化。而富尔顿配备了高调节比燃烧器的FB-C型锅炉：

①在较低负荷情况下保持持续运行，高低火调节比可达10：1（燃气），8∶1（燃油）；

②降低启停次数，从而降低机件的损耗率和维护费用；

③消除了吹扫过程，节约了原来必须损失的能源，提高了锅炉的运行效率；

④提高了温度和压力控制的精准性和灵敏度。

（2）高效率的燃油、燃气和油气两用燃烧器

空气雾化燃油燃烧器——采用独特的空气雾化方式，无论轻油、重油都能达到最佳的雾化效果并与助燃空气充分混合，使燃料油燃烧起来像燃气一样清洁、安全；FB-D型重油燃烧器带的吹扫装置，不会有油喷嘴和燃烧器管道堵塞的麻烦，每一次启动运行都轻松自如，降低故障率。同时燃烧器提供全自动和手动两种点火方式，使FB-D型重油锅炉可以在存在不影响安全运行的微小故障的情况下，通过手动方式启动锅炉而满足生产需要，这在重油锅炉的实际运行中非常重要。

高速燃气燃烧器——燃烧气体先通过导流板再通过扩散器以后得到的高速度使之与空气能够充分地混合，同时可调节凸轮控制适当的燃烧气体和空气量的比例。

燃油、燃气两用或三用型燃烧器让您能够方便地从使用一种燃料转变到使用另一种燃料，无须更换任何零件，只拨动一个开关，即可让您的锅炉选择燃轻油、重油或天然气，极大程度地方便了用户。

（3）全程可调自动控制系统

控制系统的关键——标准配置的FB-D系列锅炉配备的火焰程序控制器，具有强大的控制、诊断和检测功能。多重安全连锁和保护功能——火焰程序控制器对锅炉的点火、运行和火焰状况进行监测，并与水位继电器，压力/温度控制器一起实行对锅炉的连锁保护；实行自动熄火保护，具有油泵、水泵、风机过载保护，低水位连锁、高压连锁、热水锅炉的超高温保护和连锁，高低燃气压力连锁保护，燃气泄漏保护等。

精确地控制燃料用量——运行中，由于采用全程比例的控制方式，伺服发动机能将调节风门走位在任何角度，这样能够根据负荷的变化情况精准地控制燃料，达到最佳燃烧效果。

强大的诊断检测功能——程序控制器所具有的诊断检测功能可以分析检测锅炉的故障原因，从而可以最大限度地消除因故障停机的时间和次数，避免由于停机可能造成的巨大损失。

高调节比燃烧器按调节方式分为：单级、二级、比例调节式、高调节比。二级燃烧器只有大火和小火之分；比例调节式燃烧器可以在任意一个负荷点工作。高调节比简单说就是燃烧机输出功率小到大的比值。比如，燃烧机功率标示50～200kW，那么它的调节比就是1∶4。

随着我国工业的不断发展，能源消费日益增大。环境污染已成为全球共同关注的问题，故而人们的环境保护意识也逐渐增强。采用太阳火热能科技开发生产的新型燃烧器——红外线燃烧器可谓应运而生。

五、机组集空气源热泵及商用热泵

1. 溴化锂热泵

火力发电厂的冷凝热损失是电厂热力系统的最大能量损失，大量的汽轮机冷凝余热通过不同的冷却设备排放至大气中。汽轮机冷凝热损失对于火力发电厂来说是废热排放，但对于需要低品位热能的建筑采暖而言，则构成巨大的浪费。如能将汽轮机冷凝余热回收用于城市建筑供热（见图2-11），相当于在不增加电厂容量，不增加大气污染物排放，耗煤量和发电量都不变的情况下，扩大了热源的供热能力，提高了电厂的综合能源利用效率，增加了供热收益。同时，由于减少了冷却系统的蒸发耗散损失，还可以减少电厂循环冷却水系统补水量，节约水资源。

溴化锂热泵技术的出现，为低品位余热回收市场带来了春天。溴化锂吸收式热泵机组是一种以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源（如废热水）中的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒（热水），实现从低温向高温输送热能的设备。这类热泵的优点就是节能，即用一个单位的热量做驱动热源，可以得到1.6～1.8个单位的输出热量。而采用普通汽水换热器供热，换热效率按95%计算，也就是说一个单位的热量作为热源，只能得到0.95个单位的输出热量，经对比，热泵机组节能效果明显。

溴化锂吸收式热泵技术具有高效、环保、可靠性高等特点，可广泛应用于电力、石油、化工、钢铁、建材、纺织、造纸等行业。

鹤壁项目供热系统设计供水温度110℃，回水温度50℃，热泵出水温度88℃，总供热能力385MW，供热面积700万平方米，其中回收冷凝热供热101.1MW，余热供暖面积182万平方米。本项目实施后每年回收冷凝热节能104.65万吉焦，（电厂锅炉效率按92.65%计算）每年可实现节约3.85万吨标准煤，年减排二氧化碳10.2万吨、二氧化硫770.8吨、氮氧化物269.8吨、烟尘578.1吨。由此可见，该项目的实施具有非常明显的经济效益、环境效益和社会效益。

2. 空气源热泵

（1）产品特点　机组集空气源热泵、水源热泵和地源热泵的技术为一体（见图2-12），结合创新的系统设计，在夏天，热泵机组提供节能热水的同时可以免费提供冷气，冬天或春、秋天不需要冷气时利用环境空气进行热交换，实现空气源热泵的节能供热；北方寒冷地区冬天可以启用水源或地源工作模式作为热源进行节能供热，冷热联供全效热泵机组相对其他热泵机组更节能，环境适应性更强。

（2）产品原理图　其见图2-12。

（3）技术参数　其见表2-2。

空气能热泵热水器是创新一代的热水设备，是一种高效集热并转移热量的装置，用电能驱动热泵，由热泵装置中的压缩机、电子膨胀阀、干燥过滤器、四通阀、蒸发器、套管冷凝器、风机等主要部件组成，它成功地运用了逆卡诺原理，压缩机从蒸发器中吸入低温低压气体制冷剂，通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器与水交换热量，在冷凝器中被冷凝成底纹液体而释放出大量的热量，水吸收其释放出的热量而温度不断上升，被冷凝的高压低温液体经碰撞阀节流降压后，在蒸发器中通过风扇的作用，吸收周围空气热量从而挥发成低压气体，又被吸入压缩机中压缩，这样反复循环，从而制取热水。

具体工作过程如下。

①制冷剂工质在蒸发器中吸收低温物体（外界空气）的热量，蒸发成气体。

②蒸发器出来的制冷气体经过压缩机的压缩，变成高温高压的气体。

③高温高压的气体在冷凝器将热能释放给被加热的物体（水），同时自身变为高压液体。

④高压液体在节流装置中减压，再变为过热液体媒体，进入蒸发器，循环最初的过程。

3. 专用高温泵

其见图2-13。

4. 空气能热泵

（1）产品特点

①制冷、制热、生活热水一体化功能。

②主要零部件均采用国际著名品牌元件。

③机组配置远程线控制系统，用户在室内操作，无需专人看管。

④生活热水优先型空气源热泵机组小巧、紧凑、可挂墙或放置阳台，无需占用机房。

（2） 产品原理图　其见图2-14。