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工业燃气燃烧设备中阀门的介绍与选择

2024-06-28

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2工业燃气燃烧设备的常用阀门

阀门作为流体流量控制的执行机构,在工业燃气燃烧装置中起关键的作用。常见的阀门有调压器、电磁阀、蝶阀等多种形式。出于安全方面的考虑,一般燃气的阀门比空气阀门的技术要求更高 一些。

阀门根据系统需要及时做出动作,使得空气和燃气的供应和混合安全顺利地进行,保证燃烧在设定的工况下进行。因此,燃烧系统中合理地对阀门进行选择和应用关系到整个装置的成功运行。

2.1空气流量控制阀门

空气流量可以通过风机电机的调速来直接控制,但工业上大多采用蝶阀、可调孔口阀门等在空气管路上进行调节。目前应用最多的比例式控制燃烧系统,就是在每一个温度控制区域的燃烧设备上配备一个空气蝶阀。蝶阀由步进电机控制开度,从而控制加热区域获得热能的多少。

空气蝶阀分为手动和电动两种,手动蝶阀一般用于开关型燃烧模式;电动蝶阀分为电磁阀驱动和伺服电机驱动两种。电磁阀驱动的蝶阀原理见图 l,工作时电磁阀动作驱动齿条、齿轮机构使蝶阀轴 、作旋转运动,打开蝶阔;电磁阀失电关闭时,阀内复

位弹簧关闭蝶阀。

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大流量的电动蝶阀具有可调的大流量和小流量的设定位,有些蝶阀还配备慢开装置,能使小火到大火的切换尽可能的平滑,这在需要维持精QUE空燃比的场合特别重要,因为慢开电磁蝶阀的开阀时间能使比例调节阀维持正确的燃气流量更容易。慢开阀的开阀时间一般约为2 s,而快开阀的开阀时间一般少于O。5 s。

2.2燃气流量控制阀门

在燃气供应系统中常用的阀门有球阀、比例调压阀(或零压阀)、电磁安全切断阀、蝶阀、止回阀和

放散阀等。

2.2.1球阀

在燃气输送管道的初入口处一般要装设手动球阀。当燃烧装置出现故障或需要维修时,手动关闭,防止燃气泄漏。而在有些助燃空气供应系统中也要装设手动球阀。所有的燃烧系统都应该在每一个燃烧器和燃气阀门组前安装能手动切断的球阀。

2.2.2比例调压阀

比例调压阀是工业燃烧器上最常用的燃气流量控制阀门,比例调压阀与调压器相类似,它们的区别是比例调压阀的出口压力不仅受弹簧控制,同时也受助燃空气压力控制。加热区域的温度控制通过调节空气流量来实现,比例式调压器的功能是使燃气流量与空气压力 相匹配。为了实现该功能,需在空气控制设备下游的管道上安装一根压力脉冲管,与比例式调压器薄膜的弹簧侧进行连接。当空气压力发生变化时,变化值通过脉冲管传递给比例调节阀。如果空气压力增大,则比例阀打开,直到其出口压力与脉冲管的压力相同。比例阀内设的脉冲管为薄膜的另一侧提供一个参考信号,当薄膜两侧的力相等时,调压器就停止运动并保持稳定。如果下游压力下降了,比例阀开始关闭,直到两个压力再一次相等。通常比例调节阀与孔口混合式燃烧器一起使用。

2.2.3零压阀

  零压阀与比例调节阀类似,但工作在负压吸气的原理E,一般用于全预混燃烧系统中,见图2。空气流量通过文氏混合器在燃气管路上产生负压,打开零压阀,使燃气流人燃烧器。在该系统上,由于调压器的出口压力总是等于大气压力,所以也叫大气调压器。

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2.2.4电动蝶阀

在需要进行流量调节和阶段性控制的燃烧装置中要安装带有伺服电机的蝶阀,见图3。这种伺服电机通常使用3阶信号或4—20—nA的输入电流信号进行工作。根据控制装置反馈的信号,伺服电机对蝶阀的开启度进行调整,使之达到设定值。

伺服电机蝶阀适用于比例燃烧和分段燃烧控制的燃烧系统,负荷比可以高达10以上。这种阀门能用于空气量保持不变、但要控制过剩空气系数的燃烧设备上,还能用于计量式比例控制燃烧系统。

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2.2.5安全切断电磁阀

流量控制型阀门能保证燃烧工况良好,但任何一个燃烧系统上的燃料供应管道上都需要设置能快速关闭的安全切断阀,用来控制燃烧器的燃气流量的通、断。工业上获得广泛应用的安全切断阀是常闭型的燃气安全切断电磁阀,见图4。按不同的分类方式,电磁阀有高压和低压型、快开和慢开型、直接驱动型和间接先导驱动型等多种形式,分别适用于不同的应用场合。一般来讲,每一个主燃烧器和小火燃烧器都需要安装两个安全切断阀。各个国家的标准规范要求有所不同,例如美国NFPA86要求安全切断阀具有位置指示器,或具有关闭保护的装置。

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2.2.6 电动阀门

电动阀门门(见图5)与安全切断阀一样是安全保护阀,但它能控制和调节通过燃烧器的燃气或空气流量,能实现包括两段火运行的功能。电动阀门比电磁阀更适合用在更高的人口压力上。在大口径高

压力的燃气管道上作为安全切断阀配备可以在单个阀门上实现多种功能。

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2.2.7燃气高低压保护装置、防泄漏装置

每一种型号规格的燃烧设备都有其一定的热负 荷运行范围,超出该范围就会出现燃烧不稳定,或排放指标超出标准等现象。因此,在燃气的供应装置中应设置燃气的高低压保护装置(压力开关)。在点火或燃烧期间,如果系统检测到燃气的压力过高或

过低于设定值,则控制系统动作,通过安全切断阀对燃气的供应进行及时关断。

另外,对于一些燃气供应量比较大或安全要求比较高的燃烧装置来说,必须对阀门的关断进行校 验,以防止阀门没有关严造成燃气泄漏。因此,要在系统中装设闭合校验装置,使阀门的泄漏可能性降低到ZUI低限度。

 

2.2.8燃气阀门组(Gas Tmin)

为了安装方便,可在燃气管道上串联阀门组,见图6。这些阀门组可以预先装配好,现场安装就简化,主要部件包括燃气调压器、安全关断阀和一些辅助设备,如过滤器和压力开关。


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