燃燒系統檢視原始碼討論檢視歷史
燃燒系統是指為使燃料在鍋爐爐膛內充分燃燒，並將燃燒生成的煙氣排入大氣所需的設備和相應的煙、風、煤(煤粉)管道的組合。燃燒系統應根據燃用燃料的類型，如固體、液體或氣體燃料、電站鍋爐的類型和燃燒方式，合理選擇工藝流程、決定設備和管道的規格、數量，充分考慮必要的裕度，使鍋爐和燃燒系統在最安全和經濟的情況下運行。 燃料系統的功能在於保證燃燒器燃燒所需的燃料。燃燒系統的任務是將燃料中蘊藏的化學能通過燃燒釋放出來，轉換成可被汽水吸收的熱能。因此，燃燒系統的好壞將直接影響到鍋爐的熱效率。
系統的類型
在常規開式循環燃氣渦輪中，燃燒是一個連續的過程，其中燃油在壓氣機供給的空氣里燃燒；只有在燃燒起始過程中才需要電火花，之後火焰必須自行維持。設計師在燃燒室結構上有很多選擇，因為飛機和地面裝置在重量、體積和迎風面積的不同要求可能使解決方案大相徑庭。近年來，氮氧化物(NOx)排放量的嚴格限制對工業和航空燃氣渦輪的燃燒設計均產生了很大的影響。
最早的航空發動機採用單管燃燒室，空氣從壓氣機中流出後，被分成若干股獨立的氣流，分別進人到各自相應的燃燒室內。這些燃燒室環繞在連接壓氣機和渦輪的軸上，每個燃燒室都有各自的燃油噴嘴，連接到共用的燃油總管上。該布局特別適用於裝有離心壓氣機的發動機，因為流體在擴壓器中分成了獨立的流束。單管燃燒室最大的優勢是只用針對其中一個單管燃燒室進行研究即可，其空氣流量和燃油流量只占整個燃燒室中的很小一部分。對於航空裝置而言，單管燃燒室在重量、體積和迎風面積方面不太理想，所以現在的航空發動機設計不再採用這種燃燒室。小型燃氣渦輪，比如輔助動力裝置(APU)和車用裝置，經常都設計成單管燃燒室。[1]
單管燃燒室仍然廣泛應用於工業發動機，但是最新的設計採用環管系統，其每個火焰筒均勻地環繞在一個環形機匣上。西門子「颱風」採用的正是這種系統；GE公司和威斯汀豪斯公司的工業燃氣輪機也採用這種布局。氣流從軸流壓氣機下游的擴壓器流出後會發生回流；利用這一現象可以將壓氣機一渦輪連接軸的總長度大幅減短，而且便於維修燃油噴嘴和火焰筒。 就布局而言，最緊湊的是環形燃燒室，這種布局有利於在特定的直徑範圍內最大限度地利用空間；既可減少壓力損失，也使得發動機的直徑最小。環形燃燒室存在幾處不足，因此首先研發了環管燃燒室。 第一，儘管可以使用許多燃油噴嘴，然而很難獲得均勻的油氣分布和出口溫度分布。 第二，環形燃燒室結構上不牢固，很難避免熾熱的火焰筒壁發生翹曲。 第三，與單管燃燒室只需採用多組火焰筒中的一個單管開展試驗相比，大多數環形燃燒室研究工作必須針對整個燃燒室進行，這就要求試驗設備能夠提供滿足發動機所需的全部空氣流量。
組成介紹
送風系統的功能在於向燃燒室里送入一定風速和風量的空氣，其主要部件有：殼體、風機馬達、風機葉輪、風槍火管、風門控制器、風門檔板、擴散盤。如圖《燃燒系統圖冊》所示。 殼體：是燃燒器各部件的安裝支架和新鮮空氣進風通道的主要組成部分。從外形來看可以分為箱式和槍式兩種，箱式燃燒器多數有一個注塑材料的外罩，且功率一般較小，大功率燃燒器多數採用分體式殼體，一般為槍式。殼體的組成材料一般為高強度輕質合金鑄件。 風機馬達：主要為風機葉輪和高壓油泵的運轉提供動力，也有一些燃燒器採用單獨電機提供油泵動力。某些小功率燃燒器採用單相電機，功率相對較小，大部分燃燒器採用三相電機，電機只有按照確定的方向旋轉才能使燃燒器正常工作。 風機葉輪：通過高速旋轉產生足夠的風壓以克服爐膛阻力和煙囪阻力，並向燃燒室吹入足夠的空氣以滿足燃燒的需要。它由裝有一定傾斜角度的葉片的圓柱狀輪子組成，其組成材料一般為高強度輕質合金鋼，也有注塑成形的產品，所有合格的風機葉輪均具有良好的動平衡性能。 風門控制器：是一種驅動裝置，通過機械連杆控制風門檔板的轉動。一般有液壓驅動控制器和伺服馬達驅動控制器兩種，前者工作穩定，不易產生故障，後者控制精確，風量變化平滑。
點火系統 點火系統的功能在於點燃空氣與燃料的混合物，其主要部件有：點火變壓器、點火電極、電火高壓電纜。 點火變壓器：是一種產生高壓輸出的轉換元件，其輸出電壓一般為：2×5KV、2×6KV、2×7KV，輸出電流一般為15~30mA。 點火電極：將高壓電能通過電弧放電的形式轉換成光能和熱能，以引燃燃料。一般有單體式和分體式兩種。 電火高壓電纜：其作用是傳送電能。[2]
監測系統 監測系統的功能在於保證燃燒器安全的運行，其主要部件有火焰監測器、壓力監測器、監測溫度器等。 火焰監測器：其主要作用是監視火焰的形成狀況，並產生信號報告程控器。火焰檢測器主要有三種：光敏電阻、紫外線UV電眼和電離電極。
燃料系統 燃料系統的功能在於保證燃燒器燃燒所需的燃料。燃油燃燒器的燃料系統主要有：油管及接頭、油泵、電磁閥、噴嘴、重油預熱器。燃氣燃燒器主要有過濾器、調壓器、電磁閥組、點火電磁閥組。
電控系統 電控系統是以上各系統的指揮中心和聯絡中心，主要控制元件為程控器，針對不同的燃燒器配有不同的程控器，常見的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要區別為各個程序步驟的時間不同。
系統組成
工業燃燒系統一般由燃燒器送風系統、點火系統、燃料系統以及電控系統四個部分組成。對於燃燒系統包含的部件，典型的燃燒系統包含漸縮件、燃燒室內襯、流量套管、燃料噴嘴、燃料筒、端帽、端蓋的從頭到尾的全部組件，還有其他輔助硬件包括交叉燃燒管、火花塞、火焰探頭。另外，可能會有各種燃料和空氣輸送元件例如放氣閥、止回閥和軟管等