燃烧器原理和运行调试

本书由中国锅炉及水处理协会燃烧专业委员会根据燃烧器行业现状和行业发展的需要，组织业内专家教授编写。从强化培养操作技能，掌握实用技术的角度出发，由浅入深，全面系统地介绍了燃烧的实用理论知识及燃烧器的工作原理、操作维护技术，对提高从业人员的基本素质，掌握燃烧器的核心知识与技能有直接的帮助和指导作用。 本书在编写过程中根据职业的工作特点，以能力培养为根本出发点，采用模块化的编写方式，按照逻辑顺序将各模块无缝组合形成一部完整的应用技术教材，学员可根据自身的需要，有选择性地学习重点章节。本书主要内容包括：热工基础知识、燃烧器基础知识、燃烧器主要部件、燃烧器安装与调试、燃烧器安全技术。

燃烧器是锅炉等热能设备的核心装置，是一种集燃烧学、流体力学、热工技术、控制与监测技术于一体的机电一体化产品，广泛应用于石油化工、电力、建材、冶金等工业和民用领域。随着我国能源结构的调整，天然气等清洁燃料的占比逐步提高，以液体和气体为燃料的燃烧器在热能设备中的应用越来越广泛。我国燃烧器行业近年来取得了巨大的进步，整体技术水平与国外的差距逐步缩小，从业人员的数量大幅增加。随着科学技术的进步，燃烧器自动控制系统逐步迈向数字化和智能化，对燃烧器调试人员的技能要求越来越高。
2018 年9 月17 日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会联合发布了《锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件》（GB/T 36699—2018），该标准对燃烧器的设计与制造、性能要求、检验与试验、安装、调试与使用等技术要求进行了规范，从产品的源头消除事故隐患。但是在实际运行中，燃烧器调试人员存在技能短板，缺乏系统的正规培训，在燃烧器调试过程中因违规操作，安全事故时有发生。对此，原国家质检总局办公厅发布了《关于燃气锅炉风险警示的通告》（2017 年第2 号），通告对燃烧器调试人员的资质进行了规定。
为确保燃烧器的安全运行，避免事故的发生，提高燃烧器调试人员的专业水平，中国锅炉及锅炉水处理协会燃烧专业委员会组织燃烧器行业的专家编写了本书，旨在普及燃烧器理论知识，提高燃烧器调试人员实践操作能力，增强安全责任意识，使调试维保人员能够做到应知应会。
本书共有5 章，分别为“热工基础知识”“燃烧器基础知识”“燃烧器主要部件” “燃烧器安装与调试”“燃烧器安全技术”。本书编写者力图以简明的语言和图文并茂的形式，全面系统地介绍燃烧理论、燃烧器结构、燃烧器主要配件的性能以及燃烧器调试方法，深入浅出，通俗易懂。本书既可作为从事燃烧器调试和维护保养人员的培训教材，也可作为燃烧器研发、设计、选型和检验检测工作的指导手册。
本书由上海焱晶燃烧设备检测有限公司总经理黎亚洲、中国特种设备检测研究院副院长李军和西安交通大学周屈兰教授主编，第1 章由西安交通大学周屈兰教授和上海理工大学徐洪涛教授编写；第2 章由中国船舶集团有限公司第七一一研究所陈尚彬研究员、上海焱晶燃烧设备检测有限公司高级工程师傅军及江西炽盛热能技术有限公司总经理陈光明编写；第3 章和第4 章的电子比例调节举例部分是由上海全颉环境设备有限公司总经理王明君、上海凌云瑞升燃烧设备有限公司总工程师陈关海、西门子（中国）有限公司高级工程师赵晓军及德国威索公司上海代表处技术经理李成远编写；第4 章（电子比例调节举例除外） 和第5 章由唐山亿昌热能科技有限公司高级工程师王爱洁编写。
本书选用了燃烧器行业中比较典型的零配件作为教学案例，结合燃烧器调试模拟培训装置，注重燃烧器调试人员实操技能的培训，希望能够达到举一反三，触类旁通的效果。
由于水平所限，书中恐有疏漏之处，恳请读者批评指正。

编者
2021 年8 月

根据燃烧器行业现状和行业发展的需要，本书由中国锅炉及水处理协会燃烧专业委员会组织业内专家教授编写。
本书根据职业的工作特点，以强化能力培养、掌握实用技术为根本出发点，采用模块化的编写方式，并将各模块无缝组合、形成一部完整的应用技术教材。本书力图以简明的语言和图文并茂的形式，全面系统地介绍燃烧的理论知识、燃烧器工作原理及操作维护技术。本书主要内容包括：热工基础知识、燃烧器基础知识、燃烧器主要部件、燃烧器安装与调试、燃烧器安全技术。
本书既可作为从事燃烧器调试和维护保养人员的培训教材，也可作为锅炉、燃烧器设计研发人员选型以及特种设备检验检测人员的工作指导手册。

第1章　热工基础知识 1
1.1　燃烧基本原理2
1.1.1　什么是燃烧2
1.1.2　完全燃烧3
1.1.3　实际燃料燃烧3
1.1.4　本生灯燃烧模型4
1.2　工业燃料6
1.2.1　固体燃料的性质6
1.2.2　液体燃料的性质7
1.2.3　气体燃料的性质11
1.3　燃烧空气需求15
1.4　燃烧产物19
1.4.1　完全燃烧时燃烧产物的计算19
1.4.2　不完全燃烧时燃烧产物的计算（α＜1）22
1.4.3　高温时燃烧产物的离解23
1.5　烟气分析24
1.6　燃烧效率25
1.7　热回收25
1.8　燃烧中的传热机理26
1.8.1　气体燃料的燃烧26
1.8.2　液体燃料的燃烧31

第2章　燃烧器基础知识 35
2.1　燃烧器简介36
2.1.1　燃烧器概念36
2.1.2　燃烧器分类36
2.1.3　燃烧器组成40
2.1.4　工作原理与配置44
2.1.5　燃烧器调节方式53
2.1.6　燃烧器运行程序54
2.2　燃烧器性能要求56
2.2.1　安全性能56
2.2.2　运行性能57
2.2.3　节能要求59
2.3　燃烧器选型59
2.3.1　选型依据59
2.3.2　选型步骤60
2.4　低氮氧化物排放燃烧器61
2.4.1　低氮氧化物排放燃烧技术61
2.4.2　低氮氧化物燃烧技术比较分析63
2.4.3　低氮氧化物排放燃烧器发展方向64

第3章　燃烧器主要部件 65
3.1　燃烧器的基本组成部件66
3.1.1　燃烧器部件材料66
3.1.2　燃烧器组成部件66
3.1.3　燃烧器本体部件66
3.1.4　燃料供给系统部件66
3.1.5　控制系统部件67
3.2　程控器概述67
3.2.1　程控器的主要功能67
3.2.2　程控器的工作模式67
3.2.3　程控器的种类67
3.2.4　程控器品牌67
3.2.5　程控器特点68
3.2.6　西门子程控器概述68
3.2.7　蓝姆泰克（LAMTEC）燃烧控制管理系统75
3.2.8　Autoflame程控器88
3.3　风机95
3.3.1　风机的结构95
3.3.2　风机种类96
3.3.3　电机、风机及可运动部件性能要求96
3.4　空气流量监测装置97
3.4.1　空气监测装置的种类97
3.4.2　空气压力开关的工作原理97
3.4.3　空气压力开关的种类98
3.4.4　空气压力开关的设定值98
3.4.5　空气压力开关的品牌98
3.4.6　空气监测装置要求98
3.5　空气流量调节装置98
3.5.1　调节装置的功能98
3.5.2　调节装置的组成98
3.5.3　调节装置的安装位置99
3.5.4　调节方式99
3.5.5　伺服电机99
3.6　燃料流量调节装置100
3.6.1　调节装置的功能100
3.6.2　调节装置的组成100
3.6.3　调节装置的安装位置101
3.6.4　调节方式101
3.6.5　调节装置的要求101
3.7　空气/燃料比例调节装置101
3.7.1　空气/燃料比例调节装置要求101
3.7.2　调节方式102
3.8　点火装置103
3.8.1　点火装置的功能103
3.8.2　点火装置的组成部件103
3.8.3　点火装置要求104
3.9　火焰监测装置104
3.9.1　火焰监测装置功能104
3.9.2　火焰监测装置组成105
3.9.3　火焰探测器类型106
3.9.4　离子探针火焰探测器106
3.9.5　电眼式火焰探测器106
3.9.6　电眼式火焰探测器品牌107
3.9.7　电眼式火焰探测器系列107
3.9.8　火焰探测器选择107
3.9.9　火焰监测装置要求108
3.10　燃油喷嘴108
3.10.1　燃油喷嘴种类108
3.10.2　机械雾化喷嘴特点109
3.10.3　介质雾化喷嘴110
3.11　油泵11
3.11.1　燃烧器用油泵111
3.11.2　齿轮泵工作原理111
3.11.3　常用进口油泵品牌112
3.11.4　油泵特性112
3.11.5　三螺杆泵113
3.12　液体燃料安全切断阀114
3.12.1　液体燃料安全切断阀的种类114
3.12.2　电磁阀114
3.12.3　液体燃料安全切断阀要求115
3.13　燃油预热装置115
3.13.1　燃油预热装置功能115
3.13.2　预热装置种类115
3.13.3　预热装置应用116
3.13.4　燃油预热装置要求116
3.14　气体燃料安全切断阀116
3.14.1　气体燃料安全切断阀种类116
3.14.2　燃气电磁阀116
3.14.3　电磁阀工作原理116
3.14.4　电磁阀规格型号117
3.14.5　常用电磁阀举例117
3.14.6　气动安全切断阀129
3.14.7　气体燃料安全切断阀要求130
3.15　阀门检漏装置130
3.15.1　阀门检漏仪130
3.15.2　阀门检漏仪种类130
3.15.3　阀门检漏原理131
3.15.4　阀门检漏装置要求134
3.16　燃气调压阀134
3.16.1　调压阀技术性能134
3.16.2　调压阀结构135
3.16.3　调压阀弹簧选择135
3.16.4　燃气压力调节器的要求135
3.17　燃气过滤器136
3.17.1　燃气过滤器结构136
3.17.2　燃气过滤器技术性能136
3.17.3　燃气过滤器连接方式136
3.17.4　过滤器压差137

第4章　燃烧器安装与调试 138
4.1　燃烧器的安装139
4.1.1　燃烧器安装的基本要求139
4.1.2　燃烧器的安装环境139
4.1.3　燃烧器本体安装 139
4.1.4　燃气管路的安装140
4.1.5　燃烧器阀组安装140
4.1.6　电气安装141
4.2　点火调试前的检查141
4.2.1　燃烧器检查141
4.2.2　供热系统、燃气系统、供风系统检查142
4.2.3　冷态调试142
4.3　燃烧器点火调试142
4.3.1　首次点火运行前的调整142
4.3.2　燃烧器点火调试143
4.3.3　燃烧器的负荷调试144
4.3.4　电子比例调节举例146
4.4　燃烧器常见故障213
4.4.1　燃气燃烧器213
4.4.2　燃油燃烧器215
4.5　安全风险防范及措施217
4.5.1　安全风险防范217
4.5.2　安全禁令217
4.5.3　燃气泄漏应急措施217
4.5.4　燃烧器及周边着火应急措施218
4.6　低氮燃烧器调试安全风险218

第5章　燃烧器安全技术 219
5.1　燃烧器涉及的法律法规及标准220
5.1.1　国外燃烧器标准和国内燃烧器法规、标准220
5.1.2　GB/T36699中安全规范及要求220
5.2　燃烧器安全技术基础221
5.2.1　气体燃料爆炸极限221
5.2.2　气体燃料爆炸条件222
5.3　事故案例222
5.4　现场调试、运行维护中常见的安全问题225
5.4.1　燃烧器、燃气管路系统常见的安全问题225
5.4.2　燃烧器运行中常见的安全问题226
5.4.3　燃烧器安装、调试、运行基本原则227

参考文献 228