脈沖燃燒技術(shù):是按一定的控制程序輪流燃燒實現(xiàn)燃燒控制技術(shù),該控制系統(tǒng)是通過控制燒嘴的燃燒時序時間來控制天然氣爐的溫度,由于它具有動態(tài)性能好,控制溫度波動小,節(jié)約燃料等優(yōu)點,從節(jié)能和減少大氣污染的角度,相關(guān)研究具有重要意義,因而得到了廣泛的重視和應(yīng)用。我國自20世紀90年代初開始引進這項新技術(shù),經(jīng)實際應(yīng)用驗證,效果良好且具有推廣價值。
脈沖燒嘴具有燃燒效率和熱效率高,在化學(xué)當(dāng)量比附近,其燃燒效率接近100%。燃燒室燃燒強度是普遍燃燒器的3—7倍,高達58000KW/m3,故脈沖燃燒器組成的加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單而緊湊、體積小、制作成本低。正常運行時不需外界能量且燃燒強度大。傳熱系數(shù)高,污染物排放量低;該技術(shù)能保證整個天然氣爐始終處于均勻燃燒狀態(tài),此時,對于傳統(tǒng)控制,需讓所有燒嘴同時刻兩組燒嘴交替進行燃燒,由于每個燒嘴的燃燒頻率不同,而每個燒嘴可控制在最佳燃燒狀態(tài),有利于整個爐膛均勻加熱,當(dāng)某個燒嘴處于高速強燃狀態(tài)時,其氣流擾動相當(dāng)于中等燃燒的5—10倍,將達到強化爐內(nèi)傳熱的目的,故其傳熱系數(shù)很大。脈沖燃燒具有較高的脈動頻率,燃燒室和尾管的氣流有很強的脈動性,可嚴重破壞氣流的傳熱邊界層,同時顯著增強了傳熱邊界層氣流的擾動,進而在脈沖燃燒周期中有部分時間產(chǎn)生高速氣流,故有利于爐內(nèi)的對流傳熱。
由于脈沖燒嘴加熱效率非常高,且在超聲作用下進行,燃氣與空氣混合均勻,空燃比目前其他燃燒裝置高10%左右。脈沖燃燒有利于控制燒嘴的火焰形態(tài)如高速、平焰和輻射管等。各種燒嘴的理想熱火焰特點都可以在燒嘴最大燃燒速度時獲得。因此脈沖燃燒可讓每個燃燒器工作在最佳特征,這是用于各種窯爐包括間接燃燒的窯爐。由于脈沖燃燒過剩空氣量少,天然氣和空氣混合劇烈而導(dǎo)致快速燃燒與快速熄火,故NOx的排放量僅為普通燃燒器的50%。
脈動燒嘴的主要缺點也是不容忽視的缺點為振動和噪聲問題。噪聲大,需要安裝消音設(shè)備。因脈動沖燃燒器只有在一定的熱負荷范圍內(nèi)才能保持良好的運行穩(wěn)定性和CO排放量,因而其調(diào)節(jié)比小。由于脈沖振動而導(dǎo)致設(shè)備提前損壞的可能性較大。