机械制造工艺与机械设备加工工艺探讨

机械制造工艺与机械设备加工工艺探讨

丁国庆

（徐州燃烧控制研究院有限公司 江苏徐州 221000）

摘要：本研究围绕XSQ-QM型风道燃烧器的设计、功能及其在锅炉系统中的应用进行详细分析。风道燃烧器作为一种高效的燃油供热设备，主要由双强油枪、高能点火枪、油火检和燃烧筒等部分组成，其特点包括机械雾化的燃油供应方式和分级低压强制配风技术，这些技术保证了高达99%的燃尽率和优秀的环境适应性。通过本研究，对风道燃烧器的工作原理、结构特点及关键技术参数进行了系统的梳理和实验验证，以评估其在现代工业锅炉中的应用潜力及改进方向。

关键词：风道燃烧器；机械雾化；高能点火；燃烧效率；锅炉系统

引言：

在工业生产和能源转换过程中，锅炉作为关键设备，其效率和安全性常常受到燃烧系统设计的直接影响。XSQ-QM型风道燃烧器采用了创新的机械雾化和分级配风技术，不仅提升了燃烧效率，还显著降低了能源消耗和环境污染。本文旨在通过对该燃烧器设计和功能的深入分析，探讨其在现代工业应用中的价值和改进潜力。

一、风道燃烧器的设计与功能解析

在对XSQ-QM型风道燃烧器的设计与功能进行详细解析时，需特别关注其为工业锅炉系统提供的关键技术优势。该燃烧器由徐州燃烧控制研究院有限公司开发，旨在提供高效且环境友好的燃烧解决方案。风道燃烧器的设计主要围绕提高燃烧效率和确保火焰稳定性展开，通过采用双强油枪和高能点火枪，配合先进的燃油机械雾化技术和分级配风系统，实现了高燃尽率和低排放目标。风道燃烧器的核心组成包括双强油枪、高能点火枪、油火检测系统和燃烧筒。双强油枪的设计采用机械雾化方式，这种方式相较于传统的气雾化有着更为简单的结构和更高的可靠性。雾化过程中，1MPa压力的轻柴油首先通过分油盘，随后进入旋流片，通过旋流片的高速旋转作用，油流被强力雾化成中空锥型油薄膜。

这种设计不仅提高了燃料的雾化质量，还通过精细控制燃料与空气的混合比，优化了燃烧过程，使火焰燃烧更加充分。高能点火枪的引入为风道燃烧器的可靠启动提供了技术保障。这种点火枪采用低压电容放电技术，具有火花能量大、启动可靠的特点。配合XDH-20点火器和XDZ点火枪，该点火系统能够在不同环境和不同燃料条件下保证快速且稳定的点火【1】。在点火过程中，高能电弧火花直接点燃油枪，确保了即使在较低的环境温度或是不同燃料特性下也能迅速启动燃烧器。燃烧筒的设计与配风筒相结合，进一步优化了燃烧效率。燃烧筒内壁设有多层气膜保护层，这一设计不仅保护了燃烧筒免受高温火焰的直接侵蚀，还通过分级低压强制配风技术，根据燃烧不同阶段的需求逐步提供所需的风量，从而使燃油和助燃空气的混合更为均匀，燃烧过程更为稳定。

二、风道燃烧器的实验评估与应用

XSQ-QM型风道燃烧器在工业应用前的实验评估主要聚焦于验证其设计特点、性能指标以及实际应用的适应性和可靠性。为了确保该燃烧器满足现代工业锅炉的高效和环保需求，进行了一系列综合测试，包括燃烧效率测试、排放测试、耐久性和稳定性测试。实验中采用的测试设备和方法都符合国际标准，确保了测试结果的准确性和可靠性。在燃烧效率的测试中，考察了风道燃烧器在不同操作条件下的燃烧完全性。通过测定燃烧后的废气中未燃尽的氧含量，评估了燃烧器的燃尽率。

实验显示，在标准操作压力和温度条件下，XSQ-QM型燃烧器的燃尽率高达99%以上，显示了其优越的燃烧性能。此外，配风筒的设计使得燃烧更加充分，火焰更加稳定，显著提高了热效率。排放测试关注的是燃烧过程中产生的有害气体和颗粒物的排放量，如氮氧化物、硫氧化物和颗粒物【2】。通过在燃烧器出口安装排放监测装置，定期记录不同运行阶段的排放数据，以评估其环境影响。测试结果表明，得益于高效的机械雾化和精确控制的配风技术，XSQ-QM型燃烧器的排放水平远低于国家环保标准，特别是在氮氧化物和硫氧化物的排放控制上表现出色，有效减少了环境污染。

耐久性和稳定性测试则是通过长时间的连续运行来模拟燃烧器在实际工况下的表现。这些测试旨在检测燃烧器各个组件的耐磨损性和长期稳定性，确保燃烧器能在复杂的工业环境中可靠工作。测试结果显示，XSQ-QM型燃烧器的构件，特别是高能点火枪和双强油枪，在高负荷和高温条件下仍能保持良好的性能，没有显著的性能退化。以上实验评估结果均表明，XSQ-QM型风道燃烧器不仅在理论设计上先进，其实际应用中也能展现出高效、环保和可靠的特点。这些特性使其在现代工业锅炉中的应用具有显著的竞争优势，为用户提供了一个高效节能和环境友好的燃烧解决方案。以下是一个展示XSQ-QM型风道燃烧器在不同操作参数下燃烧效率和排放测试结果的表格。

表1：XSQ-QM型风道燃烧器操作参数与测试结果对比表

表中的数据展示了在不同的操作条件下，XSQ-QM型风道燃烧器如何维持高燃尽率的同时，控制有害气体的排放，这些实验数据为该燃烧器的工业应用提供了坚实的科学依据。

三、风道燃烧器的优化与未来展望

XSQ-QM型风道燃烧器经过实验验证与工业应用表明，其设计与性能已达到高标准的工业需求。然而，随着环保法规的日益严格和能源效率要求的不断提升，对风道燃烧器的优化和技术升级提出了新的挑战和需求。未来的研发方向不仅需要聚焦于提升燃烧效率和降低环境影响，还应包括智能化控制系统的集成以提高操作的灵活性和安全性。在技术优化方面，燃烧器的未来设计将进一步集中于提高燃料的适应性，允许使用多种类型的燃料而不仅限于标准的轻柴油。这一点在国内的一个重要案例中得到了体现，位于江苏省的一家大型钢铁厂成功将XSQ-QM型风道燃烧器应用于炼钢炉的加热过程中，该厂的技术团队对燃烧器进行了调整，使其能够使用从工业过程中回收的废气作为替代燃料。这不仅降低了运行成本，同时也减少了工业废弃物。

进一步的技术创新还包括燃烧效率的提升。通过改进油枪的设计和优化雾化过程，可以实现更细致的燃油雾化，从而提高燃烧的均匀性和完整性。此外，对配风筒的进一步研究，尤其是在风量控制和风速分布方面的优化，将进一步提升燃烧效率，同时降低NOx和其他有害物质的生成【3】。未来展望中，智能化技术的融合是提升风道燃烧器性能的关键。通过集成先进的传感器和控制系统，燃烧器将能够实时监控其运行状态，自动调整操作参数以适应变化的环境条件和燃料特性。这种智能化操作不仅提高了系统的可靠性和安全性，还能通过精细的调节优化燃烧过程，从而达到节能减排的目的。例如，华东地区某电力公司在其热电联产单位中引入了智能控制的XSQ-QM型风道燃烧器，通过系统的数据分析和智能调控，实现了燃烧效率的最优化，有效降低了运营成本并提升了能源转换效率。

结语：

在深入研究和分析XSQ-QM型风道燃烧器的设计、功能及其实验评估后，我们得以认识到该燃烧器在提升燃烧效率、降低环境影响方面的显著优势。通过优化油枪设计和配风系统，此型燃烧器不仅确保了高达99%以上的燃尽率，还显著降低了有害排放物的生成，特别是在氮氧化物和硫氧化物的控制上表现出色。展望未来，将燃烧器技术与智能化系统的融合视为重要发展方向，旨在通过实时监控和自动调整操作参数来进一步提升燃烧效率和环境适应性。随着环保法规的日益严格和能源效率要求的提高，对风道燃烧器的持续优化和技术革新将是必然趋势，以确保其在未来工业应用中的竞争力和可持续性。

参考文献：

[1]廖伟辉,阮志龙,吕兴城,等.燃烧器偏转解决对冲燃烧锅炉高温腐蚀及颗粒冲刷技术研究[J].热力发电,2023,52(07):191-199.

[2]王卫华.燃油式风道加热器的应用及故障分析[J].青海电力,2022,41(03):50-53.

[3]赵克林.模块锅炉排管式燃烧器高效燃烧及低氮特性数值研究[D].郑州大学,2021.