为了满足加工行业的需求,高负荷燃烧器被开发出来,以满足在负荷摆动期间仍然在线的燃烧器,并且可以快速改变燃烧率以满足新的负荷要求。
通常情况下,在低负荷时,燃烧器会自行关闭,容器中的蒸汽量将处理小的蒸汽需求量。当主蒸汽负载回来时,低氮燃烧器会启动并调节到一个较高的速率来处理新的负载。问题是需要花费大约2分钟的时间才能完成安全启动程序,然后达到高速蒸汽,到那时蒸汽压力可能下降到这个过程不能正常工作的程度。HTD燃烧器在这些低负载下不能循环,但仍然在运行,随着负载的增加,它会立即调整到更高的速率以匹配负载并保持蒸汽压力。这确保蒸汽压力保持恒定并支持工艺要求。
对于过程工业而言,这是首要的考虑因素,因为保护过程的成本远远超过蒸汽产生的成本。对于其他应用程序,还有一些好处可以使这个刻录机非常有吸引力。最常见的项目是简单的成本回报,通过减少开关循环。每次燃烧器启动时,必须清除炉子(作为安全措施,清除可能从泄漏的气体阀门进入的任何燃料气体)约90秒,其中迫使大量空气通过容器清理可能在炉内的燃料气体。
当这种冷空气通过容器时,它被锅炉加热到与蒸汽或热水的温度大致相同的温度,然后这个吹扫空气被排出堆放到环境中。加热这种吹扫空气的能量消失了,当低氮燃烧器重新启动时,它将需要弥补这个损失的能量加上负载所需的能量。这种开关循环可以每小时发生20次,并且可能成为应用程序的主要能量损失来源。使用高对比燃烧器可以大大减少或消除开关循环和相关的能量损失。燃烧器厂家应该很明白这一点!
除频繁开关循环造成的能量损失外,频繁的开关循环也会造成元件磨损,从而增加了维护成本,降低了设备的可靠性。每次由于开关量大而导致组件失效时,燃烧器将不允许运行,并且必须在设备启动之前进行修理。如果该过程依赖于锅炉低氮燃烧器组件,则可以关闭设施。如果机组保持开启状态,则安全控制阀,燃烧风扇电机和其他部件不会快速循环。在所有这些项目中,来自开关循环的磨损将快速缩短部件寿命,而正常操作不会缩短部件寿命。
频繁的开关循环也可能导致炉子高温区域组件的更快衰退。正常的火焰温度在2500°F左右,靠近火焰的成分也会处于相对较高的温度。这些部件(通常是钢,不锈钢和耐火材料)可以无限期地忍受这些高温,没有问题,但是频繁的加热和冷却会由于热冲击或应力而导致过早失效。当材料在短时间内经历非常大的温度变化时,会发生热冲击或应力。
每当燃烧器循环开启和关闭时,都会发生这种情况,在一瞬间暴露在2500℉的火焰温度下,瞬间被吹扫循环中的冷空气击中。在启动时,在材料通过延长的预吹扫过程冷却的情况下发生相反的情况,然后立即用2500度的火焰击中。例如,不锈钢扩散器不能以均匀的方式加热,因此外表面首先变热,并在受热时膨胀。内部材料仍然是冷的,并没有扩大,所以这两个膨胀率的差异导致材料内部的高应力水平,导致疲劳开裂并最终导致材料失效。较小的单位可以处理更频繁的开关循环,只是因为他们的小尺寸提供有限的扩张和收缩。大型单位不应该频繁的开关机。除了热应力外,较大的电机不能容忍频繁的开关循环。