脉冲燃烧技术:是按一定的控制程序轮流燃烧实现燃烧控制技术,该控制系统是通过控制烧嘴的燃烧时序时间来控制天然气炉的温度,由于它具有动态性能好,控制温度波动小,节约燃料等优点,从节能和减少大气污染的角度,相关研究具有重要意义,因而得到了广泛的重视和应用。我国自20世纪90年代初开始引进这项新技术,经实际应用验证,效果良好且具有推广价值。
脉冲烧嘴具有燃烧效率和热效率高,在化学当量比附近,其燃烧效率接近100%。燃烧室燃烧强度是普遍燃烧器的3—7倍,高达58000KW/m3,故脉冲燃烧器组成的加热装置结构简单而紧凑、体积小、制作成本低。正常运行时不需外界能量且燃烧强度大。传热系数高,污染物排放量低;该技术能保证整个天然气炉始终处于均匀燃烧状态,此时,对于传统控制,需让所有烧嘴同时刻两组烧嘴交替进行燃烧,由于每个烧嘴的燃烧频率不同,而每个烧嘴可控制在最佳燃烧状态,有利于整个炉膛均匀加热,当某个烧嘴处于高速强燃状态时,其气流扰动相当于中等燃烧的5—10倍,将达到强化炉内传热的目的,故其传热系数很大。脉冲燃烧具有较高的脉动频率,燃烧室和尾管的气流有很强的脉动性,可严重破坏气流的传热边界层,同时显著增强了传热边界层气流的扰动,进而在脉冲燃烧周期中有部分时间产生高速气流,故有利于炉内的对流传热。
由于脉冲烧嘴加热效率非常高,且在超声作用下进行,燃气与空气混合均匀,空燃比目前其他燃烧装置高10%左右。脉冲燃烧有利于控制烧嘴的火焰形态如高速、平焰和辐射管等。各种烧嘴的理想热火焰特点都可以在烧嘴最大燃烧速度时获得。因此脉冲燃烧可让每个燃烧器工作在最佳特征,这是用于各种窑炉包括间接燃烧的窑炉。由于脉冲燃烧过剩空气量少,天然气和空气混合剧烈而导致快速燃烧与快速熄火,故NOx的排放量仅为普通燃烧器的50%。
脉动烧嘴的主要缺点也是不容忽视的缺点为振动和噪声问题。噪声大,需要安装消音设备。因脉动冲燃烧器只有在一定的热负荷范围内才能保持良好的运行稳定性和CO排放量,因而其调节比小。由于脉冲振动而导致设备提前损坏的可能性较大。