關於燃燒器

  • 燃燒三要素是什麼?

    燃燒三要素是什麼?
    氧氣
    燃料燃點,缺一不可。

    氧氣:
    氧氣是助燃劑,沒有氧氣無法持續燃燒,如同國高中理科實驗做過的,在氧濃度高的地方,火焰燃燒的越旺盛,一方面燃料也消耗的越劇烈。

    燃料:
    日常生活的木柴、烤肉用的木炭、生火煮飯用的瓦斯都是燃料的範疇,透過燃燒燃料,提供熱量給設備使用,每一份燃料能提供多少熱量,我們稱「熱量/單位」為熱值。
    例如每立方米天然氣能提供9,700 kcal的熱量,就稱此種天然氣的熱值為9,700 kcal/m3。
    同類型燃料能提供的熱值不一定相同,參考中油事業部提供燃料種類天然氣NG1、天然氣NG2。

    燃點:
    燃點就是火源,每種燃料需求的燃點溫度不同,壓力也會影響燃點改變,這邊以一大氣壓舉例,如一般工業柴油需求燃點約為350~380℃,天然氣燃點約650℃。
    燃點怎麼製造呢?打火機透過打火石磨擦產生火星、燃燒設備則大多以高壓電弧產生1100℃左右的溫度來製造燃點,這就是為什麼瓦斯用的熱水器要裝電池或插電了。

    滿足了這三個要素的存在,才可以完成生成火焰的使命。
  • 什麼是燃燒器?

    燃料空氣噴出混合燃燒的裝置,可以把它比擬為車子的引擎,提供鍋爐源源不絕的動力。

    廣義的燃燒器概念,如:打火機、熱水器、煮飯用的瓦斯爐都是燃燒器的一種。
    按類型和套用領域分成,工業燃燒器、燃燒機、民用燃燒器、特種燃燒器等幾種。
    除了使用用途區分外,我們更常以使用燃料來區分,現今常見的有瓦斯燃燒器、柴油燃燒器、雙燃料型燃燒器等。

    作為一種自動化程度較高的機電一體化設備,燃燒器的功能可分為五大系統:

    a.送風系統 b.點火系統 c.監測系統 d.燃料系統 e.電控系統
  • 什麼是燃燒效率?

    燃燒效率,為完全燃燒程度之指標。
    當CO濃度為 0 ppm時,燃燒效率=1,表示完全燃燒。
    燃燒效率會因為燃料的性質而有所不同,也根據現場工程師調整的提供氧量有所不同。
  • 燃燒效率的提升

    燃燒效率基於種種因素會影響效率值的變化,不管是燃料的供給、風量的調配、甚至是鍋爐燃燒室的尺寸、海拔地理位置,這些因素都會影響到燃燒的效率及後端排放污染物的產生。
    燃燒主要由前次提到的「燃燒三要素」控制,當「燃點」完成引燃後,最主要的調配就落到「氧氣」供應及「燃料」的供應。

    氧量不足,給予的氧分子不夠時,氧分子跟多餘的碳不好結合,進而拆解氧分子,導致CO的產生,也就是前次有提到的「燃燒不完全」。
    在「燃燒三要素」也有提到,氧量增加會使燃燒的火焰更加劇烈,但也會加速燃料的消耗,對於節省燃料為主的工業來說,其實是不樂見的

    根據使用的燃燒器控制方式不同,工程師會有不一樣的調整方式。
    這邊以電子比例式為例,在實際使用前,工程師會於控制器中預設燃燒曲線,也就是預設風量調節閥開度(風門)及燃料調節閥的開度(瓦斯閥門),讓燃燒機在運轉狀態中開大關小有跡可循,配合工程師現場狀況調整風門及瓦斯閥門的角度,來製造最「適切」的燃燒效率。
    與鍋爐效率不同,燃燒效率毋須加購裝置或換新設備,效率調整僅在現場就能做到,但還是會根據現場設備的性能有所受限。
    早期的工程師依據自身經驗,透過火焰的顏色形狀去調整燃燒的效率值及排放物的產出,燃燒效率端憑老師傅的經驗決定。
    現今工程師大多配備有燃燒效率分析儀來輔助調整,效率值變得比較科學及可視化,也更能掌握燃燒後的產出物。

    什麼能夠定義燃燒效率呢?基礎來說,我們只要提供足夠的氧氣量,讓燃燒的炭基能夠與氧氣完全結合,產出CO2,就是達到燃燒效率100%
    進一步定義燃燒效率好壞,可以用我們方才有提到的「氧氣量」,也就是業界所說的O2值,這邊的O2值,並非指源頭供給的氧氣量,而是指燃燒過後煙氣所殘留下來的O2殘量,這個數值可透過燃燒效率分析儀做驗證。
    怎麼樣才是最「適切」的燃燒效率呢? 舉常見燃料天然氣來說,最適切的O2殘餘量落在3-6%,據統計在3%左右的殘餘氧量,可以實際降低燃料的浪費。燃油則是6%左右。
    順帶一提,法規基礎檢驗各項污染產出的O2值設定在6%,會用6%的基礎值來檢驗各項污染物的產出值。

    調整其實並非一件容易的事,風量過大容易導致熄火,風量過小也容易導致熄火,並會造成燃料於爐膛內蓄積,造成危險,還請調整的時候拜託專業的燃燒機/鍋爐廠家委派工程師做調節。
    燃燒效率也會因季節的不同有所改變,主要是因為進入燃燒機的空氣溫度改變,導至進入的氧含量有變化,由於熱脹冷縮的緣故,同樣的機器在相同環境下的燃燒曲線設定,所得的O2殘值在冬天較高,夏天較低。
    也會因為風門、瓦斯閥門年久未保養,導致運轉誤差,進一步影響燃燒效率。

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