? 在燃用各種燃料的燃燒裝置中,除了勾燃機的柴油機采用壓燃著火外,其他均需采用點火裝置才可以著火燃燒。由于被點火燃燒裝置燃用的燃料不同,點火器工作條件與要求不同,至今已經(jīng)應(yīng)用十多類燃燒裝置的點火方式及點火噴嘴裝置。 點火方式及噴嘴種類很多,我們列出了2大類主要點火方式以及它們所包含各種點火裝置特點及其應(yīng)用。 一、直接點火方式 直接點火方式是采用點火器(噴嘴或火花塞)直接點燃主燃料的方式。噴嘴上放出火花能量是點火線圈(點火變壓器)提供的,目前已有低能和高能點火裝置。低能點火裝置的點火電壓也有高低差別,但它們的火花能量很小(僅幾十毫焦),點火頻率很高??梢耘溆瞄g隙火花噴嘴(火花塞)、沿面電嘴(沿電嘴頭部的陶瓷表面放電)、電蝕噴嘴(滑電蝕層表面放電)。前一種電嘴廣泛應(yīng)用于小型燃油(輕油)燃氣工業(yè)爐、鍋爐、汽油機和燃氣機燃燒裝置的點火;后兩種在前蘇聯(lián)航空發(fā)動機上采用。 高能點火裝置是為了適應(yīng)航空發(fā)動機高空狀態(tài)下,且低溫、低壓惡劣條件下直接再點火要求而研制的。再點火即發(fā)動機在高空偶然熄火時,不必降低太多高度(有再點火高度規(guī)定)就可重新點火啟動,因此必須具有很大點火能量才能可靠。高能點火裝置采用電感或電容儲能方式,多為電容式。一般配用半導(dǎo)體噴嘴,它是在噴嘴頭部鋃嵌半導(dǎo)體材料,在半導(dǎo)體表面釋放高能火炬。半導(dǎo)體噴嘴克服了間隙火花電嘴受高空低氣壓下放電能量下降,以及電極污染(沾油或積炭)影響放電的弊端。日前已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機燃燒室,同時也被燃用柴油、重油的大型工業(yè)爐和鍋爐燃燒器采用。為滿足汽車發(fā)動機向高轉(zhuǎn)速、高壓縮比、大功率、低油耗和低排放的發(fā)展,也采用較高點火能量的電子點火裝置,點火能量可達100MJ。 二、間接點火方式 間接點火方式是先用電嘴點燃點火燒嘴(或稱預(yù)燃室)內(nèi)燃料,形成火舌,然后再點燃主燃料,因此又稱為多級點火或火炬點火。間接點火與直接點火相比,它的點火能量特別大,可咀用于燃用難于點燃的燃料的燃燒器,如大型燃用煤粉,煤漿的工業(yè)鍋爐燃燒裝置;也可用于點火條件特別惡劣的情況下,如航機高空點火時不采用高能點火裝置,可采用低能點火裝置先點燃工作條件較好的預(yù)燃室,再去點燃燃燒室或加力燃燒室。另外在燃用煤粉的工業(yè)爐中,不僅用點火噴嘴作為點火源,而且也在鍋爐低負荷、爐溫過低時用來維持煤粉火炬的穩(wěn)定燃燒。煤粉爐的點火燒嘴(或稱油輪)的最小容量(能量)約為主燃料噴口設(shè)計輸入熱功牢的1%-2%,約為580kw(2l00mJ/h)以上。典型的煤氣點火燒嘴在點火燒嘴內(nèi)安裝有火焰棒,可以作為熄火監(jiān)視、報警的安令裝置。 煤粉爐在冷爐啟動時,用于點火的耗油量一般每小時約為鍋爐額定燃燒發(fā)熱量的1/3,須持續(xù)數(shù)小時,待爐膛各處均達到高溫后,才能切換成燒煤粉,因此耗油量相當(dāng)可觀。因此可見,開發(fā)少用或不用油的煤粉點火燃燒器是十分必要的,所示即為清華大學(xué)開發(fā)的帶預(yù)燃室的煤粉燃燒器。它采用了旋流數(shù)S=0.28的低旋流強度一次風(fēng),在一次風(fēng)、預(yù)燃室的進口錐形端蓋和根部內(nèi)二次風(fēng)的共同作用下,形成了特殊的煤粉濃度和溫度分布,在返流區(qū)邊緣形成集中富煤粉著火源,保證了煤粉氣流的直接、穩(wěn)定點燃,并且與爐膛內(nèi)空氣分級燃燒相結(jié)合,又有效地抑制了NO的生成。在航空燃氣輪機的燃燒室和加力燃燒室上采用的問接點火器也稱為預(yù)燃室,其結(jié)構(gòu)形式和具體方案也有多種。 我們示出的一般燃燒室上采用的預(yù)燃室,在其半球形殼體內(nèi)安裝有啟動噴嘴(一般小流量的單路壓力霧化噴嘴)和點火電嘴(一般為低能點火裝置及電嘴),有的還有補氧噴嘴以提高再點火高度(如WP7補氧后再點火高度由9km增至12km)。點火器安裝在燃燒室外機匣上,從裙部小孔進入環(huán)道空氣,其噴嘴噴出的火舌進入燃燒室頭部區(qū)。我們示出的是法國阿都斯特發(fā)動機采用的點火器,它將啟動噴嘴(直射式噴嘴)與點火電極組合在一個圓管內(nèi),也是管壁下部小孔引入空氣.同樣可以產(chǎn)生一個火炬。 ? |
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