노후된 가열로 버너를 가장 저렴한 수입 장치로 교체한 중국 동부의 한 단조 공장을 생각해 보십시오. 3개월 이내에 작업자는 매주 노즐과 전극 조립체에서 탄소를 긁어냈고 용광로는 흡수 온도에 도달하는 데 20분의 추가 시간이 필요했으며 천연가스 소비량은 11% 증가했습니다. 버너에는 결함이 없었습니다. 그것은 단지 그 용광로에 맞지 않는 버너였을 뿐입니다.
그 패턴은 모든 크기의 식물에서 반복됩니다. 가열로 버너 선택은 예비 부품 구매가 아닌 프로세스 엔지니어링 결정입니다. 버너는 연료 흐름, 화염 형태, 화로 내부의 열 분포를 제어하며, 이 세 가지 변수가 제품 품질과 연비의 상한선을 설정합니다. 이 가이드에서는 산업용 가열로 버너의 작동 방식, 이를 가열로에 맞추는 방법, 대부분의 서비스 요청을 유도하는 고장 모드, 최신 저NOx 및 다중 연료 설계에서 얻을 수 있는 효율성 향상을 다룹니다.
금속 열간 작업용 산업용 가열로 버너 이 버너는 저NOx 연소 및 폐열 회수 기능을 갖춘 완전한 가열로 시스템의 일부로, 단조 및 열처리 공정에서 균일한 온도 제어를 지원합니다. 제품보기 → 가열로 버너에는 연료 계량, 정확한 비율로 연소 공기 공급, 혼합물 점화, 전체 점화 범위에 걸쳐 화염 안정화의 네 가지 작업이 있습니다. 가스 버너에서는 연료가 가스 트레인을 통해 유입되어 버너 본체 내부 또는 화염 전면에서 공기와 혼합됩니다. 액체 연료 버너에서는 먼저 연료를 미세한 물방울로 분무하여 각 물방울이 빠르게 증발하고 연소되도록 해야 합니다. 고체 연료 버너는 미분탄이나 바이오매스를 공기 흐름으로 운반하고 화염 구역에 입자를 부유시킵니다.
불꽃 모양은 불꽃 온도만큼 중요합니다. 짧고 덥수룩한 불꽃이 벽 가까이에 열을 발산합니다. 길고 게으른 불꽃은 열을 챔버 깊숙이 전달합니다. 불꽃이 충전재에 닿으면 국부적인 과열, 스케일 및 표면 결함이 발생합니다. 화염이 버너에서 떨어지면 맥동, CO 스파이크 및 연료 낭비가 발생합니다. 이것이 바로 동일한 버너 모델이 3미터 챔버와 9미터 챔버에서 다르게 작동할 수 있는 이유입니다.
최신 산업용 버너에는 화염 감시, 점화 전극 및 연소 공기 팬도 포함되어 있으며 시동 순서 및 트립 논리를 위해 버너 관리 시스템(BMS)과 인터페이스합니다. 버너가 더 큰 공정 라인의 일부인 경우 이러한 제어는 연소 자체만큼 중요해집니다.
가열로에 대한 실질적인 선택은 일반적으로 가스, 액체 연료, 고체 연료 또는 둘 이상의 조합으로 귀결됩니다. 각 제품군에는 고유한 연료 처리 하드웨어 및 화염 특성이 있습니다.
| 버너 유형 | 연료 | 일반적인 임무 | 주요 이점 | 주요한계 |
|---|---|---|---|---|
| 가스 연료 버너 | 천연가스, LPG, 합성가스 | 열처리, 단조, 어닐링 | 깨끗한 불꽃, 넓은 턴다운 | 안정적인 가스 공급이 필요합니다 |
| 액체 연료 버너 | 경유, 중유, 폐유 | 원격 플랜트, 백업 임무 | 높은 에너지 밀도, 현장에 저장됨 | 원자화 및 연료 가열 필요 |
| 고체연료버너 | 미분탄, 바이오매스 | 대형 가마, 건조기 | 낮은 연료비 | 재 처리 및 밀링 시스템 |
| 다중 연료 버너 | 가스, 오일, 고체 조합 | 가변적인 연료 공급을 갖춘 플랜트 | 연료 switching to follow prices | 더 복잡한 컨트롤 |
| 저NOx버너 | 가스 또는 오일 | 배출 규제 지역 | 별도의 처리 없이 NOx 감소 | 화염에 집결 구역이 필요합니다. |
연소가 깨끗하고 턴다운이 넉넉하기 때문에 가스 버너가 열처리와 단조를 지배합니다. 액체 연료 버너는 가스 공급이 중단되거나 공장이 중유를 가격에 구매하는 곳에 나타납니다. 고체 연료 버너는 이미 연료 준비가 완료된 대형 가마 및 건조기로 제한됩니다. 다중 연료 버너는 에너지 가격이나 계약상의 가스 가용성에 따라 연료를 전환하는 공장에서 일반화되고 있습니다.
버너가 아닌 프로세스부터 시작하십시오. 용광로 연소 속도 범위, 듀티 사이클(배치 또는 연속), 사용 가능한 연료 및 지역 배출 제한을 기록합니다. 그런 다음 다음 6가지 기준에 따라 버너 제안을 평가합니다.
처음에 이러한 6개 입력을 올바르게 설정하는 것이 나중에 잘못된 버너를 조정하는 것보다 저렴합니다. 다른 화염 길이 또는 공기 비율 시스템을 개조한다는 것은 일반적으로 새로운 내화물, 새로운 배관 및 몇 주간의 공정 중단을 의미합니다.
대부분의 버너 고장은 갑작스러운 것이 아닙니다. 이는 점진적이며 연료 소비 증가, 그을음 또는 점화 문제를 통해 스스로를 알립니다. 세 가지 실패 모드가 대부분의 서비스 호출을 설명합니다.
노즐과 전극 조립체의 탄소 오염. 이는 액체 연료 버너의 전형적인 실패입니다. 이는 일반적으로 연료 온도가 너무 낮거나, 실제 발사 속도에 비해 노즐이 너무 크거나, 연소 공기 공급이 떨어지기 때문에 분무 품질이 떨어질 때 발생합니다. 해결책은 더 자주 청소하는 것이 아닙니다. 탄소 형성이 중단되도록 원자화 및 공기 설정을 수정하는 것입니다.
간헐적인 점화. 노크를 누르거나 재시도를 반복한 후에만 불이 켜지는 버너는 화염 센서가 더럽거나, 전극 간격이 표류했거나, 점화 변압기가 약하다는 뜻입니다. 올바른 테스트 키트를 사용하면 5분 안에 진단할 수 있지만 버너 결함으로 처리하고 장치 전체를 교체하면 비용이 많이 듭니다.
버너 본체의 녹 및 부식. 일반적으로 습기가 원인입니다. 화로 도어 씰의 누출, 연소 공기 덕트의 응결 또는 연료 트레인의 우회 배출 등입니다. 버너 내부의 녹은 공기 통로를 왜곡시키고 금속이 파손되기 오래 전에 불꽃 모양을 바꿉니다. 다음 기사에서 이러한 각 오류 모드와 진단 순서에 대해 자세히 설명합니다. 가열로 버너가 실패하는 이유 .
과잉 공기는 용광로 작업자가 사용할 수 있는 가장 큰 효율성 요소입니다. 용광로에 유입되는 모든 과잉 공기 분자는 열을 운반하는 스택을 통해 빠져나갑니다. 공기가 50% 과잉일 때, 900°C 근처에서 작동하는 용광로의 연도 가스 손실은 공기가 10% 과잉일 때의 손실보다 대략 두 배가 될 수 있습니다. 균형추는 불완전 연소입니다. 공기가 너무 적으면 CO, 그을음 및 미연소 연료가 생성됩니다. 작동 창이 좁기 때문에 배가스 산소 트림이 산업용 가열로 버너의 표준 업그레이드입니다. 완전한 효율성 계획은 버너 설정, 용광로 압력 제어 및 충전 일정을 결합해야 하며 이에 대한 실제 단계를 수집했습니다. 가열로 버너 효율 가이드 .
NOx는 두 번째 제약 조건입니다. 대부분의 산업용 가열로에서 NOx는 높은 화염 온도에서 반응하는 연소 공기의 질소로부터 형성됩니다. 두 가지 설계 반응은 연소 공기의 일부를 지연시켜 최대 화염 온도를 낮추는 스테이징과 화염을 희석시키는 연도 가스 재순환입니다. 둘 다 열 방출을 희생하지 않고 NOx를 줄입니다. 배출 제한이 적용되는 공장의 경우 저NOx 버너를 먼저 선택하는 것이 나중에 선택적 촉매 또는 비촉매 환원을 추가하는 것보다 훨씬 저렴합니다. 왜냐하면 업스트림 장비와 덕트 장치가 이미 화염에 적합한 크기이기 때문입니다.
연소가스 재순환 기능을 갖춘 저NOx 버너 단계적 연소 및 FGR을 사용하여 NOx 배출량을 30mg/m3 미만으로 유지하도록 설계된 이 버너는 배출 규제 산업에 적합하며 고효율 및 스마트 PLC 모니터링을 요구합니다. 제품보기 → 퍼니스의 작동 프로필에 따라 가장 중요한 버너 특성이 결정됩니다.
열처리로는 긴 배치를 실행하고 그 사이에 유휴 상태입니다. 넓은 턴다운, 엄격한 온도 균일성, 작업에 영향을 주지 않는 깨끗한 불꽃이 필요합니다. 비례적인 공기 제어와 긴 불꽃을 갖춘 가스 연료 버너가 표준 답입니다. 반면 단조로는 작은 챔버에 많은 양의 열을 방출하므로 빌렛에 닿지 않고 빠르게 가열되는 소형 고강도 화염이 필요합니다. 알루미늄 용해로는 금속 산화 및 용융 손실을 제한하기 위해 저속 연소가 필요합니다.
라발 노즐을 갖춘 장염 가스 버너 니켈철 및 리튬 배터리 생산과 같은 장염 회전 가마 응용 분야를 목표로 하는 광범위한 화염 형성을 위한 조정 가능한 Laval 노즐 및 소용돌이 시스템을 갖춘 가스 버너입니다. 제품보기 → 연료 유연성도 상업적 요구 사항이 되고 있습니다. 중단 가능한 가스 관세를 부과하는 공장이나 포로 바이오매스 가스에 접근할 수 있는 공장은 종종 다중 연료 버너를 선택하므로 생산 라인은 가격 급등에도 불구하고 계속 가동됩니다. 천연가스를 사용하여 표준 가열로 버너를 운영하는 회사는 다중 연료 설계를 갖춘 오일 또는 경유 조합으로 전환하여 가열로의 등급을 낮추지 않고도 공급 보안을 강화할 수 있습니다.
어떤 제품군을 평가하든 선택 방법은 동일합니다. 먼저 용광로 형상, 연소 범위, 연료 및 배출 제한을 정의한 다음 버너 엔지니어링을 통해 프로세스에 화염을 맞추도록 합니다. 올바른 입력을 얻으면 가열로 버너는 누구에게도 전화할 이유를 주지 않기 때문에 수년 동안 무시되는 신뢰할 수 있는 일꾼이 됩니다.
