浅议废气燃烧系统中的阀门组合应用

发布时间:2011-02-15  点击数:3026
    为了不使工业系统产生的废气污染大气,环境部门要求各工厂要把废气处理掉。这样,废气燃烧系统得到了广泛的应用。
    在广州卢堡啤酒厂,我们安装了从美国进口的废气燃烧系统来处理曝气池产生的沼气。但由于酒厂曝气池产生的沼气属非稳定气源,气量有时大有时小,这就给系统的稳定造成了问题。如果有一个容积足够的储气罐是可以稳定气源的,但因为备用储气罐的造价较高,所以对调节阀组合的选择成为了安装系统的关键。在考虑价格因素的同时,我们经过多次的比较,选用了压力开关加电磁阀的组合,达到了工厂的要求。但这样的组合并非是最理想的,在实际工作中系统也存在缺陷,现提出我们的改进方案以供参考。
一、系统工作原理
    1.系统结构
    在广州卢堡啤酒厂安装的废气燃烧系统实物如图1所示,它主要由三部分组成:燃烧火炬,电路控制箱、管路阀门系统。


    在燃烧火炬的供气主管线上安装有压力开关、手动球阀、电磁阀、排水阀、阻火器和火炬头。
    废气燃烧系统的点火管线上安装有阻火器、手动球阀、电磁阀、压力表和文氏管。电磁阀为两个,系统自带。
    当沼气在水封中的压力达到70kPa, 系统就可以工作了。点火管线的顶端是火花塞,电路给出信号,火花塞打火,点火管线中的废气被燃烧,此时的火焰成蓝色,我们称之为母火,整个点火管线被称为母火系统。主管线处于通路,废气通过主管线上升碰到正在燃烧的母火后,废气被燃烧掉。
    主管线处于断路,此时只有母火在燃烧。当没有废气时,母火熄灭。废气燃烧系统的电子打火可以实现手动和自动控制,其控制全部由控制电路完成。
    2.控制电路
    控制电路实物如图2所示,控制板上安装有变压器、熔断器、点火电路、延时继电器、报警继电器、接线端子排和控制面板。控制面板上装有手动按钮、重置按钮、热电偶调整旋钮和LED指示灯。每个旋钮旁有两个指示灯,指示灯为红、绿两色。
    手动控制时,只需按动手动按钮,点火电路便会打出一个高压电,通过外接线传送到火炬头部的火花塞实现点火。


    自动控制时,要调整热电偶的值,使数值高于环境温度,但又要低于废气燃烧时的火炬头温度。废气被燃烧完,火炬头的温度会迅速下降,当下降到热电偶的设定值时,热电偶给出信号到延时继电器,继电器动作,接通点火电路,释放高电压到火花塞,实现自动控制。
    设置为手动时,如果火焰熄灭,热电偶给出信号到报警继电器,报警灯闪烁,并伴随报警声。
    3.压力开关与电磁阀
    在安装本套系统时,现场只有水封,没有储气罐,使送到燃烧系统的沼气不稳定。既要实现系统自动控制,又要增加其安全性的,于是我们在系统回路里增加了电磁阀配以压力开关,其系统如图3所示。

    在气源稳定的情况下,火炬会常时间保持燃烧,其系统温度也是稳定的。比如:在各大炼油厂的废气燃烧系统高达十几米,常年燃烧,火焰高3m左右,其气源非常稳定。而这套系统非常适合小型污水处理, 曝气池环保的要求。
    曝气池产生的沼气在水封中积累,当沼气的压力达到压力开关的设定值时,压力开关给出信号到控制电路控制手动球阀后的电磁阀打开,沼气遇到母火燃烧。当沼气压力低于此设定值,电磁阀关闭,火炬头的主管路火焰熄灭,而母火系统中尚有沼气,母火仍在燃烧。这样基本实现了系统稳定性和安全性,达到了啤酒厂的要求。压力开关的参数见表1。

表1 压力开关参数
型号 动作范围/Pa 设定值/Pa 工作温度/℃ 额定电压/V
1950P-2 3.4~13.8K 4.7K -40~+60 125

    系统在工作中基本达到了客户的要求,火焰的燃烧基本稳定,但有时会有喘振现象发生。另外,为了防止由于管路内气体压力降低而引起火焰回流,在电磁阀前端必须配以大型阻火器,阻止火焰回流造成爆炸等危险。在参阅了其他厂家的案例和资料后,我们提出更多的方案,以便大家选择。
二、其他阀门组合
    1.单回路压力调节阀配热感应截断阀
    单回路压力调节阀是一种弹簧加力隔膜调节阀。阀门内的压缩弹簧可在一定范围内调节,实现可靠的控制。隔膜振动空间很大,对气体的压力感应十分灵敏,其结构如图4所示。

    这种弹簧加力调节阀的隔膜振动频率范围比普通调节阀的隔膜振动频率宽,对气体的微小压力波动十分敏感。加力弹簧可以调节到用户所需的使用范围值。当气体压力低于隔膜可感受压力的下限时,阀门处于关闭状态。流体压力大于此值时,阀门打开,阀门的开启量随流体的压力的增大而增大, 当达到设定的高限时, 阀门保持当前的开启量。
    当进气口的气压低于出气口气压时,部分气体通过阀门回路管回流,使阀门的开启保持稳定和气体长时间的供应。
    另外,为了增加系统的安全性, 我们建议用户在系统回路中增设热感应截断阀,其结构如图5所示。其作用是阻断火焰沿管路回流。阀门装有热熔元件, 一般情况下, 阀门处于常开状态,当火焰在管路里燃烧时,热熔元件会在22~45s内熔化,压缩弹簧推动平板落下, 阀门关闭。这个阀门和上述阀门组合可以说是给系统上了双保险。

    2.流量计配调节阀
    有条件的客户可以实现实时监控和自动化控制,在燃烧系统的管路中安装流量计测量气体的流量。系统通过4~20mA输出控制调节阀的开启量, 同样也可实现系统的平稳运行。
    一套系统可以通过多种器件的组合实现。在实现系统功能的情况下,应该最大限度地保证系统的安全性和稳定性。
    现在,社会对环保的要求越来越高,各化工厂、酿造厂必须把生产产品时产生的污水废气处理掉,我们提供的系统配置可以满足各层次用户的需求。通过我们的介绍,希望大家了解系统的组合,针对自己的具体情况选择合适的配置。