Oxygen Control 氧氣控制
引言
所有的燃燒過程都需要對氧氣做**的測量，氧氣過多或過少都會造成**的效果。但是，一般情況下人們都會有意讓氧氣含量偏高，因?yàn)檫@樣導(dǎo)致的**效果僅僅只是燃燒的低效率。但是當(dāng)氧氣含量過低時，如果積累的煙灰和其他非燃燒的物質(zhì)得到足夠的氧氣突然燃燒起來，將會導(dǎo)致一氧化碳的生產(chǎn)，煤煙甚至爆炸。
當(dāng)鍋爐燃燒器被手動調(diào)整到周期模式時，通常需要3％過量的氧氣，也就是約為15％的過量空氣。這是因?yàn)橛性S多外界和大氣條件可以影響氧氣或者空氣的供給。例如，冷空氣的密度大，且與暖空氣相比含有較多的氧氣，風(fēng)速對每一個煙道的影響不同，大氣壓力進(jìn)一步影響通風(fēng)。因此，在調(diào)整的時候過量的氧氣或者是空氣可以保證在任何情況下都有足夠的氧氣來提供充分燃燒。 從效率的角度來講，過量的氧氣意味著在燃燒器里的空氣比真正需要的多?？諝庵羞€包含水分，全部被加熱后從煙道散發(fā)出去。氧氣過量直接與效率降低成正比，也就是說，3%過量的氧氣會導(dǎo)致燃燒效率降低3%。 雖然每天可以對燃燒器進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，但是操作起來還不太實(shí)際。而自動氧氣控制系統(tǒng)則可以持續(xù)監(jiān)測煙道氣體并調(diào)整燃燒器的空氣供應(yīng)。它們一般被稱為“氧氣調(diào)整系統(tǒng)”。
產(chǎn)品綜述
ControLinks 燃料空氣比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一套基于微處理器的可以同時控制2到4套執(zhí)行器系統(tǒng)與全比調(diào)燃燒器協(xié)同工作，執(zhí)行器可控制
一次和二次燃料閥的位置以及助燃空氣調(diào)節(jié)門和FGR系統(tǒng)。這套系統(tǒng)由R7999主控制器和Q7999A底座以及ML7999A執(zhí)行器構(gòu)成。
兩種電壓模式，包括100-120Vac和 200-240Vac，適用于全球任意國家。控制器采用非易失性內(nèi)存保存運(yùn)行記錄，可以鎖定當(dāng)前模式以及進(jìn)行報警指示，同時，采用6段LED指示燈來標(biāo)明電源、警告、4個執(zhí)行器狀態(tài)。通過閃爍燈光信號進(jìn)行故障報警，共計包含60個可能的故障代碼。具備到UPPAs的浮點(diǎn)控制輸出，自動/手動火焰調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)程重啟能力， 4-20mA 煙氣與水溫輸入和雙燃料輸入，能控制2-4路UPPAs，參數(shù)調(diào)整需要密碼，避免未經(jīng)授權(quán)的訪問
UPPAs可適應(yīng)通用電源輸入從100伏到240伏交流電，提供直接耦合輸出應(yīng)用的靈活性。執(zhí)行器上的大箭頭提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)即時位置的明顯指示。浮點(diǎn)控制輸入輸出中心角為± 0.1度，CW與CCW開關(guān)可手動操作，在步進(jìn)電機(jī)和傳動齒輪連軸器之間設(shè)計了磁耦合機(jī)構(gòu)控制機(jī)械停止從而保證在過載情況下不燒毀電機(jī)或者使傳動齒輪脫齒。至星期的LED指示燈為未配置，配置及在線或有故障的情況下提供了報警信號。
典型應(yīng)用
取代傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪聯(lián)動單點(diǎn)控制系統(tǒng)，通過燃料，空氣，煙氣（如果采用）三者之間的聯(lián)系來控制大功率燃燒器.
系統(tǒng)可指揮多達(dá)4個獨(dú)立控制的通用并行定位器（UPPAs）來響應(yīng)負(fù)載與燃燒速度之間的需求。
霍尼韋爾 ControLinks 燃料空氣比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供了更精準(zhǔn)和更有效的執(zhí)行器位置與燃燒器燃燒功率之間的對應(yīng)關(guān)系，這相當(dāng)于降低了服務(wù)和停機(jī)時間
可用于單一或混合燃料在單一燃料燃燒器的應(yīng)用，包括任何一類渴望提高燃燒效率的大功率燃燒器，鍋爐，化工過程加熱爐，烘爐，冶煉爐，石灰窯，油漆干燥爐，揮發(fā)性有機(jī)化合物燃燒爐，陶瓷，補(bǔ)充空氣加熱器，或者作為任何一個燃燒系統(tǒng)改造或者新建項目的全比調(diào)燃燒器部分。特別適用于醫(yī)院，學(xué)校，大學(xué)，辦公樓，商業(yè)零售復(fù)合建筑，多單元房屋住宅和工業(yè)生產(chǎn)過程的生產(chǎn)設(shè)施.
使用controlinks系列非機(jī)械式連桿系統(tǒng)的理由：
提升調(diào)節(jié)比：• 提升調(diào)節(jié)比到 6:1 通常機(jī)械連桿式空燃比調(diào)系統(tǒng)*大調(diào)節(jié)比為 3:1
• 關(guān)閉與小火位置是分開的與機(jī)械連桿式系統(tǒng)完全不同
降低調(diào)試成本及時間：• 節(jié)省至少30%的建立正確空燃比曲線時間
• 通過 S7999B 顯示面板或者電腦進(jìn)行快捷設(shè)置
易于設(shè)計：選擇調(diào)節(jié)組件時不用考慮通常的凸輪連接布局問題。
減少排放并可使煙氣循環(huán)利用：
減少排放已經(jīng)成為許多設(shè)施焦點(diǎn)問題。
當(dāng)燃燒天然氣和燃油的時候，氮?dú)猓?/span>N2）在高于1500 °的溫度時氧化產(chǎn)生的熱氮氧化合物NOx.
可以通過降低在助燃風(fēng)里的的氧氣含量來導(dǎo)致火焰溫度的下降，從而減少熱氮氧化合物NOx的產(chǎn)生。
此任務(wù)可以通過利用煙氣再循環(huán)（FSG）系統(tǒng)，其中一風(fēng)門放置在煙氣管道，允許有部分煙氣再循環(huán)。
FSG顯著通過回收利用部分煙氣到主燃燒室，從而降低燃燒溫度的峰值，以此降低工業(yè)鍋爐氮氧化物排放量。
FSG的使用也降低了未燃燒的燃料和燃燒廢氣的排放。
Excess Air Effect on Efficiency
過量氧氣對燃燒效率的影響
| Excess Oxygen % | Natural Gas |
| 2.0 | 83.08% |
| 2.5 | 82.37% |
| 3.0 | 81.68% |
| 3.5 | 80.71% |
| 4.0 | 79.72% |
| 4.5 | 78.60% |
| 5.0 | 77.31% |
| 5.5 | 75.32% |
| 6.0 | 74.03% |
| 6.5 | 72.01% |
使用氧氣調(diào)整系統(tǒng)后，對燃料的節(jié)約率進(jìn)行估計
例如，4.0%過量的氧氣減少到2%時：
1.0 - (0.7972 / 0.8308) = 0.04044 = 4.04%，也就是說當(dāng)過量的氧氣由4%調(diào)節(jié)到2%時，節(jié)約了燃料約4%。
注意：由于一些鍋爐在未使用該系統(tǒng)之前就使用較多的過量氧氣，所以**年節(jié)約的燃料實(shí)際上會比上面計算的結(jié)果要高。然而，這些節(jié)約大部分歸功于對于鍋爐合理的手動調(diào)節(jié)，而不一定是氧氣自動控制系統(tǒng)所做的貢獻(xiàn)。根據(jù)Hays Cleveland介紹，調(diào)整好的鍋爐對燃料的節(jié)約率在2% - 4％。
Estimating Payback from the Installation of O2 Trim
對氧氣調(diào)整系統(tǒng)的投資回收期進(jìn)行估計
氧氣調(diào)整系統(tǒng)設(shè)備的花費(fèi)因鍋爐大小不同而略有變化，投資成本會有所不同主要是由于伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求和氧氣分析儀的類型不同。安裝費(fèi)用的變化比較大，一般典型安裝的安裝成本提供如下：
對于100到600馬力的鍋爐，Honeywell--controlinks系統(tǒng)的投資成本為：
- 設(shè)備：燃燒控制器，高精度執(zhí)行器，系統(tǒng)顯示面板，高精度調(diào)節(jié)閥，溫控表，執(zhí)行器控制器。設(shè)備的成本范圍為10000美元 至11000美元。
- 安裝成本：5000至7000美元。
- 啟動和培訓(xùn)服務(wù)成本：2500到4000美元。
例如：一個500馬力的鍋爐一小時需要20MMBTU的熱量，每年運(yùn)行8000小時，負(fù)載率為50%，保守地假設(shè)安裝了氧氣調(diào)整系統(tǒng)后能節(jié)約2%的燃料：
20 MMBTUs x 8,000 hrs x 50% x 2% = 2,560 MMBTUs，也就相當(dāng)于每年節(jié)約2560 千立方英尺的天然氣。
如果天然氣的價格是每千立方英尺7美元，則2560 x $7 = $17920，也就是每年能節(jié)約17920美元。
根據(jù)氧氣調(diào)整系統(tǒng)安裝費(fèi)用的不同，投資成本在一到兩年內(nèi)被收回。
特別提醒，如果節(jié)約率在4%的話，不到一年便可收回成本。
