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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This standard is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009. This standard was proposed by China Special Equipment Inspection & Research Institute. This standard is under the jurisdiction of National Technical Committee on Boilers and Pressure Vessels of Standardization Administration of China (SAC/TC 262). Introduction Burner is the core unit of heat device, and is a mechatronic product integrating combustion, thermal engineering, fluid, control and monitoring technologies. It is composed of fuel supply system, air supply system, ignition system, combustion system, automatic regulating system and safety and control system, and is widely used in fields of petrochemical industry, building materials, electric power and other industrial and civil fields. In recent years, China's burner industry has developed rapidly with diversified fuels. This standard is formulated for the purpose of standardizing the design, manufacture, test and use of burners, so that burners can meet the basic requirements of safety, energy saving and environmental protection. Specification for liquid fuels and gaseous fuels burners of boilers 1 Scope This standard specifies the technical requirements on the classification and model designation, composition and basic configuration, basic requirements, performance requirements, design and manufacture, inspection, test and detection, technical documents and identification, packaging, transportation and storage, as well as installation, debugging and use of liquid fuels and gaseous fuels burners of boilers. This standard is applicable to forced draught burners and natural ventilation burners using liquid fuels and gaseous fuels for boilers. Start-up burners of utility boilers, various industrial kilns, industrial heating furnaces and burners for other purposes can be implemented with reference to this standard. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. GB/T 1184 Geometrical tolerancing - Geometrical tolerances for features without individual tolerance indications GB/T 1804 General tolerances - Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications GB/T 4208 Degrees of protection provided by enclosure (IP code) GB/T 6414 Castings - Dimensional tolerances and geometrical tolerances and machining allowances GB/T 13384 General specifications for packing of mechanical and electrical product GB/T 13611 Classification and basic characteristics of city gas GB/T 14486-2008 Dimensional tolerances for moulded plastic parts GB/T 14536.1 Automatic electrical controls for household and similar use - Part 1: General requirements GB/T 14536.6 Automatic electrical controls for household and similar use - Particular requirements for automatic electrical burner control systems GB/T 14536.7 Automatic electrical controls for household and similar use - Particular requirements for automatic electrical pressure sensing controls including mechanical requirements GB 16663 Alcohol base liquid fuel GB 18613 Minimum allowable values of energy efficiency and energy efficiency grades for small and medium three-phase asynchronous motors GB/T 19212.4 Safety of transformers, reactors, power supply units and combinations thereof - Part 4: Particular requirements and tests for ignition transformers for gas and oil burners GB 19517 National safety technical code for electric equipment GB/T 19804 Welding - General tolerances for welded constructions - Dimensions for lengths and angles - Shape and position GB/T 24146 Rubber hoses and hose assemblies for use in oil burners - Specification GB 25989 Fuel oils for burners GB/T 30597 General requirements of safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances JB/T 10562 Technical specification for general purposes axial fans JB/T 10563 Technical specification for general purposes centrifugal fans TSG G0001 Boiler safety technical supervision administration regulation ISO 23551-1 Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances - Particular requirements - Part 1: Automatic and semi-automatic valves ISO 23551-2 Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances - Particular requirements - Part 2: Pressure regulators ISO 23551-3 Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances - Particular requirements - Part 3: Gas/air ratio controls, pneumatic type ISO 23551-4 Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances - Particular requirements - Part 4: Valve-proving systems for automatic shut-off valves ISO 23552-1 Safety and control devices for gas and/or oil burners and gas and/or oil appliances - Particular requirements - Part 1: Fuel/air ratio controls, electronic type ISO 23553-1 Safety and control devices for oil burners and oil-burning appliances - Particular requirements - Part 1: Automatic and semi-automatic valves IEC 60335-2-102 Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2-102: Particular requirements for gas, oil and solid-fuel burning appliances having electrical connections 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the following terms and definitions apply. 3.1 forced draught burner burner for which all the air required for combustion is supplied by a blower 3.2 natural ventilation burner burner for which the air required for combustion depends entirely on the negative pressure suction of the furnace 3.3 liquid fuel liquid combustible substance that can generate heat energy when burning Note: Liquid fuels referred to in this standard include light oil, heavy oil, alcohol-based fuel and bio-oil. 3.4 bio-oil liquid fuel extracted from biomass 3.5 gaseous fuel gaseous combustible substance that can generate heat energy when burning Note: Gaseous fuels referred to in this standard include natural gas, liquefied petroleum gas, coke oven gas, mixed city gas, biomass gas, low calorific value gas, combustible industrial tail gas, hydrogen and biogas, etc. 3.6 biomass pyrolysis gas combustible gas with low calorific value produced by pyrolysis of biomass solid fuel 3.7 dual fuel burner burner capable of burning liquid and/or gaseous fuels simultaneously or separately 3.8 surface burner fully premixed burner with fuel burning on the surface of porous medium 3.9 heat output heat energy generated by a burner in unit time Note: The heat output referred to in this standard is calculated based on the net calorific value of fuels, and expressed in kW. 3.10 nominal heat output heat released from the continuous and stable combustion of a burner in unit time under rated working conditions Note: The nominal heat output is expressed by QF in kW. 3.11 maximum heat output maximum heat released from the continuous and stable combustion of a burner in unit time under design conditions Note: The maximum heat output is expressed by Q max in kW. 3.12 minimum heat output minimum heat released from the continuous and stable combustion of a burner in unit time under design conditions Note: The minimum heat output is expressed by Q min in kW. 3.13 start heat output heat output of a burner on startup Note: The start heat output is expressed by Q s in kW. 3.14 single stage control the heat output of a burner is uncontrollable during its normal operation 3.15 two and multi-stage control control mode in which the heat output is in step change during normal operation of a burner 3.16 modulating control control mode in which the heat output is in continuous and smooth change during normal operation of a burner 3.17 turndown ratio of load ratio of the maximum heat output to the minimum heat output of a burner 3.18 flame detector device device for monitoring the presence of flames 3.19 main flame flame burning on the main combustion nozzle 3.20 ignition flame flame ignited first for igniting a main flame 3.21 controlled shut-down process of automatic cutout of fuel supply to realize shutdown when the burner does not need heat supply 3.22 safety shut-down process of automatic cutout of fuel supply to realize shutdown when the safety device responds or the automatic control system fails 3.23 pre-ignition time time interval from the start of discharge from the ignition electrode to the opening of fuel valve Note: The pre-ignition time is expressed by ty in s. 3.24 ignition safety time ignition safety time of the ignition flame of a burner, that is, the time interval from getting the opening signal to getting the closing signal by the ignition fuel control valve when no ignition flame is formed Note: The ignition safety time is expressed by ts in s. 3.25 main flame safety time ignition safety time of the main flame of a burner, that is, the time interval from getting the opening signal to getting the closing signal by the main fuel control valve when no main flame is formed Note: The main flame safety time is expressed by tzs in s. 3.26 extinction safety time time interval from the flame extinction signal that the flame detection device sends out to the start of closing the safety shut-off valve when the burner is operating Note: The extinction safety time is expressed by te in s. 3.27 pre-purge time continuous purge time of a burner when the ventilation door is at the purging position before ignition of the burner Note: The pre-purge time is expressed by t q in s. 3.28 post-purge time continuous purge time of a burner when the ventilation door is at the purge position before the burner shut-down Note: The post-purge time is expressed by t h in s. 3.29 pre-purge air flow rate purge air flow of the fan before ignition of the burner Note: The pre-purge air flow rate is expressed by fq in m3/h. 3.30 excess air ratio ratio of actual air supply volume to theoretical air volume during combustion 3.31 working diagram relationship curve between combustion chamber pressure and heat output, of which the covering area is the designed working range of a burner 3.32 original emission emission concentration of combustion products without any treatment, measured under type test conditions Note: The original emission concentration is converted according to the oxygen content in flue gas being 3.5%, and it is expressed in mg/m3. 3.33 in service burner modification behavior of making significant changes to the fuel type, internal structure and combustion mode of the in service burner 4 Classification and model designation 4.1 Classification Burners are classified as follows according to the type of fuels used, the control mode, the air supply mode, the atomization mode and the structural type: a) according to the type of fuels used, there is liquid fuel burner, gaseous fuel burner and dual- and multi-fuel burner; b) according to the control mode, there is single stage control burner, two and multi-stage control burner and modulating control burner; c) according to the air supply mode of combustion air, there is forced draught burner and natural ventilation burner; d) according to the atomization mode of liquid fuel, the liquid fuel burner is divided into mechanical atomizing burner and medium atomizing burner; e) according to the structural type, there is integrated burner and split burner. 4.2 Model designation 4.2.1 The product model of burner is composed of four parts which are connected by a dash, as shown in Figure 1. Figure 1 Schematic diagram for the composition of burner product model 4.2.2 The codes of components of the burner product model shall meet the following requirements: a) product serial code: representing the product series of different manufacturers and brands, which is determined by manufacturing units according to the structure or performance characteristics of their products, and expressed in capital Chinese phonetic alphabet; b) code of fuel type: representing the fuel type applicable to burners, with single fuel expressed by one capital letter, and dual fuel or multiple fuel expressed by two letters or more which are separated by "/". See Table 1 for the code of fuel type; c) code of control mode: representing the control mode of the burner heat output, which is expressed by one capital letter. See Table 2; d) code of air supply mode: representing the air supply mode of combustion air, which is expressed by one capital letter. See Table 3; e) rated power: representing the nominal heat output of the burner under design conditions, which is expressed by Arabic numerals, in MW; f) feature code: used to distinguish improved model based on conventional products or special products with special design, which is expressed by 1 ~ 2 letters or numbers. The feature code can be defaulted. Table 1 Code of fuel type Fuel type Fuel code Liquid fuel Light oil Y Heavy oil Z Alcohol-based fuel C Bio-oil S Gaseous fuel Natural gas Q Liquefied petroleum gas P Coke oven gas J Mixed city gas R Low calorific value gasa L Combustible industrial tail gas W Hydrogen H Biogas B a Low calorific value gas includes blast furnace gas, converter gas, generator gas and biomass pyrolysis gas. Table 2 Code of control mode Control mode of heat output Code Single stage control K Two and multi-stage control D Mechanical modulating control M Electronic modulating control E Table 3 Code of air supply mode Air supply mode Code Forced draught F Natural ventilation N 4.2.3 Model example: a) For a company's H series gaseous fuel burner with natural gas as fuel, nominal heat output of 2.0 MW, in mechanical modulating control and natural ventilation, its model is marked as H-QMN-2.0; b) For a company’s LN series dual-oil-and-gaseous burner with natural gas and heavy oil as fuel, nominal heat output of 28MW, in electronic modulating control and forced draught, it shall be designed for a second time on the basis of the original design and its model is marked as LN-Q/ZEF-28.0-2. 5 Composition and basic configuration 5.1 Composition 5.1.1 The burner consists of burner body, air supply system, fuel supply system, ignition device, safety protection system and load control system. 5.1.2 The burner body is composed of the burner head and shell. 5.1.3 The air supply system is composed of fan, air duct and air flow regulating device. 5.1.4 The fuel supply system includes: a) The liquid fuel burner consists of a filter, a fuel pump, a fuel flow regulating device and an automatic safety shut-off valve. The fuel supply system of liquid burners using high viscosity liquid fuel shall also include fuel preheating device and temperature control device. b) The gaseous fuel burner consists of a filter, a fuel gas pressure regulator, a fuel flow regulating device and an automatic safety shut-off valve. 5.1.5 The ignition device is composed of ignition transformer and ignition electrode, etc. 5.1.6 The safety protection system includes: a) The liquid fuel burner is composed of automatic controller, flame detector device, air pressure detector device, fuel pressure detector device and driving elements of fuel/air flow regulating device, etc. b) The gaseous fuel burner is composed of automatic controller, valve leakage detecting device, flame detector device, air pressure detector device, high and low pressure fuel protection devices and driving elements of fuel/air flow regulating device, etc. 5.1.7 The load control system is composed of servo motor, mechanical linkage device or electronic proportional regulating device, etc. 5.2 Basic configuration 5.2.1 Basic requirements The configuration of burner is related to factors such as fuel type and combustion mode, and its basic configuration is shown in Annex A. 5.2.2 Automatic safety shut-off valve for liquid fuel burners 5.2.2.1 For liquid fuel burners with nominal heat output ≤ 400kW, the automatic safety shut-off valve shall be arranged in accordance with the requirements of Figures B.1~B.4 in Annex B. The specific requirements are as follows: a) a single stage control burner shall be provided with a safety shut-off valve, as shown in Figure B.1; b) each nozzle of a two and multi-stage control burner shall be provided with a safety shut-off valve, as shown in Figure B.2; c) for burners with backflow nozzles, a safety shut-off valve shall be installed and linked together on the fuel supply pipe and the fuel backflow pipe respectively. The safety shut-off valve can be replaced by a nozzle shut-off valve, as shown in Figures B.3 and B.4. 5.2.2.2 For liquid fuel burners with nominal heat output >400kW, two series-connected automatic safety shut-off valves shall be installed on the fuel pipe. The upstream safety shut-off valve shall be of quick-closing type, and the downstream safety shut-off valve can be used as a flow regulating valve at the same time. The time of closing action of the valve shall not exceed 5s. The automatic safety shut-off valve shall be arranged according to the requirements of Figures B.5~B.7, and the specific requirements are as follows: a) a two and multi-stage control burner shall be provided with two safety shut-off valves per nozzle, as shown in Figure B.5; b) for burners with backflow-type nozzles, two safety shut-off valves shall be installed on the fuel supply pipe and the fuel backflow pipe. One safety shut-off valve can be replaced by a nozzle shut-off valve, which shall meet the requirements of ISO 23553-1. A pressure detector device shall be installed on the backflow pipe, which is shown in Figures B.6 and B.7. The safety shut-off valve shall be linked. When the safety shut-off valve on the fuel supply pipe is opened, the safety shut-off valve on the backflow pipe cannot be closed. This can be achieved by the following two methods: 1) a mechanical connection controlled by an actuator between the supply pipe and the safety shut-off valve on the backflow pipe; 2) there is an(a) electric or pneumatic interlock between the supply pipe and the safety shut-off valve on the backflow pipe. If the burner is equipped with circulating preheating nozzle head, the fuel shall be circulated to the nozzle head. When there is only one nozzle shut-off valve, the nozzle shut-off valve shall meet the requirements of ISO 23553-1; otherwise other measures shall be taken to ensure that the fuel will not be ejected during cyclic heating. At the same time, it shall also ensure that the backflow pressure will not cause the nozzle shut-off valve opened. 5.2.3 Automatic safety shut-off valve for gaseous fuel burner The configuration of automatic safety shut-off valve for gaseous fuel burners shall meet the following requirements: a) two automatic safety shut-off valves shall be installed in series for gas fuel burners; b) the configuration of automatic safety shut-off valve for gaseous fuel burners is shown in Table 4. Table 4 Configuration of automatic safety shut-off valve Nominal heat output of main burner QF kW Main fuel gas Start fuel gas ≤0.1QF >0.1QF ≤70 2×B Ba 2×B >70~1,200 2×A 2×A 2×A >1,200 2×A+VP 2×Ab 2×Ab Note 1: VP is the valve leakage detecting device. Note 2: A/B is the classification of valves, as specified in ISO 23551-1. a For liquefied petroleum gas ignition, two B-class valves are required. b If the start heat output is more than 1,200kW, VP shall be used. 5.2.4 Flame detector device The arrangement of the flame detector device shall meet the following requirements: a) The installation location of the flame detector device shall ensure that the sensor is not interfered by any irrelevant signals. b) When the ignition burner and the main burner are respectively equipped with flame detector device: The flame detector device of the main flame shall not be able to detect the ignition flame. For the system where the ignition burner is still operating while the main burner is operating, independent flame detector devices shall be installed to detect the ignition flame and the main flame respectively. c) For the burner where the ignition burner has been extinguished while the main burner is operating, only one flame detector device which can detect the ignition flame and the main flame may be installed. 5.2.5 Air detector device The burner shall be equipped with an air detector device, which can detect the air flow through pressure detection, flow detection and other measurement methods that can reflect the air supply status to detect the air flow. 5.2.6 Valve leakage detecting device Gaseous fuel burners with nominal heat output greater than 1,200 kW shall be equipped with valve leakage detecting devices. 6 Basic requirements 6.1 Conformance claims This standard is developed in accordance with the basic safety requirements for liquid and gaseous burners specified in TSG G0001. 6.2 Manufacturing unit The manufacturing unit of burners shall have the following conditions at the same time: a) production equipment and site adapted to the scale of production; b) basic test and detection equipment for burners; c) technical personnel and professional debugging personnel related to the disciplines of thermal energy and electrical control; d) sound quality management system and corresponding management system. 6.3 Professional personnel Relevant professional personnel of burner manufacture, installation, debugging, maintenance and modification shall have professional knowledge related to thermal energy and electrical control, and be familiar with operation and debugging process. 6.4 Type test 6.4.1 The type test shall be carried out in any of the following cases: a) newly designed burner; b) when there is any change of the type of fuel used by the burner or the structure and program control mode of the burner; c) more than 4 years after type test for burner. 6.4.2 The type test shall be carried out by the inspection and testing institutions which have the qualification of burner type test and approved by the national special equipment safety supervision department. 6.5 Inspection after in service burner modification Inspection shall be carried out after the in service burner modification, and the inspection institution shall have the corresponding qualification for metrological certification. 7 Performance requirements 7.1 Safety requirements 7.1.1 Start The following conditions shall be met in terms of starting of burner: a) the interlocking device is installed at the correct location; b) the fuel and air regulating device is at the correct location; c) the function of flame detector device is correct after verification; d) the function of air detector device is correct after verification; e) the function of valve-detection is correct after verification; f) the preheating temperature of fuel has met the requirements; g) the pressure of the atomizing medium has met the requirements; h) the start conditions of the boiler meet the requirements. 7.1.2 Pre-purge 7.1.2.1 The boiler chamber shall be purged before the ignition device is powered on. 7.1.2.2 The pre-purge time and pre-purge air flow rate shall meet the following requirements: a) The pre-purge air flow rate shall be the required air volume under nominal heat output, and the position of the throttle shall be verified at the nominal heat output; b) The pre-purge time and pre-purge air flow rate shall meet the relevant requirements of TSG G0001. c) The pre-purge time of liquid fuel burners shall be in accordance with the requirements of Table 5; d) The pre-purge time of gaseous fuel burners shall be in accordance with the requirements of Table 6. Table 5 Pre-purge time of liquid fuel burners Nominal heat output QF kW Pre-purge time tq s Forced draught burner Natural ventilation burner ≤400 ≥10 ≥30 >400 ≥20 ≥90 Table 6 Pre-purge time of gaseous fuel burners Pre-purge time tq/s Forced draught burner Natural ventilation burner ≥20 ≥300 7.1.2.3 The pre-purge time of dual-fuel burners shall be in accordance with the requirements of 7.1.2.2d) gaseous fuel burners. 7.1.3 Post-purge Purge shall be carried out immediately after controlled shut-down of the burner, and the purge time shall meet the requirements in Table 7. Foreword i Introduction ii 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Classification and model designation 5 Composition and basic configuration 6 Basic requirements 7 Performance requirements 8 Design and manufacture 9 Special requirements 10 Inspection, test and detection 11 Technical document and identification 12 Packaging, transportation and storage 13 Installation, debugging and use Annex A (Normative) Basic configuration of burner Annex B (Normative) Requirements for layout of safety shut-off valve for liquid fuel burner Annex C (Normative) Opening requirements for main fuel gas safety shut-off valve Annex D (Normative) Measurement and correction of emissions Annex E (Informative) Measurement of flue gas blackness Annex F (Normative) Time sequence diagram controlling liquid fuels and gaseous fuels burner Annex G (Normative) Type test conditions Annex H (Normative) Type test, end-of-manufacturing inspection, post-modification inspection and in service inspection items Annex I (Normative) Type test, end-of-manufacturing inspection and in service inspection methods 锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件 1 范围 本标准规定了锅炉用液体和气体燃料燃烧器的分类与型号编制、组成与基本配置、基本要求、性能要求、设计与制造、检验、试验与检测、技术文件与标识、包装、运输和贮存、安装、调试与使用等方面的技术要求。 本标准适用于锅炉用液体和气体燃料的强制鼓风燃烧器和自然通风燃烧器。电站锅炉启动燃烧器、各类工业窑炉与工业加热炉及其他用途燃烧器可参照本标准执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 1184形状和位置公差 未注公差值 GB/T 1804一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 4208外壳防护等级(IP代码) GB/T 6414铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量 GB/T 13384机电产品包装通用技术条件 GB/T 13611城镇燃气分类和基本特性 GB/T 14486—2008塑料模塑件尺寸公差 GB/T 14536.1家用和类似用途电自动控制器 第1部分:通用要求 GB/T 14536.6 家用和类似用途电自动控制器 燃烧器电自动控制系统的特殊要求 GB/T 14536.7家用和类似用途电自动控制器 压力敏感电自动控制器的特殊要求,包括机械要求 GB 16663 醇基液体燃料 GB 18613 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级 GB/T 19212.4变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全 第4部分:燃气和燃油燃烧器点火变压器的特殊要求和试验 GB 19517 国家电气设备安全技术规范 GB/T 19804焊接结构的一般尺寸公差和形位公差 GB/T 24146用于油燃烧器的橡胶软管和软管组合件 规范 GB 25989 炉用燃料油 GB/T 30597燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置通用要求 JB/T 10562一般用途轴流通风机技术条件 JB/T 10563一般用途离心通风机技术条件 TSG G0001 锅炉安全技术监察规程 ISO 23551-1 燃气燃烧器和燃气器具的安全和控制装置 特殊要求 第1部分:自动和半自动阀(Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances—Particular requirements—Part 1:Automatic and semi-automatic valves) ISO 23551-2燃气燃烧器和燃气器具的安全和控制装置 特殊要求 第2部分:调压器(Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances—Particular requirements—Part 2:Pressure regulators) ISO 23551-3燃气燃烧器和燃气器具的安全和控制装置 特殊要求 第3部分:燃气/空气比控制(气动型)(Safety and control devices for gas burners and gas—burning appliances—Particular require-ments—Part 3:Gas/air ratio controls,pneumatic type) ISO 23551-4 燃气燃烧器和燃气器具的安全和控制装置 特殊要求 第4部分:自动切断阀的阀门检验系统(Safety and control devices for gas burners and gas-burning appliances—Particular require-ments—Part 4:Valve-proving systems for automatic shut-off valves) ISO 23552-1燃气和/或油燃烧器及器具用安全和控制装置 特殊要求 第1部分:燃料/空气比控制(电子型)(Safety and control devices for gas and/or oil burners and gas and/or oil appliances—Particular requirements—Part 1:Fuel/air ratio controls,electronic type) ISO 23553-1燃油燃烧器和燃油器具的安全与控制装置 特殊要求 第1部分:燃油燃烧器的切断装置(Safety and control devices for oil burners and oil-burning appliances—Particular require-ments—Part 1:Automatic and semi-automatic valves) IEC 60335-2-102家用和类似用途电器 安全性 第2-102部分:有电气连接的气体、油和固体燃料燃烧器具的特殊要求(Household and similar electrical appliances—Safety—Part 2-102:Particular requirements for gas,oil and solid-fuel burning appliances having electrical connections) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 强制鼓风燃烧器 forced draught burner 燃烧所需空气全部由鼓风机提供的燃烧器。 3.2 自然通风燃烧器natural ventilation burner 燃烧所需空气全部依靠炉膛负压吸入的燃烧器。 3.3 液体燃料liquid fuel 燃烧时能够产生热能的液态可燃物质。 注:本标准所指液体燃料包括轻油、重油、醇基燃料和生物质油等燃料。 3.4 生物质油bio-oil 以生物质为原料提炼的液体燃料。 3.5 气体燃料gaseous fuel 燃烧时能够产生热能的气态可燃物质。 注:本标准所指气体燃料包括天然气、液化石油气、焦炉煤气、混合城市煤气、生物质气、低热值气、可燃工业尾气、氢气和沼气等。 3.6 生物质热解气biomass pyrolysis gas 生物质固体燃料经热解过程产生的低热值可燃气体。 3.7 双燃料燃烧器dual fuel burner 能够同时或单独燃烧液体和/或气体燃料的燃烧器。 3.8 表面燃烧器surface burner 燃料在多孔介质表面进行燃烧的全预混燃烧器。 3.9 输出热功率heat output 燃烧器在单位时间内所释放的热量。 注:本标准所指输出热功率是以燃料的净热值为计算依据,单位为千瓦(kW)。 3.10 额定输出热功率nominal heat output 燃烧器在额定工况下,单位时间内连续稳定燃烧所释放的热量。 注:额定输出热功率以QF表示,单位为千瓦(kW)。 3.11 最大输出热功率maximum heat output 燃烧器在设计条件下,单位时间内连续稳定燃烧释放的最大热量。 注:最大输出热功率以Qmax表示,单位为千瓦(kW)。 3.12 最小输出热功率minimum heat output 燃烧器在设计条件下,单位时间内连续稳定燃烧释放的最小热量。 注:最小输出热功率以Qmin表示,单位为千瓦(kW)。 3.13 启动热功率start heat output 燃烧器在启动时段的输出热功率。 注:启动热功率以Qs表示,单位为千瓦(kW)。 3.14 单级调节single stage control 燃烧器正常运行过程中,输出热功率不可调节。 3.15 多级调节two and multi-stage control 燃烧器正常运行过程中,输出热功率阶跃式变化的调节方式。 3.16 连续调节 modulating control 燃烧器正常运行过程中,输出热功率连续、平滑变化的调节方式。 3.17 负荷调节比turndown ratio of load 燃烧器最大输出热功率与最小输出热功率之比值。 3.18 火焰监测装置flame detector device 用于监测火焰是否存在的装置。 3.19 主火焰 main flame 在主燃烧喷嘴上燃烧的火焰。 3.20 点火火焰ignition flame 为点燃主火焰而首先点燃的火焰。 3.21 受控停机 controlled shut-down 在燃烧器无需供热时,自动切断燃料供应,实现停机的过程。 3.22 安全停机 safety shut-down 在安全装置响应或自动控制系统发生故障后,自动切断燃料供应,实现停机的过程。 3.23 预点火时间pre-ignition time 点火电极开始放电到燃料阀开启之间的时间间隔。 注:预点火时间以ty表示,单位为秒(s)。 3.24 点火安全时间ignition safety time 燃烧器点火火焰点燃的安全时间,即无点火火焰形成时,点火燃料控制阀得到开启信号与关闭信号之间的时间间隔。 注:点火安全时间以ts表示,单位为秒(s)。 3.25 主火安全时间main flame safety time 燃烧器主火焰点燃的安全时间,即无主火焰形成时,主燃料控制阀得到开启信号与关闭信号之间的时间间隔。 注:主火安全时间以tzs表示,单位为秒(s)。 3.26 熄火安全时间extinction safety time 燃烧器运行时,从火焰检测装置发出火焰熄灭的信号到安全切断阀开始关闭的时间间隔。 注:熄火安全时间以te表示,单位为秒(s)。 3.27 前吹扫时间pre-purge time 燃烧器在点火前,风门处于吹扫位置的持续吹扫时间。 注:前吹扫时间以tq表示,单位为秒(s)。 3.28 后吹扫时间post-purge time 燃烧器在停机后,风门处于吹扫位置的持续吹扫时间。 注:后吹扫时间以th表示,单位为秒(s)。 3.29 前吹扫风量pre-purge air flow rate 燃烧器点火前,风机的吹扫空气流量。 注:前吹扫风量以fq表示,单位为立方米每小时(m3/h)。 3.30 过量空气系数excess air ratio 燃烧实际供给空气量与理论空气量的比值。 3.31 工作曲线working diagram 表示燃烧室压力与输出热功率的关系曲线,其包覆区域为燃烧器所设计的工作范围。 3.32 原始排放浓度original emission 在型式试验条件下测定的未经任何处理的燃烧产物的排放浓度。 注:原始排放浓度按照烟气中氧含量为3.5%进行折算,单位为毫克每立方米(mg/m3)。 3.33 在用燃烧器改造 in service burner modification 对在用燃烧器的燃料种类、内部结构、燃烧方式进行重大改变的行为。 4分类和型号编制 4.1 分类 燃烧器按照使用的燃料种类、调节方式、供风方式、雾化方式和结构型式的不同分类如下: a)按使用的燃料种类分为液体燃料燃烧器、气体燃料燃烧器和双(多)燃料燃烧器; b)按输出热功率调节方式分为单级调节燃烧器、多级调节燃烧器和连续调节燃烧器; c)按助燃空气的供风方式分为强制鼓风燃烧器和自然通风燃烧器; d)按液体燃料的雾化方式,液体燃料燃烧器分为机械雾化燃烧器和介质雾化燃烧器; e)按结构型式分为一体式燃烧器和分体式燃烧器。 4.2 型号编制 4.2.1 燃烧器产品型号一般由四部分组成,各部分之间用短横线相连,见图1。 特征代号 额定功率 供风方式代号 调节方式代号 燃料种类代号 产品序列代号 图1 燃烧器产品型号组成示意图 4.2.2燃烧器产品型号的各部分组成代号应符合下列规定: a)产品序列代号:代表不同厂商、不同品牌的产品系列,由制造单位根据其产品的结构或性能特征确定,用大写汉语拼音字母表示; b)燃料种类代号:代表燃烧器适用的燃料种类,单燃料用1个大写字母表示,双燃料或多燃料以两个字母或多个字母表示,字母之间用“/”分隔,燃料种类代号见表1; c)调节方式代号:代表燃烧器输出热功率的调节方式,用1个大写字母表示,见表2; d)供风方式代号:表示助燃空气的供风方式,用1个大写字母表示,见表3; e)额定功率:表示燃烧器在设计工况下的额定输出热功率,以阿拉伯数字表示,单位为兆瓦(MW); f)特征代号:用于区别在常规产品基础上的改进型号,或有特殊设计的专用产品,用1个~2个字母或数字表示,特征代号可缺省。 表1燃料种类代号 燃料种类 燃料代号 液体燃料 轻油 Y 重油 Z 醇基燃料 C 生物质油 S 气体燃料 天然气 Q 液化石油气 P 焦炉煤气 J 混合城市煤气 R 低热值气a L 可燃工业尾气 W 氢气 H 沼气 B a 低热值气包括高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气和生物质热解气。 表2调节方式代号 输出热功率调节方式 代号 单级调节 K 多级调节 D 机械连续调节 M 电子连续调节 E 表3供风方式代号 供风方式 代号 强制鼓风 F 自然通风 N 4.2.3型号示例: a)某公司的H系列、燃料为天然气、机械连续调节方式、自然通风、额定输出热功率为2.0 MW的气体燃料燃烧器,型号标记为:H-QMN-2.0; b)某公司的LN系列、燃料为天然气和重油、电子连续调节、强制鼓风、额定输出热功率为28 MW的油气两用燃烧器,在原设计基础上的第二次设计,型号标记为:LN-Q/ZEF-28.0-2。 5组成与基本配置 5.1 组成 5.1.1 燃烧器由燃烧器本体、供风系统、燃料供给系统、点火装置、安全保护系统和负荷调节系统组成。 5.1.2燃烧器本体由燃烧头和壳体等部件组成。 5.1.3供风系统由风机、风道和空气流量调节装置等组成。 5.1.4燃料供给系统包括: a)液体燃料燃烧器由过滤器、燃料泵、燃料流量调节装置和自动安全切断阀等组成。燃用高黏度 的液体燃料燃烧器的燃料供给系统还应包括燃料预热装置和温度控制装置。 b)气体燃料燃烧器由过滤器、燃气压力调节器、燃气流量调节装置和自动安全切断阀等组成。 5.1.5点火装置由点火变压器和点火电极等组成。 5.1.6安全保护系统包括: a)液体燃料燃烧器由自动控制器、火焰监测装置、空气压力监测装置、燃料压力监测装置和燃料/空气流量调节装置的驱动元件等组成; b)气体燃料燃烧器由自动控制器、阀门检漏装置、火焰监测装置、空气压力监测装置、燃气高低压保护装置和燃料/空气流量调节装置的驱动元件等组成。 5.1.7负荷调节系统由伺服电机、机械联动装置或电子比例调节装置等组成。 5.2基本配置 5.2.1 基本要求 燃烧器的配置与燃料种类和燃烧方式等因素有关,其基本配置见附录A。 5.2.2液体燃料自动安全切断阀 5.2.2.1 对于额定输出热功率≤400 kW的液体燃料燃烧器,自动安全切断阀应按照附录B中图B.1~图B.4的要求布置,具体要求如下: a)单级调节燃烧器应设置一只安全切断阀,见图B.1; b)多级调节燃烧器每一个喷嘴应设置一只安全切断阀,见图B.2; c)采用回流喷嘴的燃烧器应在燃料供应管道和燃料回流管道上分别设置一只安全切断阀且联动,可用喷嘴切断阀代替安全切断阀,见图B.3、图B.4。 5.2.2.2对于额定输出热功率>400 kW的液体燃料燃烧器,应在燃料管道上安装两只串联的自动安全切断阀,上游的安全切断阀应是快速关闭型,下游的安全切断阀可同时作为流量调节阀,其关闭时间不应超过5 s。自动安全切断阀应按照图B.5~图B.7的要求布置,具体要求如下: a)多级调节燃烧器应为每只喷嘴配置两个安全切断阀,见图B.5; b)采用回流式喷嘴的燃烧器应在燃料供应管道和燃料回流管道上分别安装两只安全切断阀,其中一只安全切断阀可用喷嘴切断阀代替,喷嘴切断阀应符合ISO 23553-1的要求。回流管道上应安装一只压力监测装置,见图B.6和图B.7。安全切断阀应联动,燃料供应管道上的安全切断阀开启时,回流管道上的安全切断阀不能关闭,可通过以下两种方法实现: 1)供应管道与回流管道上的安全切断阀之间由执行机构控制的机械连接; 2)供应管道与回流管道上的安全切断阀之间由电动或气动联锁。 如燃烧器带有循环预热喷嘴头,应使燃料循环至喷嘴头,当只有一只喷嘴切断阀时,喷嘴切断阀应符合ISO 23553-1的要求,否则应采取其他措施保证循环加热时燃料不喷出。同时,还应保证回流压力不会开启喷嘴切断阀。 5.2.3气体燃料自动安全切断阀 气体燃料自动安全切断阀的配置应符合以下要求: a)气体燃料燃烧器应串联安装两只自动安全切断阀; b)气体燃料自动安全切断阀的配置见表4。 表4 自动安全切断阀配置 主燃烧器额定输出热功率QF kW 主燃气 启动燃气 ≤0.1QF >0.1QF ≤70 2×B Ba 2×B >70~1 200 2×A 2×A 2×A >1 200 2×A+VP 2×Ab 2×Ab 注1:VP为阀门检漏装置。 注2:A/B是阀门的分级,见ISO 23551-1的相关要求。 a 对于液化石油气点火,需采用两个B级阀; b 如果启动燃气热功率>1 200 kW,需采用VP。 5.2.4火焰监测装置 火焰监测装置的布置应符合以下要求: a)火焰监测装置的安装位置应确保传感器不受任何无关信号的干扰。 b)点火燃烧器和主燃烧器各自安装火焰监测装置时。主火焰的火焰监测装置应不能监测到点火火焰。对于主燃烧器运行时点火燃烧器仍然在运行的系统,应安装相互独立的火焰监测装置,分别用以监测点火火焰和主火焰。 c)对于主燃烧器运行时点火燃烧器已经熄灭的燃烧器,可只安装一只能监测到点火火焰和主火焰的火焰监测装置。 5.2.5空气监测装置 燃烧器应安装空气监测装置,空气监测装置可通过压力监测、流量监测和其他能反映供风状态的测量方法监测空气流量。 5.2.6阀门检漏装置 额定输出热功率大于1 200 kW的气体燃料燃烧器应设置阀门检漏装置。 6基本要求 6.1符合性声明 本标准的制定遵循了TSG G0001有关液体和气体燃烧器的安全基本要求。 6.2 制造单位 燃烧器的制造单位应同时具备以下条件: a)与生产规模相适应的生产设备和生产场地; b)燃烧器基本试验与检测装置; c)与热能和电气控制专业相关的技术人员及专业调试人员; d)健全的质量管理体系和相应的管理制度。 6.3 专业人员 燃烧器制造、安装、调试、维修与改造等相关专业人员应具备与热能和电气控制相关的专业知识,熟悉操作和调试流程。 6.4型式试验 6.4.1具有下列情况之一的燃烧器,应进行型式试验: a)新设计的燃烧器; b)燃烧器使用燃料类别或燃烧器结构及程序控制方式发生变化时; c)燃烧器型式试验超过4年的。 6.4.2 型式试验应由经过国家特种设备安全监管部门核准具有燃烧器型式试验资质的检验检测机构进行。 6.5在用燃烧器改造后检验 在用燃烧器改造后应进行检验,检验机构应具有相应的计量认证资质。 7性能要求 7.1 安全要求 7.1.1 启动 燃烧器的启动应满足下列条件: a)安装联锁装置位置正确; b)燃料和空气的调节装置位置正确; c)火焰监测装置功能验证正确; d)空气监测装置功能验证正确; e)阀门检测功能验证正确; f)燃料预热温度已满足要求; g)雾化介质压力已满足要求; h)锅炉启动条件满足要求。 7.1.2前吹扫 7.1.2.1 点火装置通电前应对炉膛进行吹扫。 7.1.2.2前吹扫时间和前吹扫风量应符合以下要求: a)前吹扫风量应为额定输出热功率下的所需风量,并进行额定输出热功率下风门位置验证; b)前吹扫时间与前吹扫风量还应满足TSG G0001的有关要求; c)液体燃料燃烧器前吹扫时间应符合表5的要求; d)气体燃料燃烧器前吹扫时间应符合表6的要求。 表5液体燃料燃烧器前吹扫时间 额定输出热功率QF kW 前吹扫时间tq s 强制鼓风燃烧器 自然通风燃烧器 ≤400 ≥10 ≥30 >400 ≥20 ≥90 表6气体燃料燃烧器前吹扫时间 前吹扫时间tq/s 强制鼓风燃烧器 自然通风燃烧器 ≥20 ≥300 7.1.2.3 双燃料燃烧器前吹扫时间应按照7.1.2.2 d)气体燃料燃烧器的要求规定。 7.1.3后吹扫 燃烧器受控停机后,应立即进行吹扫,吹扫时间应符合表7的要求。 表7后吹扫时间 额定输出热功率QF kW 后吹扫时间th s ≤400 ≥10 >400 ≥20 7.1.4安全时间 7.1.4.1液体燃料燃烧器 醇基燃料燃烧器的点火安全时间应小于或等于3 S,其他液体燃料燃烧器的点火安全时间及熄火安全时间应符合表8的规定,点火安全时间图解见附录C。 表8液体燃料燃烧器安全时间 主燃烧器额定输出热功率QF kW 主燃烧器在额定功率下直接点火安全时间tzs s 主燃烧器在降低功率下直接点火安全时间tzs s 主燃烧器通过点火燃烧器点火 熄火安全时间te s 点火燃烧器的点火安全时间ts s 主燃烧器的主火 安全时间tzs s ≤400 ≤10 ≤10 ≤10 ≤1 >400~1200 ≤5 ≤5 ≤5 ≤1 >1200~6000 不准许 ≤5 ≤5 ≤5 ≤1 >6000 不准许 ≤5 ≤5 ≤5 ≤1 7.1.4.2气体燃料燃烧器 气体燃料燃烧器的点火安全时间应根据ts×Qs/QF≤100计算,但在任何情况下均不应超过5 s。点火安全时间和熄火安全时间应符合表9的规定,点火安全时间图解见附录C。 表9气体燃料燃烧器安全时间 主燃烧器额定输出热功率QF kW 主燃烧器在额定功率下直接点火安全时间tzs S 主燃烧器在降低功率下直接点火安全时间tzs s 带有旁路启动燃气的主燃烧器降低功率直接点火安全时间ts s 主燃烧器通过点火燃烧器点火 熄火安全时间te s 点火燃烧器的点火安全时间ts s 主燃烧器的主火安全时间tzs s QF≤70 ≤5 ≤5 ≤5 ≤1 70 7.1.5启动热功率 7.1.5.1 液体燃料燃烧器启动热功率的要求见表10。 表10 液体燃料燃烧器启动热功率 单位为千瓦 燃烧器额定输出热功率QF 额定功率下直接点火的启动热功率Qs 降低功率下直接点火的 启动热功率Qs 通过点火燃烧器点火的启动热功率Qs ≤400 ≤QF(tsmax=10 s) 400 7.1.5.2气体燃料燃烧器启动热功率的要求见表11。 表11 气体燃料燃烧器启动热功率 单位为千瓦 主燃烧器额定输出热功率QF 额定功率下直接点火的启动热功率Qs 降低功率下直接点火的启动热功率Qs 通过点火燃烧器点火 点火燃烧器的启动 热功率Qs 主燃烧器的启动 热功率Qs QF≤70 ≤QF ≤QF(tsmax=5 s) ≤0.1QF(tsmax=5 s) ≤QF(tsmax=5 s) 70 注:Qs/QF以百分数表示。 7.1.5.3双燃料燃烧器的启动热功率应按照7.1.5.2气体燃料燃烧器的要求规定。 7.1.6点火燃烧器点火 7.1.6.1液体燃料点火应符合以下要求: a)点火燃烧器用电火花点火时,若点火燃烧器的燃料切断阀与主燃烧器燃料切断阀开启的时间间隔超过5 s,应对点火火焰进行监控; b)在液体燃料的火焰未被点燃时,若在安全时间内能切断主燃料供应同时关闭点火阀的情况下,则无需在5 s的预点火时间内单独监控点火火焰,在这种情况下,点火燃料最多允许供应10 s(5 s为预点火时间,5 s为安全时间)。 7.1.6.2气体燃料点火应符合以下要求: a)除阀门检漏以外,在电火花点火装置或其他点火装置通电前点火燃气阀不应通电; b)对于输出热功率大于或等于120 kW的燃烧器,点火燃气从两个主燃气安全切断阀之间引出,在启动前,下游主燃气安全切断阀不应通电; c)点火燃气由下游主燃气安全切断阀的位置控制时,应安装调压装置使点火燃气量达到本标准要求,且燃气压力应大于系统阻力; d)出现点火火焰故障时,系统应按7.1.8的规定执行。 7.1.7主燃烧器启动 7.1.7.1 直接启动 直接点燃主火焰时应符合以下要求: a)采用电火花点火时,在吹扫结束前点火源不应通电,并应在安全时间结束前断电; b)采用热表面点火装置时,点火装置应先通电,在点火源的温度达到燃气的着火温度后,主燃气阀方可开启。 7.1.7.2通过点火燃烧器启动 点火火焰确认后方可开启主燃料安全切断阀,主火焰应建立并通过验证,否则应联锁保护,主火安全时间应符合表8与表9中的规定值。 7.1.7.3主燃气安全切断阀 除阀门检漏过程外,燃烧器上游的主燃气安全切断阀通电要求见附录C。 7.1.8重新启动 7.1.8.1前吹扫期间故障 气体燃料燃烧器前吹扫阶段发生空气流量故障时,应安全停机并联锁保护。但对输出热功率小于或等于120 kW的燃烧器,允许安全停机后进行一次重启,如果重启失败应安全停机并联锁保护。 7.1.8.2点火期间火焰故障 燃烧器点火期间发生火焰故障应安全停机并联锁保护。但对强制鼓风燃烧器,可按照完整启动程序重启,最多允许重启2次,如果2次重启均失败,应安全停机并联锁保护。 7.1.8.3运行期间火焰故障 燃烧器运行期间发生火焰故障应安全停机并联锁保护。但对输出热功率小于或等于400 kW的液体燃料(醇基燃料除外)燃烧器,允许安全停机后按完整启动程序进行一次重启,如果重启失败应安全停机并联锁保护。 7.1.9停机 7.1.9.1 受控停机 锅炉正常运行状态下,温度、压力等调节装置发出停机信号时,燃烧器应受控停机。 7.1.9.2安全停机 在启动或运行过程中,出现以下任何一种情况时燃烧器应安全停机: a)电源、动力气源中断或异常; b)燃气压力低于设定值; c)液体燃料燃烧器出现雾化介质故障、燃料压力低、燃料温度低、带有回流式喷嘴的燃烧器回流压力高、采用旋转雾化器时转杯速度低等。 7.1.9.3联锁保护 在启动和运行过程中,出现以下任何一种情况时(7.1.8所列情况除外)应能安全停机并联锁保护: a)火焰故障信号; b)燃气高压保护信号; c)空气流量故障信号; d)设有位置验证的燃烧器,位置验证异常; e)燃气阀门检漏报警信号; f)液体燃料温度超限信号; g)与锅炉有关的控制,如压力、水位、温度等参数超限。 7.2 电气安全 7.2.1 电气设备安全应满足GB 19517的规定,电气安全以直接安全措施、间接安全措施、提示性安全措施的顺序实现。 7.2.2为保证正常运行和防止电流的直接作用造成的危险,电气设备应有足够的绝缘电阻、介质强度、耐热能力、防潮湿、防污秽、阻燃性、耐漏电起痕等性能。 7.2.3所有由于工作电压、故障电流、漏电电流或类似作用而会发生危害的部位应留有足够的电气间隙和爬电距离。 7.2.4 电气设备应具有足够的机械强度、良好的外壳防护和相应的稳定性,以及适应运输的结构。外部导电部件应可靠保护接地,接地电阻小于或等于4 Ω。 7.2.5基本特性、接线、执行标准应清楚持久地标记在产品上。若不能标记在产品上,应在包装上标记或在使用说明书中说明。 7.2.6 燃烧器及控制装置之间的连接的电气安全应符合GB/T 14536.1、IEC 60335-2-102和GB/T 30597的相关要求,燃烧器制造单位应提供电气接线图和连接图。 7.3运行要求 7.3.1点火、运行及火焰稳定性 燃烧器的点火、运行及火焰的稳定性应符合以下要求: a)燃烧器点火应可靠、迅速,主火焰无脱火、回火现象,火焰根部应无飘动,且不会产生异常噪声,在负荷可调节范围内燃烧均匀、充分; b)燃烧器在额定电压、设计燃料和输出热功率调节范围内应保证连续正常燃烧; c)液体燃料燃烧器在燃料设计压力正常波动范围内运行时,火焰应稳定可靠; d)气体燃料燃烧器的燃气压力在设计值的±5%范围内波动时,火焰应稳定可靠。 7.3.2部件表面温度 燃烧器部件表面温度,应符合以下要求: a)燃烧器元器件实际工作温度在其允许范围内; b)燃烧器部件可触及但不准许触碰部分的表面温度不高于环境温度加60℃。 7.3.3过量空气系数 燃烧器在最小输出热功率下运行时,液体燃料燃烧器过量空气系数应不大于1.5,气体燃料燃烧器过量空气系数应不大于1.3;其他输出热功率下,过量空气系数应不大于1.2。表面燃烧器和自然通风气体燃烧器要求见9.3.2和9.4。 7.3.4输出热功率 燃烧器的最大输出热功率和最小输出热功率均应在其设计值的±5%范围内。 7.3.5电压适应性 燃烧器应能在其额定电压85%~110%的范围内安全运行。电压波动超过上述范围时,燃烧器应能继续正常运行或安全停机。 7.3.6耐热性 燃烧器运行时,其所有部件不应产生过热、变形或开裂。 7.3.7 自振动 燃烧器在最大输出热功率下运行时,其自振动速度应小于或等于6.3 mm/s。 7.4环保要求 7.4.1 燃烧产物的原始排放浓度 7.4.1.1液体燃料燃烧器 在型式试验条件下、正常工况稳定运行时,液体燃料燃烧器的燃烧产物的原始排放浓度应符合表12的要求,排放物的测量与修正按照附录D,烟气黑度测量参照附录E。 表12 液体燃料燃烧器燃烧产物原始排放浓度 液体燃料种类 mg/m3 COb mg/m3 烟气黑度 林格曼级 轻油 ≤250 ≤125 ≤I 重油 ≤550 ≤125 ≤I 醇基燃料 ≤110 ≤85 ≤I 其他c —d ≤125 ≤I a 燃烧器的NOx排放浓度评价见附录D。 b 原始排放浓度按照3.5%的氧量折算。 c 指其他液体燃料,如渣油、棕榈油等。 d NOx的原始排放浓度不做限值规定。 7.4.1.2气体燃料燃烧器 在型式试验条件下、正常工况稳定运行时,气体燃料燃烧器的燃烧产物的原始排放浓度应符合表13要求。 表13气体燃料燃烧器燃烧产物原始排放浓度 气体种类 mg/m3 COb mg/m3 烟气黑度 林格曼级 天然气 ≤170 ≤95 ≤I 液化石油气 ≤230 ≤95 ≤I 其他c —d ≤95 ≤I a燃烧器的NOx排放浓度评价见附录D。 b原始排放浓度按照3.5%的氧量折算。 c指除天然气和液化石油气之外的其他气体燃料。 d NOx的原始排放浓度不做限值规定。 7.4.2噪声 额定输出热功率小于或等于400 kW的燃烧器,其运行噪声应不超过80 dB(A);额定输出热功率大于400 kW的燃烧器,其运行噪声应不超过85 dB(A)。 7.5节能要求 7.5.1 在满足使用要求的前提下,宜采用高效电机或变频调速电机。 7.5.2在满足使用要求的前提下,宜采用电子比例调节方式且燃烧器的负荷调节比应尽可能大。 7.5.3在满足使用要求的前提下,宜使用低能耗的控制系统。 7.5.4燃烧器的选型及配套,应符合以下要求: a)燃烧器的火焰直径和长度应与锅炉的炉膛尺寸相匹配; b)燃烧器额定输出热功率应与锅炉的额定出力相匹配; c)宜使用在线氧量监测,提高空燃比调节精度。 8设计与制造 8.1 通用要求 燃烧器的设计应满足以下要求: a)各部件所用材料应能承受工作环境下的机械载荷、热负荷和化学负荷; b)各部件结构的设计,应保证燃烧器安全、经济运行,不发生失稳、变形或开裂等现象; c)设置火焰观测孔的燃烧器,其火焰观测孔配件结构设计应具有足够的强度且可靠密封; d)接触腐蚀性燃料的零部件应具有抗腐蚀能力; e)用于寒冷环境下的燃烧器应采取必要的防冻措施; f)燃用易爆的气体燃料时,所有电气元件设置应按照相关设备危险区划分的规定,具备相应的防爆等级; g)燃烧器及燃料管线应设置燃料供应压力、燃料调节压力、燃烧器头部的燃料压力及空气压力测点。 8.2连接与密封 燃烧器部件之间及燃烧器与锅炉之间的连接应符合以下要求: a)燃烧器应可靠地固定在锅炉上,燃烧器与锅炉之间应设置具有隔热功能的密封垫; b)需要定期维护的零部件应便于拆装; c)燃烧器中的电气设备及其连接电线、电缆应采取可靠的固定措施,确保不接触运动部件和高温部件; d)燃烧器的燃气管路应进行气压试验,试验压力为设计压力的1.5倍且不低于4 kPa,应无泄漏或变形。 8.3主要部件 8.3.1 自动控制器 自动控制器应符合GB/T 14536.6的相关要求,并满足以下要求: a)应与燃烧器的不同输出功率相匹配; b)应与燃烧器的工作模式相适应; c)控制时序设计应按照燃烧器从启动时序开始到停机结束的控制时序进行,见附录F。 8.3.2 电机、风机及可运动部件 电机、风机及可运动部件应设置防护罩或防护网。电机和风机的性能应满足以下要求: a)电机外壳的防护等级应不低于GB/T 4208中规定的IP40; b)电机的能效等级应符合GB 18613的相关要求; c)风机性能应符合JB/T 10562或JB/T 10563的相关要求。 8.3.3空气监测装置 空气监测装置应满足以下要求: a)其安装位置应能准确监测空气流量; b)风机启动前,应验证空气监测装置有效,若验证失败,则不能启动; c)空气监测装置的参数设定应与最小输出热功率匹配,燃烧产物中一氧化碳的体积含量极限不应超过1%。 8.3.4空气流量调节装置 空气流量调节装置应符合以下要求: a)燃烧器应安装风门挡板调节装置或类似装置用于调节空气流量,风门挡板的位置应有清晰标识; b)手动空气流量调节装置应有防止误操作的固定措施; c)调节装置上行和下行过程中的同一工作点上的风量应具有可重复性。 8.3.5燃料流量调节装置 燃料流量调节装置应能在设计压力范围内精确调节,燃料流量稳定可靠。流量调节装置的上行和下行过程中的同一工作点上,燃料流量应具有可重复性。 8.3.6空气/燃料比例调节装置 空气/燃料比例调节装置应符合ISO 23551-3、ISO 23552-1的相关规定,且应满足以下要求: a)空气流量和燃料流量应联动控制,且保证燃烧器的工作点具有可重复性; b)采用双伺服调节系统,要实时监测燃料流量调节阀和空气流量调节阀的阀位; c)对于多级调节燃烧器,增加负荷时应先增加风量,减少负荷时应先减少燃料; d)燃烧器在点火时应进行燃料和空气点火位置验证,点火位设置应满足7.1.5中的启动热功率要求; e)空气/燃料比例调节装置故障情况下,仍能接受控制信号,保证系统供应足够空气或安全停机。 8.3.7 点火装置 电火花点火装置应具有以下性能: a)变压器的输出电压宜高于6 kV,在连续工作时间为30 s、工作间断时间为3 min的周期性工作状态下,变压器应工作可靠和无绝缘损坏; b)高压输出端至电极放电处的非放电位置应保证足够的绝缘间隙和爬电距离,以保证电极尖端放电; c)电极绝缘层及其接线绝缘层的介电强度不应低于20 kV/mm; d)点火变压器应符合GB/T 19212.4的相关规定。 8.3.8火焰监测装置 火焰监测装置应符合GB/T 14536.6的相关规定,且满足以下要求: a)火焰监测装置应能适应燃烧器的间歇或连续运行模式,防护等级不应低于IP 40,如果露天安装,防护等级不应低于IP 54; b)燃烧器启动过程中,应对火焰监测装置进行自检,自检应在启动点火前5 s内完成,如果在前吹扫过程中火焰监测装置监测到火焰信号,则应联锁保护; c)在正常运行过程中,火焰故障响应时间不应超过1 s;如果出现火焰故障时火焰监测装置正在进行自检,则响应时间不应超过2 s。 8.3.9液体燃料自动安全切断阀 液体燃料自动安全切断阀应符合ISO 23553-1的相关要求,自动安全切断阀应为常闭阀,在失去驱动力时应快速自动关闭,自动安全切断阀应设置在燃料泵和喷嘴之间,自动安全切断阀可以与燃料泵集成在一起。 8.3.10燃料预热装置 8.3.10.1 燃用高黏度的液体燃料燃烧器应进行燃料预热。 8.3.10.2液体燃料预热热源应满足以下要求: a)热量输出应能自动控制,需要时应能立即切断; b)不应使用明火加热。 8.3.10.3液体燃料的预热温度应满足以下要求: a)常压下,液体燃料的最高预热温度应低于其开口闪点,且不应超过90℃; b)承压式预热器的最高预热温度应比相应压力下水的饱和温度至少低5℃。 8.3.11气体燃料自动安全切断阀 气体燃料自动安全切断阀应符合ISO 23551-1和ISO 23551-4的相关要求,且满足: a)自动安全切断阀为常闭阀,在失去驱动力时应快速自动关闭; b)阀门公称直径小于或等于200 mm的,在不超过1 s的时间内安全关闭;阀门公称直径大于200 mm但小于或等于300 mm的,在不超过3 s的时间内能够安全关闭;阀门公称直径大于300 mm的,在不超过5 s的时间内安全关闭。 8.3.12阀门检漏装置 阀门检漏装置应符合ISO 23551-4的相关要求,并保证在检漏过程中两个串联安装的燃气阀中的下游阀开启时间不超过3 s。阀门检漏应在前吹扫期间或之前进行。 8.3.13燃气低压保护装置 燃气低压保护装置应符合GB/T 14536.7和ISO 23551-2的相关要求,并应在燃气压力低于设定值时燃烧器能够安全停机。 8.3.14燃气高压保护装置 燃气高压保护装置应符合GB/T 14536.7和ISO 23551-2的相关要求,并应在燃气压力超过设计值的1.3倍时能联锁保护。 8.3.15燃气压力调节器 燃气压力调节器应符合ISO 23551-2的相关要求,并保证燃气压力波动范围不超过设计值的±5%。 8.3.16燃料管线 燃料管线应符合以下要求: a)气体燃料燃烧器所有燃气管线部件都应根据燃烧器供气压力进行设计,并应有防止燃气压力突然升高的安全装置或措施; b)液体燃料燃烧器用橡胶软管和软管组件应符合GB/T 24146的相关要求; c)设计和布置应能满足其工作环境下的耐腐蚀性要求。 8.4零部件制造技术要求 8.4.1 焊接件 焊接件尺寸公差应符合GB/T 19804中的相关要求,焊缝不应有裂纹、夹渣、过烧、未熔合以及熔穿等缺陷。 8.4.2 冲压件 冲压件未注尺寸公差应符合GB/T 1804的相关要求,锐边去毛刺,冲压切口粗糙度不应超过Ra 12.5,冲压件表面应防腐处理。 8.4.3 注塑件 注塑件未注尺寸公差应符合GB/T 14486—2008中表2的规定,未注形位公差按照GB/T 1184的相关规定。应满足以下要求: a)注塑件不应有明显可见的流动痕、熔合痕、气孔、剥层以及碳化烧焦等表面缺陷; b)注塑件整体应饱满,不应有凹陷、裂纹、翘曲、飞边等缺陷; c)注塑件外观不应有影响外观的缩痕; d)结构尺寸应符合技术图纸或封样样品要求。 8.4.4机械加工件 机械加工件尺寸公差应符合GB/T 1804中的相关级别的要求。 8.4.5 铸造件 铸造件尺寸公差应符合GB/T 6414中的相关规定,且应满足以下要求: a)铸造件不应有裂纹。铸件表面的型砂、芯砂、浇口、冒口、多肉、结垢及夹渣等均应清除干净。 b)铸造件上有密封要求的加工面上不应有气孔、砂眼或夹渣等缺陷。其他表面上的气孔、砂眼或夹渣等缺陷的直径应小于或等于3 mm,深度应小于或等于该处厚度的10%且小于或等于3 mm,在100 cm2的表面上缺陷数应小于或等于2处,缺陷之间的间距应大于或等于20 mm。单个铸件的全部缺陷总数应小于或等于10个。 c)除设计文件注明者外,铸件上所有转角均应为圆角,其内圆角半径应大于或等于6 mm,外圆角半径应大于或等于4 mm,铸件上不应有锐角及急剧过渡区。 d)铸件均应进行消除残余应力热处理,当铸件需进行机械加工时,热处理应在机械加工前进行。 8.5 组装 燃烧器的组装应符合技术文件的要求,燃烧器的所有连接与联动机构应动作灵活、可靠到位,不应有卡死现象,各部件安装位置应正确可靠。 8.6外观 燃烧器壳体表面防护装饰面漆应完整、均匀、光洁,不应有划伤和脱落。 9特殊要求 9.1醇基燃料燃烧器 9.1.1设计与安装要求 醇基燃料燃烧器的设计除应遵守液体燃料燃烧器的通用要求以外,还应满足以下要求: a)雾化喷嘴、燃料输送管路、安全切断阀等零部件的材料应选用耐腐蚀的材质; b)燃料泵应适应醇基燃料特性,宜采用柱塞泵或叶片泵; c)燃料泵应由独立电机驱动,泵的启停应与安全切断阀开闭保持同步; d)燃料泵的电机和安全切断阀应满足防爆安全要求; e)燃料输送管路的终端宜采用耐腐蚀的金属软管连接; f)燃料泵的管路上应设置排空装置; g)燃烧器本体的燃料输送管路应进行耐压试验,耐压试验压力为设计压力的1.5倍,应无泄漏。 9.1.2使用要求 醇基燃料燃烧器应使用符合GB 16663要求的醇基燃料。应调节适当的空燃比,确保醇基燃料充分燃烧,原始排放浓度满足表12中的规定,并防止产生醛类等污染物。 9.2生物质热解气燃烧器 生物质热解气燃烧器的设计除了满足气体燃料燃烧器的通用要求外,还应满足以下附加要求: a)设置可靠的点火燃烧器,以轻油、天然气或液化石油气等高热值的燃料点火; b)结构设计上应设置焦油清洗口。 9.3表面燃烧器 9.3.1 设计要求 表面燃烧器的设计除应遵守气体燃料燃烧器的通用要求以外,还应满足以下要求: a)预混段应确保燃气与空气混合均匀,预混段应严格保证气密性,防止预混气体泄漏。 b)额定输出功率大于2 100 kW时,预混段应设于风机出口。当预混段设于风机入口处时,风机应为防爆风机。 c)应设置燃气和空气过滤装置,过滤装置孔隙应不大于燃烧头孔隙,保证安全运行。 d)空气过滤器出口应设置负压监测、流量监测或其他能反映实际供风状态的装置,过滤器堵塞时应联锁保护。 e)火焰筒内部应设置预防回火监测装置,如温度监测、光监测、离子监测等。如预防回火监测装置检测到信号,应能立即切断燃料供应。 f)燃烧器后吹扫时间应大于或等于30 s。 g)额定输出热功率大于400 kW的燃烧器应采用点火火焰引燃。 h)额定输出热功率大于400 kW的燃烧器主火安全时间应小于或等于5 s。 i)预混段的燃气入口段应安装阻火器。 j)预混段应良好接地。 9.3.2 使用维护 表面燃烧器在使用时应满足以下要求: a)在额定输出热功率状态下运行时,过量空气系数应不大于1.6; b)运行时不应有啸叫、喘振等异常状况; c)金属纤维燃烧头应定期维护,维护周期应不超过6个月,金属纤维不应有任何损坏; d)空气过滤器应定期清洗。 9.4 自然通风燃烧器 自然通风燃烧器除应符合气体燃料燃烧器的通用要求以外,在具有封闭燃烧室的锅炉上使用时,还应满足以下要求: a)运行中保持适宜的炉膛负压,并实现炉膛负压联锁保护; b)应安装一台吹扫风机; c)停机后,风门应处于全开位置; d)在最小输出热功率下运行时,过量空气系数应不大于1.4;在其他输出热功率下运行时,过量空气系数应不大于1.3。 10检验、试验与检测 10.1 通用要求 燃烧器的型式试验、出厂检验和在用检测应符合以下要求: a)型式试验 1)输出热功率小于或等于7 000 kW的一体式燃烧器原则上应在测试炉上进行型式试验; 2)对于分体式燃烧器以及输出热功率大于7 000 kW的燃烧器,可以在配套锅炉上进行试验,但应在试验报告中说明锅炉的型号、参数以及制造单位; 3)对燃烧器的结构、功能和运行特性进行测试,且测试所有指定的运行工况。 b)出厂检验 1)由燃烧器制造单位进行检验,并出具相应报告; 2)进行冷态功能流程检验和热态安全控制功能验证检验; 3)产品检验合格方可出厂。 c)在用检测 1)由燃烧器使用单位或委托有能力的机构进行,并出具相应报告; 2)在用燃烧器的检验周期为1年; 3)检查控制与安全装置的性能是否可靠。 10.2 型式试验 10.2.1 样机数量 型式试验的样机数量为每个型号1台。 10.2.2 覆盖原则 10.2.2.1 燃烧器型式试验的覆盖原则,是同一系列中同一功率等级的不同型号的燃烧器型式试验相互覆盖。 10.2.2.2对于被覆盖的燃烧器,型式试验机构对制造商提供的产品安全性声明资料及出厂技术文件等资料审查后,在已通过型式试验的燃烧器型式试验证书与报告中注明其可覆盖的燃烧器型号。 10.2.3试验条件和项目 型式试验条件见附录G,型式试验项目见附录H。 10.2.4试验方法 型式试验方法按照附录I的规定进行。 10.2.5 结果判定 在规定的检验项目中,每个检验项目均符合要求,则判定型式试验合格。 10.3 出厂检验 10.3.1 检验数量 每台产品出厂前均应进行出厂检验。 10.3.2检验项目 出厂检验项目见附录H。 10.3.3检验方法 出厂检验方法按照附录I的规定进行。 10.3.4 结果判定 在规定的检验项目中,若有任何一项不符合要求,允许在采取措施后重新进行检验;若重新检验时该项目仍不符合要求,则判该产品不合格。 10.4在用检测 10.4.1 检测项目 在用检测项目见附录H。 10.4.2检测方法 在用检测方法按照附录I的规定进行。 10.5在用燃烧器改造后的检验 在用燃烧器改造后的检验项目按照录H,并根据实际改造情况进行相关内容的测试,测试结果应符合本标准的相关要求。 11技术文件与标识 11.1产品出厂技术文件 燃烧器出厂时,应至少附有以下出厂技术文件(用中文表示,并且采用国际单位制): a)产品外形及安装尺寸图; b)电气接线图; c)产品使用说明书; d)产品合格证书; e)产品型式试验合格证书或检验抽查合格证明(复印件); f)产品装箱清单。 11.2产品使用说明书 产品使用说明书应包括以下内容: a)产品结构和工作原理; b)产品性能说明(含燃烧器工作曲线或输出热功率范围); c)安装要求; d)操作方法的详细说明; e)维护保养说明; f)警示和注意事项。 11.3铭牌 应在燃烧器显著位置安装铭牌,标明以下内容(用中文表示,并且采用国际单位制): a)产品型号; b)产品编号; c)型式试验证书编号; d)燃烧器额定输出热功率; e)燃料品种; f)燃料压力; g)电源参数; h)制造单位名称; i)制造日期。 11.4其他产品标识 产品安全标识应符合以下要求: a)风机外壳上应有旋转方向标识; b)在设有高压点火装置的部位,应设置“高压、危险!”的警示标识; c)应在燃烧器显著位置黏贴型式试验合格标识。 12包装、运输和贮存 12.1 包装 产品的包装应符合以下要求: a)包装一般为木板箱,箱体应采取加固措施,其牢固程度应能保证在运输过程中箱体不发生破损; b)包装箱内壁应敷设完整的防水油毡,箱内产品应罩以塑料薄膜; c)产品装箱应符合GB/T 13384的相关规定,装箱件的名称、编号和数量应与装箱单的内容一致。 12.2运输 产品运输过程中,应对包装箱采取可靠的固定措施和防淋雨、溅水措施。 12.3贮存 产品应贮存于通风、干燥,无腐蚀气体的室内场所。 13安装、调试与使用 13.1 安装 13.1.1燃烧器安装 燃烧器的安装应满足以下要求: a)燃烧器应由专业人员按照制造单位提供的技术文件进行安装; b)外部接线应按照制造单位提供的接线图施工; c)燃烧器及其部件的搬运和安装过程应平稳,避免冲击和碰撞; d)燃烧器各部件应正确安装和固定,所有部件在拆卸、重装后应能够恢复到原来位置。 13.1.2燃料管道安装 燃料管道的安装应符合以下要求: a)燃料管线上的元件安装位置应易于操作维护; b)需要定期检验的燃气管线上的元件,可以通过机械连接来保证其稳固性; c)燃烧器与燃料供应管宜采用硬管或金属软管连接,如果采用非金属软管,则在其外部包裹耐腐蚀的金属编织层,并且长度尽可能短、弯曲半径符合硬管连接的最小弯曲半径要求,还应满足燃料管线耐压要求。 13.1.3其他 其他安装要求应符合以下规定: a)燃烧器的安装法兰与锅炉的安装法兰之间,应设置由隔热材料制作的密封垫,密封垫的厚度应不小于5 mm,并且具有足够的强度; b)采用可退出、铰链旋转或其他方式打开的燃烧器,安装位置应留有足够的燃烧器退出或旋转空间; c)燃烧器风机入口处,不应有影响空气流通的障碍物; d)主燃气控制阀系统应尽可能靠近燃烧器安装,且便于维修; e)燃气控制阀系统带放散阀的,其排空管出口应通向室外安全地方且高于建筑物2 m; f)在主燃气控制阀系统的所有自动控制阀的上游,应设有一个手动快速切断阀; g)应在液体燃料供给母管上设有一只手动快速切断阀,为防止超压,燃料供给系统应设置超压泄压装置,泄压燃料应安全泄放到燃料箱或泵入口管道; h)手动快速切断阀的安装位置应便于操作,并能防止误操作; i)燃气压力调节器的安装位置应与安全切断阀保持一定距离,便于操作。 13.2现场调试 13.2.1 冷态调试 在不点火燃烧的情况下,对燃烧器进行功能性能测试和调整。测试过程中可使用模拟控制信号。冷态调试应符合以下要求: a)确认燃烧器各部分的安装、连接正确、牢固; b)锅炉、燃烧器各控制点的设定参数正确,模拟信号源等专用设备状态正常; c)冷态调试的主要内容包括: 1)验证燃烧器各组成部分的功能状态; 2)验证燃烧器系统的运行程序符合设计要求; 3)验证安全联锁保护装置动作正确、可靠; d)调试中出现异常情况时,应查明原因并进行调整或更换,直至合格; e)记录调试结果。 13.2.2 热态调试 在锅炉(或测试炉)上点火运行,对燃烧器的燃烧性能进行测试和调整,以满足设计要求。热态调试应符合以下要求: a)应在冷态调试合格的基础上进行; b)热态调试的主要内容包括: 1)点火的可靠性; 2)正常运行时的燃烧性能:火焰监测可靠;火焰形态符合设计要求;负荷调节灵活,燃烧稳定;烟气排放符合设计要求; 3)确认安全联锁保护功能正常可靠; c)调试中出现异常情况时,应能安全停机,查明原因并进行调整或更换,重新试验直到符合设计要求; d)记录调试过程和结果。 |
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