Thiết bị đốt khí – tìm nhà sản xuất và nhà cung cấp

Các đầu đốt khí tạo ra nhiệt cho các hệ thống sưởi ấm, quy trình công nghiệp, các hoạt động xử lý nhiệt và các ứng dụng thương mại thông qua quá trình đốt cháy có kiểm soát các loại nhiên liệu khí.

Tùy thuộc vào thiết kế, có thể sử dụng khí tự nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), khí sinh học, khí quá trình hoặc các loại nhiên liệu khí phù hợp khác.
Bếp đốt khí kết hợp nhiên liệu khí và không khí đốt theo tỷ lệ xác định, đốt cháy hỗn hợp và tạo ra ngọn lửa phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.
Bếp đốt khí được sử dụng, trong số những ứng dụng khác, trong nồi hơi, lò nung, hệ thống sấy khô, nhà máy nấu chảy, thiết bị xử lý nhiệt, bếp thương mại và các ứng dụng trong xưởng.
Tùy thuộc vào ứng dụng, chúng có sẵn dưới dạng đầu đốt khí tự nhiên, đầu đốt khí cưỡng bức, đầu đốt khí trộn sẵn, đầu đốt khí bề mặt, đầu đốt khí công nghiệp hoặc đầu đốt khí cầm tay và để bàn nhỏ gọn.
Phần sau đây cung cấp một cái nhìn tổng quan về các thiết kế điển hình, ứng dụng, ưu điểm, hạn chế và các tiêu chí lựa chọn quan trọng đối với đầu đốt khí.

Các loại đầu đốt khí

Đầu đốt khí tự nhiên

Đầu đốt khí tự nhiên sử dụng áp suất và lưu lượng của khí thoát ra để hút một phần không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy.
Không khí bổ sung từ môi trường xung quanh sẽ đi vào ngọn lửa. Loại đầu đốt này không cần quạt riêng.
Đầu đốt khí tự nhiên được sử dụng, ví dụ, trong các thiết bị sưởi ấm, thiết bị nấu nướng, thiết bị phòng thí nghiệm và các hệ thống thương mại quy mô nhỏ.
Chất lượng quá trình đốt cháy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm áp suất khí, nguồn cung cấp không khí, hình dạng đầu đốt và điều kiện môi trường xung quanh.

Đầu đốt khí hút gió cưỡng bức

Đầu đốt khí hút cưỡng bức cung cấp không khí đốt bằng quạt.
Do đó, thể tích khí và không khí có thể được điều chỉnh chính xác, đảm bảo hoạt động ổn định trong các dải công suất khác nhau.
Đầu đốt khí hút gió cưỡng bức thường được sử dụng trên nồi hơi, máy tạo nhiệt, hệ thống sấy và các hệ thống đốt công nghiệp.
Tùy thuộc vào thiết kế, chúng hoạt động ở chế độ một giai đoạn, hai giai đoạn, hai giai đoạn tiến bộ hoặc chế độ điều chỉnh.

Đầu đốt trộn trước

Trong các đầu đốt trộn trước, khí và không khí đốt cháy được trộn lẫn phần lớn trước khi thoát ra khỏi đầu đốt.
Hỗn hợp đã được chuẩn bị sau đó cháy trên bề mặt đầu đốt hoặc bên trong đầu đốt.
Việc tạo hỗn hợp đồng nhất có thể tạo ra ngọn lửa gọn gàng, phân bố nhiệt đều và mức phát thải thấp.
Thiết kế phải đảm bảo ngăn chặn đáng tin cậy hiện tượng ngọn lửa bùng ngược trở lại phần trộn.

Đầu đốt bề mặt

Đầu đốt bề mặt phân phối hỗn hợp khí-không khí trên một bề mặt đầu đốt rộng hơn.
Quá trình đốt cháy diễn ra, ví dụ, trên các sợi kim loại, bề mặt gốm, tấm đục lỗ hoặc các bộ phận đầu đốt có hình dạng đặc biệt.
Đầu đốt bề mặt cung cấp công suất nhiệt đồng đều và có thể được sử dụng để gia nhiệt trực tiếp, sấy khô, phủ lớp hoặc xử lý nhiệt.
Bề mặt đầu đốt phải phù hợp với nhiệt độ yêu cầu, công suất nhiệt bề mặt và môi trường quá trình.

Đầu đốt khí hồng ngoại

Đầu đốt khí hồng ngoại làm nóng bề mặt đầu đốt bằng gốm hoặc kim loại, từ đó phát ra một phần lớn năng lượng dưới dạng bức xạ nhiệt.
Do đó, nhiệt có thể được truyền trực tiếp đến phôi, vật liệu hoặc bề mặt sản phẩm.
Các ứng dụng điển hình bao gồm các quy trình sấy khô, hệ thống sơn và phủ, chế biến thực phẩm, các thao tác co rút và sưởi ấm nơi làm việc.
Khoảng cách, hướng đặt và lớp chắn ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt trên vật liệu đang được gia nhiệt.

Đầu đốt khí công nghiệp

Đầu đốt khí công nghiệp được thiết kế cho các quy trình nhiệt cụ thể trong lò nung, máy sấy, bình phản ứng và hệ thống sản xuất.
Chúng có sẵn với các dải công suất, hình dạng ngọn lửa và vị trí lắp đặt khác nhau.
Tùy thuộc vào quy trình, có thể cần ngọn lửa dài hoặc ngắn, tốc độ dòng chảy cao, tuần hoàn khí thải mạnh hoặc phân bố nhiệt độ đặc biệt đồng đều.
Thiết kế thường được điều chỉnh phù hợp với từng hệ thống cụ thể, có tính đến buồng đốt, môi trường quá trình, nhiệt độ và khả năng điều khiển cần thiết.

Đầu đốt khí một cấp và nhiều cấp

Đầu đốt khí một cấp về cơ bản hoạt động ở công suất cố định và được bật hoặc tắt tùy theo nhu cầu nhiệt.
Đầu đốt hai cấp có thể chuyển đổi giữa cấp công suất thấp và cao.
Thiết kế nhiều giai đoạn cho phép thích ứng tốt hơn với các điều kiện tải thay đổi và có thể giảm tần suất các chu kỳ bật/tắt.
Đối với các quy trình có nhu cầu nhiệt biến động mạnh, việc điều khiển công suất liên tục có thể mang lại lợi thế.

Đầu đốt gas điều chỉnh công suất

Đầu đốt khí điều chỉnh liên tục điều chỉnh công suất của mình trong phạm vi điều khiển xác định để phù hợp với nhu cầu nhiệt hiện tại.
Để thực hiện điều này, lưu lượng khí và không khí được điều chỉnh đồng thời và giám sát bởi hệ thống điều khiển đầu đốt phù hợp.
Chức năng điều chỉnh công suất giúp duy trì nhiệt độ quá trình đồng đều hơn, kéo dài thời gian vận hành và nâng cao hiệu quả hoạt động của nhà máy.
Phạm vi điều chỉnh có thể sử dụng phụ thuộc vào thiết kế đầu đốt, buồng đốt, loại khí và hệ thống điều khiển.

Đầu đốt khí một ngọn lửa và nhiều ngọn lửa

Đầu đốt khí ngọn đơn tạo ra một ngọn lửa tập trung về mặt không gian.
Chúng được sử dụng, ví dụ, cho việc sưởi ấm cục bộ, các hoạt động trong xưởng, ứng dụng trong phòng thí nghiệm, bếp nấu ăn hoặc các quy trình nhiệt quy mô nhỏ.
Đầu đốt đa ngọn lửa phân phối nhiệt qua nhiều lỗ thoát lửa và có thể làm nóng các khu vực rộng hơn hoặc có hình dạng không đều.
Đầu đốt hình vòng, đầu đốt dạng đường thẳng, đầu đốt hình bầu dục và các thiết kế đặc biệt được lựa chọn tùy theo yêu cầu phân phối nhiệt.

Ứng dụng của đầu đốt gas

Hệ thống sưởi ấm và tạo nhiệt

Trong các hệ thống sưởi ấm, đầu đốt khí tạo ra nhiệt cho nồi hơi, máy tạo khí nóng, hệ thống dầu nhiệt và các thiết bị tạo nhiệt khác.
Công suất của đầu đốt phải phù hợp với dải công suất của thiết bị tạo nhiệt và sức cản của buồng đốt.
Việc điều khiển phối hợp giữa đầu đốt, nồi hơi và hệ thống sưởi là yếu tố thiết yếu để đảm bảo vận hành an toàn và tiết kiệm.

Lò công nghiệp và hệ thống xử lý nhiệt

Các đầu đốt khí làm nóng lò công nghiệp được sử dụng cho các quá trình như tôi cứng, ủ, rèn, nung kết, nung và các quy trình xử lý nhiệt khác.
Tùy thuộc vào quy trình, có thể yêu cầu nhiệt độ cao, tốc độ gia nhiệt xác định hoặc phân bố nhiệt độ đồng đều.
Ngọn lửa chỉ được tác động lên phôi, lớp lót lò và môi trường quá trình theo cách dự định.

Hệ thống sấy và phủ

Trong các hệ thống sấy khô, đầu đốt khí cung cấp nhiệt cho quá trình sấy khô sơn, lớp phủ, vật liệu xây dựng, giấy, dệt may, gỗ hoặc các sản phẩm nông nghiệp.
Nhiệt có thể được truyền trực tiếp qua khí nóng hoặc gián tiếp qua bộ trao đổi nhiệt.
Với phương pháp gia nhiệt trực tiếp, cần xác định xem các sản phẩm cháy có được phép tiếp xúc với vật liệu đang được sấy khô hay với môi trường quá trình hay không.

Chế tạo kim loại

Đầu đốt khí được sử dụng để làm nóng sơ bộ, gia nhiệt, nắn thẳng bằng ngọn lửa, hàn, nấu chảy và các thao tác khác liên quan đến vật liệu kim loại.
Công suất ngọn lửa, hình dạng ngọn lửa và nhiệt độ có thể đạt được phải phù hợp với vật liệu và phương pháp xử lý.
Việc gia nhiệt không đều có thể gây biến dạng, ứng suất bên trong hoặc thay đổi tính chất vật liệu.

Chế biến thực phẩm và thiết bị bếp thương mại

Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm và thiết bị bếp thương mại, đầu đốt gas được sử dụng để nấu, nướng, rang, nướng trên vỉ, xử lý bằng ngọn lửa và gia nhiệt.
Tùy thuộc vào ứng dụng, người ta sử dụng ngọn lửa hở, đầu đốt hình vòng, đầu đốt dạng dải hoặc hệ thống gia nhiệt gián tiếp.
Khả năng vệ sinh, lựa chọn vật liệu, an toàn khi đánh lửa và phân phối nhiệt đồng đều là những yếu tố đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực này.

Công trường xây dựng và các ứng dụng trong xưởng

Bếp gas di động được sử dụng cho các công việc lợp mái, sấy khô, co rút, diệt cỏ, sưởi ấm và các hoạt động khác trong xưởng.
Khí dầu mỏ hóa lỏng từ bình chứa hoặc hệ thống cung cấp di động thường được sử dụng làm nhiên liệu.
Ống dẫn, bộ điều chỉnh áp suất, các đầu nối và thiết bị an toàn phải phù hợp với loại khí, áp suất vận hành và điều kiện sử dụng.

Ứng dụng trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm

Các đầu đốt khí nhỏ tạo ra ngọn lửa có thể điều chỉnh trong phòng thí nghiệm để sưởi ấm, khử trùng hoặc xử lý mẫu và thiết bị.
Tùy thuộc vào môi trường làm việc, có thể cần sử dụng các đầu đốt an toàn có chức năng giám sát ngọn lửa và ngắt khí tự động.
Việc sử dụng phải được phối hợp với hệ thống thông gió, thiết kế nơi làm việc và các chất liên quan.

Ưu điểm của đầu đốt khí

• Cung cấp nhanh chóng năng lượng cho quá trình xử lý và gia nhiệt
• Có thể gia nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp
• Dải công suất và kiểu dáng đa dạng
• Kiểm soát công suất nhiệt tốt
• Có sẵn các phiên bản điều chỉnh liên tục
• Có thể tạo ra các hình dạng ngọn lửa khác nhau
• Có thể đạt được nhiệt độ quá trình cao
• Có thể thiết kế đầu đốt nhỏ gọn
• Hoạt động với các loại nhiên liệu khí khác nhau
• Tích hợp vào các hệ thống tự động và hệ thống điều khiển
• Phân phối nhiệt đồng đều với đầu đốt bề mặt hoặc đầu đốt đa ngọn lửa
• Có sẵn các phiên bản di động để sử dụng trong xưởng và công trường

Hạn chế của đầu đốt khí

• Nguồn cung cấp khí, áp suất khí và đầu đốt phải được điều chỉnh chính xác.
• Quá trình đốt cháy không hoàn toàn có thể tạo ra khí carbon monoxide, bồ hóng và các sản phẩm đốt cháy không mong muốn khác.
• Cần có nguồn cung cấp không khí đốt đủ để vận hành.
• Khí thải phải được xả ra ngoài một cách an toàn tùy thuộc vào loại đầu đốt và ứng dụng.
• Đường ống dẫn khí bị rò rỉ hoặc các phụ kiện bị hỏng có thể gây ra rủi ro an toàn đáng kể.
• Hệ thống đánh lửa, giám sát ngọn lửa và ngắt an toàn phải hoạt động đáng tin cậy.
• Ngọn lửa có thể làm quá nhiệt cục bộ các vật liệu hoặc sản phẩm.
• Đầu đốt hở không phù hợp với môi trường dễ nổ hoặc dễ cháy.
• Thành phần khí và giá trị nhiệt lượng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của đầu đốt.
• Tiếng ồn do quá trình đốt cháy và tiếng ồn của quạt có thể yêu cầu các biện pháp cách âm.
• Các lỗ mở của đầu đốt bị bám bẩn hoặc lưu lượng không khí được điều chỉnh không đúng cách sẽ làm giảm chất lượng quá trình đốt cháy.
• Việc bảo trì và điều chỉnh nhiều hệ thống chỉ được thực hiện bởi nhân viên có trình độ chuyên môn.

Các tiêu chí lựa chọn quan trọng đối với đầu đốt khí

Loại khí

Bước đầu tiên là xác định loại nhiên liệu khí sẽ được sử dụng.
Khí tự nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), khí sinh học và các loại khí công nghiệp có sự khác biệt về giá trị nhiệt, thành phần, mật độ và áp suất cấp khí yêu cầu.
Đầu đốt, van khí, vòi phun, gioăng và các bộ phận điều khiển phải hoàn toàn phù hợp với loại khí dự kiến sử dụng.

Công suất đầu ra của đầu đốt

Công suất đầu ra yêu cầu của đầu đốt phụ thuộc vào nhu cầu nhiệt của quy trình hoặc thiết bị sinh nhiệt.
Ngoài công suất tối đa, công suất tối thiểu có thể sử dụng liên tục cũng cần được xem xét.
Một đầu đốt có công suất quá lớn có thể phải hoạt động theo chu kỳ thường xuyên hoặc không đảm bảo khả năng điều khiển đủ. Một đầu đốt có công suất quá nhỏ có thể không đạt được nhiệt độ hoặc thời gian gia nhiệt yêu cầu.

Tỷ lệ điều chỉnh công suất

Tỷ lệ điều chỉnh mô tả mối quan hệ giữa công suất tối đa và công suất tối thiểu của đầu đốt.
Khi nhu cầu nhiệt thay đổi, dải điều khiển rộng sẽ giúp thích ứng tốt hơn với quy trình.
Tuy nhiên, công suất tối thiểu có thể sử dụng có thể bị giới hạn bởi buồng đốt, hệ thống khí thải và yêu cầu về độ ổn định của ngọn lửa.

Thiết kế đầu đốt

Đầu đốt khí quyển, đầu đốt hút gió cưỡng bức, đầu đốt trộn trước và đầu đốt bề mặt có sự khác biệt đáng kể về nguồn cung cấp không khí, hình thành ngọn lửa và các ứng dụng có thể áp dụng.
Thiết kế phù hợp phụ thuộc vào công suất, buồng đốt, quy trình, yêu cầu điều khiển và thiết bị nhà máy sẵn có.
Đối với việc mua để thay thế, cũng cần xem xét kích thước lắp đặt, ống đốt, mặt bích và vị trí kết nối.

Hình dạng ngọn lửa

Hình dạng ngọn lửa ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt và phân bố nhiệt độ bên trong buồng đốt.
Tùy thuộc vào ứng dụng, có thể cần ngọn lửa ngắn, dài, rộng, xoay hoặc có hướng tập trung cao.
Ngọn lửa không được va chạm một cách không kiểm soát vào thành lò, bề mặt bộ trao đổi nhiệt, phôi gia công hoặc các bộ phận nhạy cảm của nhà máy.

Nguồn cung cấp không khí đốt

Phải có đủ không khí đốt để đảm bảo quá trình đốt cháy hoàn toàn.
Đối với các đầu đốt khí quyển, cần phải tính đến nguồn cung cấp không khí trong phòng và các điều kiện lắp đặt. Các đầu đốt có quạt gió cưỡng bức cần có quạt phù hợp và các đường dẫn khí được xác định rõ.
Sự thay đổi áp suất không khí, bộ lọc không khí bị bẩn hoặc các cửa hút khí bị tắc có thể ảnh hưởng đến hiệu suất đốt cháy.

Áp suất khí và hệ thống dẫn khí

Áp suất khí có sẵn tại vị trí lắp đặt phải nằm trong phạm vi hoạt động cho phép của đầu đốt.
Hệ thống dẫn khí có thể bao gồm các bộ lọc, bộ điều chỉnh áp suất, van, công tắc áp suất, hệ thống kiểm tra van và các thiết bị an toàn khác.
Tất cả các thành phần phải được thiết kế phù hợp với loại khí, lưu lượng, mức áp suất định mức và các yêu cầu an toàn cần thiết.

Khởi động và giám sát ngọn lửa

Đầu đốt khí cần có hệ thống đánh lửa đáng tin cậy và hệ thống giám sát ngọn lửa phù hợp.
Việc đánh lửa có thể được thực hiện bằng điện hoặc thông qua một đầu đốt pilot được giám sát, ví dụ.
Nếu không phát hiện ngọn lửa ổn định trong khoảng thời gian an toàn quy định, nguồn cung cấp khí phải được ngắt an toàn.

Hệ thống điều khiển và giao diện

Hệ thống điều khiển đầu đốt điều phối các quá trình xả khí trước, đánh lửa, giải phóng khí, điều khiển công suất và ngắt an toàn.
Có thể cần các giao diện tương tự, kỹ thuật số hoặc hỗ trợ bus để tích hợp vào các hệ thống tự động.
Trong quá trình lựa chọn, cần xác định các tín hiệu, trạng thái hoạt động, thông báo lỗi và các giá trị đo lường nào phải được truyền đến hệ thống điều khiển cấp cao hơn.

Phát thải

Tùy thuộc vào loại khí, thiết kế đầu đốt và cách điều chỉnh, quá trình đốt cháy sẽ tạo ra các mức phát thải khác nhau.
Đặc biệt, oxit nitơ, carbon monoxide và các thành phần chưa cháy có thể ảnh hưởng đến thiết kế và việc phê duyệt nhà máy.
Các giới hạn phát thải yêu cầu cần được xác định trong quá trình mua sắm và được kiểm chứng trong các điều kiện vận hành thực tế.

Nhiệt độ quá trình và truyền nhiệt

Chỉ riêng nhiệt độ quá trình yêu cầu là chưa đủ để lựa chọn đầu đốt.
Thời gian gia nhiệt, phân bố nhiệt, điều kiện dòng chảy, khoảng cách đến sản phẩm và loại truyền nhiệt cũng phải được xem xét.
Đối với các sản phẩm nhạy cảm, việc gia nhiệt gián tiếp hoặc sử dụng bề mặt đầu đốt lớn hơn có thể là lựa chọn ưu tiên hơn so với ngọn lửa tập trung.

Buồng đốt và áp suất ngược

Kích thước và sức cản dòng chảy của buồng đốt ảnh hưởng đến việc lựa chọn đầu đốt khí có hệ thống hút cưỡng bức.
Quạt phải cung cấp được lưu lượng không khí cần thiết ngay cả khi phải chống lại áp suất hiện có trong lò.
Do đó, cần đánh giá kết hợp các đường cong hiệu suất của nhà sản xuất và thông tin từ kỹ sư nhà máy.

Vật liệu và điều kiện môi trường

Đầu đầu đốt, ống đốt, vỏ và các vòng đệm phải chịu được nhiệt độ và điều kiện môi trường gặp phải.
Độ ẩm, bụi, môi trường ăn mòn, rung động và sự dao động nhiệt độ mạnh có thể đòi hỏi phải sử dụng vật liệu đặc biệt hoặc các mức bảo vệ phù hợp.
Các yêu cầu bổ sung về khả năng làm sạch và chống ăn mòn thường được áp dụng trong các ứng dụng thực phẩm, hóa chất và ngoài trời.

Tiêu chuẩn và sự tuân thủ

Các yêu cầu pháp lý, quy tắc kỹ thuật và tiêu chuẩn khác nhau được áp dụng tùy thuộc vào thiết kế và ứng dụng của đầu đốt.
Đối với các đầu đốt khí có hệ thống hút cưỡng bức, các yêu cầu của tiêu chuẩn EN 676 có thể áp dụng. Đối với các thiết bị sử dụng khí nằm trong phạm vi áp dụng, các quy định của Quy định về Thiết bị Sử dụng Khí của Châu Âu cũng phải được xem xét.
Các hệ thống quy trình công nghiệp có thể phải tuân theo các yêu cầu bổ sung liên quan đến nhà máy, an toàn lao động và khí thải. Do đó, cần kiểm tra các tài liệu cần thiết cho ứng dụng cụ thể.

Bảo trì và tính sẵn có của phụ tùng thay thế

Đầu đốt khí phải được kiểm tra, vệ sinh và, nếu cần thiết, điều chỉnh lại theo định kỳ.
Các bộ phận dễ tiếp cận như điện cực đánh lửa, cảm biến ngọn lửa, vòi phun, bộ lọc và các bộ phận hao mòn giúp đơn giản hóa việc bảo trì.
Đối với các hệ thống vận hành liên tục, tính sẵn có của phụ tùng thay thế, tài liệu kỹ thuật và dịch vụ khách hàng dễ tiếp cận là những tiêu chí mua sắm quan trọng.

Tóm tắt

Đầu đốt khí đốt cháy khí tự nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng, khí sinh học, khí quá trình hoặc các loại nhiên liệu khí phù hợp khác và chuyển hóa chúng thành nhiệt năng có thể sử dụng.
Tùy thuộc vào ứng dụng, người ta sử dụng các loại đầu đốt khí như đầu đốt khí tự nhiên, đầu đốt khí cưỡng bức, đầu đốt khí trộn sẵn, đầu đốt khí bề mặt, đầu đốt hồng ngoại hoặc các đầu đốt công nghiệp chuyên dụng cho từng ứng dụng cụ thể.
Các ứng dụng điển hình bao gồm hệ thống sưởi ấm, lò công nghiệp, hệ thống sấy khô, gia công kim loại, chế biến thực phẩm, công trường xây dựng và phòng thí nghiệm.
Các tiêu chí lựa chọn chính bao gồm loại khí, công suất đầu ra của đầu đốt, tỷ lệ điều chỉnh công suất, hình dạng ngọn lửa, áp suất khí, nguồn cung cấp không khí đốt, buồng đốt, hệ thống đánh lửa, giám sát ngọn lửa, khí thải và các giao diện.
Vì đầu đốt khí là các thành phần liên quan đến an toàn, nên đầu đốt, hệ thống dẫn khí, hệ thống điều khiển và nhà máy phải được phối hợp và vận hành theo các yêu cầu hiện hành.

Đầu đốt khí được cung cấp bởi nhiều nhà sản xuất và nhà cung cấp khác nhau. Thông tin toàn diện về các nhà sản xuất và nhà cung cấp đầu đốt khí trên toàn thế giới có thể được tìm thấy trên Exportpages.