燃烧炉油枪结构的改进

【摘 要】本文阐明了燃烧炉油枪工作原理，在膨丝生产线投入生产过程后，因燃烧炉经常频繁熄火，造成烟丝断料，影响产品质量；每次清理维修油枪和再次点火会花费比较长的时间，对生产的连续化造成了很大影响，经过对喷嘴结构分析，找出了存在的缺陷，利用机械制图、密封件设计及装配实现。设计出符合膨胀烟丝生产线燃烧炉要求的油枪结构，解决燃烧炉熄火故障及安全隐患。

【关键词】燃烧炉 油枪喷嘴 熄火

燃烧炉（IN-60），它是膨丝生产线热端的重要设备，其作用是提供热源，使工艺气体获得高温，使经过一定压力的二氧化碳液体浸泡的干冰烟丝与升华器中高温气体接触，高温气流使烟丝中的干冰急剧升华、水分迅速蒸发，在两者共同作用下，烟丝得到充分膨胀，烟丝中焦油等有害物质的含量也大大降低，膨胀后烟丝的体积约为膨胀前的一倍，形成满足工艺要求的膨胀烟丝。

1 生产现状

燃烧炉的结构主要由炉头、炉身、工艺气体加热器、废气加热器、管路系统、输送风道、废气管道、电气控制系统组成，炉头上设置有燃烧室、火焰探测器、文丘里管束、点火枪、油枪等。其中燃烧器系统的功能是通过燃料的燃烧释放出热量，主要由燃烧器、燃料管路、点火管路、压缩空气管路、助燃风机、油泵电机、配比风门及伺服电机、燃烧炉点火控制器、火焰探测器、点火变压器、燃料切断阀、压力开关等组成，燃烧器由管路系统送来的燃料油和压缩空气同时进入油枪，压缩空气引射的雾化油通过点火器点燃后在燃烧室内燃烧，形成热能。这也是整个燃烧炉的关键部分。

燃烧的热能提供给单程管壳横流式热交换器，工艺气体从单程管壳横流式热交换器流过同时被加热，炉气从壳程（换热管外）流过，联动风门调节进入工艺气体加热器加热的工艺气体比例。工艺气体中分离出来含尘量大的废气和由冷却振动输送机、冷却皮带输送机（一）及冷却皮带输送机（二）过来的废气，在废气风机的作用下，通过废气加热器（HE-62）加热，温度由120～280℃升高到350～500℃，这部分气体作为助燃风被送到炉头，废气进入炉头烧掉有害物质后排入大气，满足保护环境的要求。经工艺气体加热器加热后的工艺气体进入升华管，使干冰烟丝膨胀。热端燃烧炉在生产过程中，经常频繁熄火，造成烟丝断料，影响产品质量；每次清理油枪和再次点火会花费比较长的时间，对生产的连续化造成了很大影响，通过现场的多次观察，发现燃烧炉油气混合喷嘴有一定的缺陷。

喷油嘴是燃烧炉关键部件，它工作的稳定性决定燃烧炉的工作效率。由于油嘴不但要出油，还要利用空压气雾化、喷射才能达到最大燃烧。在油嘴喷射前，柴油与空压气是通过一个小O型橡胶密封圈隔离。油嘴工作在燃烧炉内，炉温是700-800c°油嘴密封圈每次只能勉强工作几小时，密封圈焦化、碳化后，油、气混串造成熄火。改造前油枪结构如图1 所示：

图1 改造前油枪结构

2 存在的问题现象

燃油由燃油管路及控制阀控制送到燃油喷嘴，雾化压缩空气也由压缩空气管路及控制阀控制送到燃油喷嘴处，主火油压力3.5bar，起雾化引射的压缩空气压力在4bar，油通过压缩空气引射喷入燃烧炉腔体内进行燃烧，原有的设计油、气隔离点在进入燃烧炉腔体喷嘴口处，其隔离密封垫在炉内高温环境里工作，很容易老化损坏，发生油气相窜，导致故障。

3 改进措施

要解决油气相窜，就要把隔离点垫移至燃烧炉外，避免密封垫圈在高温下工作，必须对整个点火枪组件进行优化设计，把原来喷嘴内芯与油管形成一体，油管与气管隔离重新设计。

（1）画出图纸，设计新油枪，把隔离点移至炉外。（2）挑选合适材料，加工新油枪，使原来喷嘴内芯与油管形成一体。（3）规范合理安装新油枪，油管与气管需要隔离点放在炉外。

设计新的燃油喷咀混合枪体：改进后油枪结构如图2所示：

图2 改进后油枪结构

此油枪结构主要包括燃油管件连接件1，燃油管件2，点火枪气管连接锁紧套3，压缩空气进入腔体4，O型密封圈5，O型密封圈6，O型密封圈7，与燃烧炉发射套连接套8，压缩空气管件9，不锈钢过滤网10，喷嘴集成11，空压气与油管隔离套管12。

改进后装配步骤：第一步燃油管件套在压缩空气管件内部。第二步安装喷嘴集成及不锈钢过滤网。第三步安装O型密封圈6。第四步前三步安装好后装入空压气与油管隔离套管12内。第五步安装O型密封圈5到空压气与油管隔离套管，进而装入压缩空气腔体内，并锁紧点火枪气管连接锁紧套3，加紫铜垫。第六步后装入燃油管件连接件1，此过程是机械面密封，加紫铜垫。第七步安装O型密封圈7，前六步完成后装入燃烧炉发射套连接套，装配完成后与燃烧炉发射套相连，连接空压气和燃油柔性连接管。

4 改进后效果

改造完成之后，没有发生因油枪喷嘴结构问题导致的停机故障，减少油枪喷嘴集成系统中的积炭现象；保证产品质量稳定的同时也减少维修人员的工作量。

5 结语

通过燃烧油喷嘴结构的改进，解决了生产线困扰已久停机故障问题，保证了连续化生产，节约了人力成本，保证了安全要求。

参考文献：

[1] SP66 型 升华装置使用说明书.秦皇岛烟草机械有限责任公司，2012.