鲁达 能源成本是许多工业过程中的主要因素，因此，详细分析天然气燃烧器的使用情况以及系统是否最有效地工作是很有意义的。
有效燃烧天然气的挑战可能远远超出人们的想法。早在公元前900年，中国首次发现天然气渗漏令人惊讶的是，在1815年左右，在查尔斯顿WV挖掘盐水井时，天然气在美国才发现，直到1886年天然气才是首先在东北各州发现。
燃烧用于工业用途的天然气的一些早期问题包括难以保持火焰始终亮起并实现玻璃和金属熔化所需的较高温度。
“早在19世纪，一名名叫TR Bunsen的化学家发明了一种燃烧器，它通过允许空气进入燃烧器的底部与点燃之前的气体混合而产生非常热的和几乎不发光的火焰。”直到然而，20世纪初，气体和空气的预混合原理被应用于工业燃烧器。
即使在这些早期，也可以理解，气体和空气的精确混合对火焰及其效率有很大的影响。只要天然气已被用于工业燃烧，今天仍然有同样的问题要问：天然气如何被烧，以最有效地利用系统
天然气继续在全球取得强劲的地位，因为生产技术正在增加可用性，降低成本并使其对工业燃烧使用更有吸引力。工业部门目前在美国消耗天然气的27％，2014年至2021年间预计增长6.25％。工业部门最大的天然气使用量为42％，第二大用途为锅炉在22％。
作为任何工业过程中的主要成本因素，仔细分析天然气的使用情况和系统是否以最高的效率运行是有意义的。
在整个制造过程中，由于设备无效率和机械和热限制，能量损失。优化这些系统的效率可以节省大量能源和成本，并减少二氧化碳排放。了解能源如何使用和浪费 - 能源使用和损失足迹 - 可以帮助工厂确定能源领域和提高效率的方法。
优化燃烧性能是什么意思？在工业加热中，燃烧性能可以通过减少燃料使用，最小化成本，提高燃烧机生产率，降低炉子运行成本和生产更好的最终产品来优化。 所有好的事情要考虑，所以问题是如何才能实现的？
在进行资本升级现有设备之前，可以进行许多检查，以确保燃烧系统以最高的潜在效率运行。他们包括：
检查燃烧器，调节器和控制阀是否有磨损或损坏。除了在机械装置中经历的磨损之外，燃烧器在高达3400°F（1871°C）的燃烧温度下可以降解。定期检查燃烧器内部是否存在积垢和碎屑，磨损，过度氧化或翘曲。特别注意气体喷嘴，混合板和非流线体。
评估必须保持的炉耐火材料，或面临过热炉壳的前景，壳体或其他炉部件的劣化，增加的维护成本和生产时间的损失。
清洁或更换空气过滤器和燃油过滤器。任何可能影响燃烧器空气/燃料比的装置应特别注意，包括阀门，联动装置，调节器和调节器脉冲管路。确保轴承润滑已经定期进行。
检查过程加热设备，如烤箱，烘干机或窑炉，以查找由于漏气，不正确的阻尼器设置或低于有效的过程控制设置，编程或调节而导致的能量损失。
检查空气/燃料控制机构，以确保不存在过大的滞后或变化。粗定位分辨率，缺乏同步和非线性响应使得维持过程温度和空气/燃料比设定点变得更加困难。
如果系统具有温度调制，请确保控制回路正确调节，以限制狩猎或过冲。这些动作产生浪费的能量，并在调节执行器和控制阀上增加不必要的磨损。
有时，燃烧设备似乎正在运行正常，而不能调整，有助于低效率和排放不良。根据燃烧器的具体应用，调整到设计的空气/气体比通常可以降低燃料消耗。
使用燃烧分析仪检查燃烧产物，以确认所有燃料是否完全燃烧。燃烧不完全的征兆是排气或过程中的醛，高一氧化碳和未燃碳氢化合物。
记住，燃烧器只会产生热量。热转移到最终产品的方式是具体设备设计的功能。
列出的所有问题都可能导致燃料使用效果不佳，运营成本上升。如果燃烧系统看起来正常运行并且维护清单已被检查，但是系统仍然无法达到温度控制，燃油效率或排放控制目标 - 还有几个额外的区域需要检查。这些包括多余的燃烧空气，空气/燃料比控制和燃烧器选择。
燃烧空气过多
定义为任何不需要燃烧所有燃料的空气，多余的燃烧空气可以抢救锅炉和炉系统的效率。需要能量来加热燃烧过程中未使用的过量空气，并且大部分热量将被丢弃。更好的空中管理可以带来显着的改善。
在所有应用中，空气过多都会有很大变化。高温通常是空气过多5-15％，而像空气加热器这样的低温应用可以达到5-100％。过量的空气可以增加锅炉和炉子应用中的NOx排放，因为通常没有足够的过量空气来降低火焰温度。相反，在空气加热应用中实际使用过量空气，以通过冷却火焰来降低NOx，这些特性可以用于低氮燃烧器的设计于制造。
空燃比控制
对燃烧器的显着效率影响是空气和燃料的比例组合。基本上有两种类型的空气/燃料燃烧器：强制通风和自然通风。强制通风燃烧器使用鼓风机来提供加压空气来氧化燃料并产生不同的火焰模式。鼓风机连续运行，增加电气使用，并且需要一种方法来使气流与燃料流量成比例。相比之下，使用自然通风燃烧器，空气和气体流动是未被强制的，并且遵循由燃烧室和管道的力学产生的自然对流模式。鼓风机不用于天然草稿燃烧器。
通过更紧密地控制空气/燃料比，可以更好地控制燃烧反应及其效率。一种这样做的方法包括使用固定空气系统（也称为仅燃料控制），其中气流保持恒定，燃烧器输出通过经由控制阀调节进入的气体来控制。另一个选择是使用变频驱动器（VFD）控制空气输入，通过控制气体输入的单个气体阀来调节鼓风机速度。
第三个也是更理想的选择是使用流量传感器和控制阀来监控和连续地调节空气和气体。这种方法通常被称为质量流量空气/燃料比控制系统。该系统通过计量进入的空气/气体流量并通过精密执行器调节流量来控制燃烧器性能。该系统自动补偿影响燃烧性能的变化，例如空气和燃料温度，供应压力和可变燃烧室压力的变化。质量流量空气/燃料比控制通常应用于低排放应用。
燃烧器选择
许多工业燃烧器制造商的产品目录尺寸近一英尺厚。为什么？答案是几十年的燃气采暖应用已经证明，具体的燃烧器设计可以对各种设备的加热效率产生巨大的影响。一旦上述所有清单项目已经耗尽，并且仍然无法达到所需的性能目标，可能需要考虑升级到不同的燃烧器设计以获得期望的结果。
通过改变诸如排出速度，火焰形状，火焰辐射度，控制方法和火焰化学计量等特征，燃烧器制造商可以将其燃烧器的传热特性与工艺或应用的具体需要相匹配。
为获得最佳性能，请选择适用于要加热的过程或锅炉燃烧器。考虑每个燃烧器如何实际燃烧燃料并将热量传递给最终产品。正确的燃烧器可以对燃油费用产生重大影响。类似地，不正确的燃烧器尺寸可能对性能和效率产生负面影响。发现安装的燃烧器对于过程的实际需求而言太大，这并不罕见。当这种超大尺寸发生时，燃烧空气鼓风机效率较低。此外，大多数金属结构的工业加热燃烧器使用较高比例的过量空气用于以较低的燃烧速率进行冷却。因此，除了降低鼓风机效率之外，当燃烧器过大时，可能会牺牲过程热效率。
工业供暖系统的经营成本通常超过初始资本支出。最好的建议是按照制造商的建议定期维护系统，以确保其运行尽可能高效。并不总是需要考虑对系统进行彻底的改革。调谐和系统调整通常会导致一些改进。如果目标仍未达到目标，请考虑升级燃烧器或空/燃油控制系统。只有很少进行大修才需要更换烤箱或锅炉结构。
花费时间，精力和资金来确保燃烧组分被指定以匹配必要的操作要求是至关重要的。之后，必须密切监测新系统的运行情况，与初始目标相比，并根据需要不断进行调整。从长远来看，效率和绩效将会提高，利润有可能增加。
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