燃氣燃燒與燃燒器

1、燃氣燃燒與燃燒器燃氣燃燒與燃燒器燃氣的燃燒特性燃氣的燃燒特性 燃燒的定義燃燒的定義：燃氣中的可燃組分（氫氣、一氧化碳、碳氫化合物、硫化氫等）在一定條件下（如高溫） 與氧氣發(fā)生激烈的氧化作用，并產生大量光和熱的過程稱為燃燒。 燃燒的條件燃燒的條件：可燃物質、助燃物質和點火源 可燃物質可燃物質：凡能與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈氧化反應的物質。如：木柴、煤炭、煤油、甲烷等。 助燃物質助燃物質：凡能幫助或維持可燃物質燃燒的物質，化學上稱為氧化劑。最常見的是氧氣和空氣。 點火源點火源:凡能引起可燃物質燃燒的能量。點火源是物質發(fā)生燃燒的能量條件，沒有點火源就不會發(fā)生燃燒。如：明火、電火花等。燃氣的燃燒特性燃氣的

2、燃燒特性 1.燃氣熱值燃氣熱值：1Nm燃氣完全燃燒所放出的熱量。 單位： kJ/Nm或MJ/Nm 分為高熱值和低熱值。 2.燃燒所需空氣量燃燒所需空氣量：理論空氣量、實際空氣量 過?？諝庀禂?shù)過剩空氣系數(shù)=實際空氣量/理論空氣量 通常1，工業(yè)設備中工業(yè)設備中一般控制在1.051.2； 民用燃具中民用燃具中一般控制在1.31.8 3.燃燒產物：燃燒產物：理論煙氣量:CO2 、 SO2 、 N2和H2O 實際煙氣量實際煙氣量：除含上面成分外還有未燃空氣 干煙氣干煙氣：不含水分的煙氣 濕煙氣濕煙氣：含水分的煙氣燃氣的燃燒特性燃氣的燃燒特性 4.4.燃燒速度燃燒速度：燃氣與空氣的混合物中，火焰向垂直于燃

3、燒焰面的未燃氣體方向傳播或燃燒的速度叫燃燒速度或火焰?zhèn)鞑ニ俣?。與燃氣成分、溫度、混合速度、混合氣體壓力、燃氣與空氣的混合比例有關。是氣體燃料燃燒最重要的特征之一。對火焰穩(wěn)定性和燃氣互換性有很大影響。 燃氣燃燒的穩(wěn)定性燃氣燃燒的穩(wěn)定性是以有無脫火、回火和黃焰的現(xiàn)象來衡量。正常燃燒時，燃氣離開火孔速度同燃燒速度相適應，這樣在火孔上形成一個穩(wěn)定的火焰。如果燃氣離開火孔的速度大于燃燒速度，火焰就不能穩(wěn)定在火孔出口處，而離開火孔一段距離，這種現(xiàn)象叫離焰。如果燃氣離開火孔的速度繼續(xù)增大，火焰繼續(xù)上浮，最后會熄滅，這種現(xiàn)象叫脫火。當燃氣離開火孔的速度小于燃燒速度，火焰會縮入火孔內部燃燒，這個現(xiàn)象稱為回火。

4、燃氣的燃燒特性燃氣的燃燒特性 5.5.爆炸與爆炸極限爆炸與爆炸極限：所謂爆炸是在極短的時間內，可燃氣體與空氣迅速燃燒，產生大量熱量體積膨脹，壓力升高。 爆炸的條件爆炸的條件：混合氣體在爆炸極限范圍內、在密閉空間內、有點火源 可燃氣體與空氣的混合物遇到點火源能夠發(fā)生爆炸的可燃氣體濃度范圍稱爆炸極限。爆炸下限、爆炸上限。爆炸極限純天然氣液化石油氣油制氣焦爐氣下限5.01.74.74.5上限15.09.742.935.8常見燃氣爆炸極限燃氣的燃燒方法燃氣的燃燒方法 根據(jù)燃氣與空氣在燃燒前的混合狀況（一次空氣系數(shù)），可將燃氣燃燒方法分為三類：擴散式燃燒、部分預混式燃燒和完全預混式燃燒三種。 1.1.擴

5、散式擴散式燃燒前不予混空氣的燃燒.燃燒所需的氧氣依 靠擴散作用從周圍空氣中獲得。又稱有焰燃燒。 特點： 燃燒穩(wěn)定,燃具結構簡單,燃氣壓力要求不高。但燃燒火焰太長，易產生不完全燃燒，燃燒溫度和熱效率低。 2.2.部分預混式部分預混式燃燒前予混一部分空氣。 特點：燃燒火焰清晰，火焰溫度高，熱效率高。但燃燒不穩(wěn)定， 對一次空氣的控制及燃燒組分要求較高。 3.3.完全預混式完全預混式燃燒前已混足所需空氣，燃燒過程中不需從周圍空氣中取得氧氣。又稱無焰燃燒。 特點： 燃燒完全，燃燒溫度高。但燃燒穩(wěn)定性差。燃氣燃燒器燃氣燃燒器 燃燒器分類：燃燒器分類： 1.1.按一次空氣系數(shù)分按一次空氣系數(shù)分 ：擴散式燃燒

6、器（ =0）、大氣式燃燒器（ =0.20.8）、完全預混式燃燒器（ 1）。 2.2.按空氣的供給方法分按空氣的供給方法分：引射式燃燒器（空氣被燃氣射流吸入或燃氣被空氣射流吸入）、鼓風式燃燒器（用鼓風設備將空氣送入燃燒系統(tǒng)）、自然引風式燃燒器（靠爐膛中的負壓將空氣吸入燃燒系統(tǒng)）。 3.3.按燃氣壓力分：按燃氣壓力分：低壓燃燒器（燃氣壓力在5KPa以下）、高中壓燃燒器（燃氣壓力在5KPa至300KPa之間）。燃氣燃燒器燃氣燃燒器燃燒器的基本要求：燃燒器的基本要求： 1.燃燒比較完全 2.燃燒穩(wěn)定。當燃氣熱值、華白數(shù)和燃燒勢在正常范圍內波動時，不發(fā)生回火和脫火現(xiàn)象 3.燃燒效率高。 4.在額定壓力下

7、，燃燒器能達到所要求的熱負荷。 5.結構緊湊，金屬消耗少、調節(jié)方便、工作無噪聲。燃氣燃燒器燃氣燃燒器擴散式燃燒器：擴散式燃燒器： 按照擴散式燃燒方法設計的燃燒器，稱為擴散式燃燒器。 一次空氣系數(shù) =0，燃燒所需空氣在燃燒過程中供給。 按空氣的功給方式不同，分為自然引風式（簡稱擴散式燃簡稱擴散式燃燒器）燒器）和強制鼓風式（簡稱鼓風式燃燒器）簡稱鼓風式燃燒器）。 擴散式燃燒器原理原理如下圖。最簡單的擴散式燃燒器是在一根鋼管上鉆一排火孔而制成，燃氣在一定壓力下進入管內，經(jīng)火孔逸出后靠燃氣的擴散作用從周圍空氣中獲得氧氣而燃燒，形成擴散火焰。 應用范圍：點火燃 燒器，指示用或臨時使用等燃氣燃燒器燃氣燃燒

8、器鼓風式燃燒器：鼓風式燃燒器： 鼓風式燃燒器所需全部空氣由鼓風機一次供給，但燃燒前燃氣與空氣并不預混，因而為擴散式燃燒。其火焰長短與燃燒強度由燃氣與空氣混合情況決定。如將燃氣分成很多細小流束射入空氣或做成空氣旋流等。主要應用于各種工業(yè)爐及鍋爐中。燃氣燃燒器燃氣燃燒器大氣式燃燒器：大氣式燃燒器： 根據(jù)部分預混燃燒方法設計的燃燒器稱為大氣式燃燒器。0 1，有頭部及引射器兩部分組成。其工作原理是：燃氣在一定的壓力下，以一定的流速從噴嘴流出，進入吸氣收縮管，燃氣靠本身的能量吸入一次空氣。在引射器內燃氣與一次空氣混合，經(jīng)頭部流出進行燃燒。 通常為0.450.75， 在1.3 1.8范 圍內。分低壓引射和

9、高（中）壓引射 壓力不足時，亦可加壓空氣引射燃氣 應用：應用非常廣泛，民用、工商業(yè) 用得最廣；在小型鍋爐和工業(yè)爐上也 有應用。 燃氣燃燒器燃氣燃燒器完全預混式燃燒器：完全預混式燃燒器： 按照完全預混燃燒方法設計的燃燒器；在燃燒前燃氣與空完全預混， =1。按燃氣和空氣的混合方式分為：燃氣與空氣均被加壓，然后在混合裝置混合即加壓混合；采用引射裝置作為混合裝置，分為 燃氣引射空氣和空氣引射燃氣， 后者需要鼓風機。因過?？?氣少，加熱工件時不會引起 過分氧化，而且燃燒溫度高， 因此主要用在工業(yè)加熱裝置上燃氣燃燒器燃氣燃燒器特種燃燒器介紹：特種燃燒器介紹： 隨著燃氣工業(yè)的發(fā)展，為滿足不同的工藝需要，工業(yè)

10、上開發(fā)了各種各樣的新型燃燒器，如低氮燃燒器、高速燃燒器、平焰燃燒器、煙氣輻射管、浸沒燃燒器、脈沖燃燒器等。 1.1.低氮燃燒器低氮燃燒器：通過采用促進混合、分割火焰，煙氣再循環(huán)、階段燃燒等方法來降低煙氣中的氮氧化物。 2.2.高速燃燒器：高速燃燒器：有兩個作用，一是 燃氣在非常高的強度下燃燒，二是高 溫煙氣以非常高的流速噴出燃燒室， 增加了對流傳熱作用，主要用于熱處 理爐、玻璃窯爐及金屬熔化爐。燃氣燃燒器燃氣燃燒器特種燃燒器介紹：特種燃燒器介紹： 3.3.平焰燃燒器平焰燃燒器：平焰燃燒器與傳統(tǒng)的直焰燃燒器不同，噴出的不是直焰，而是緊貼爐墻或爐頂向四周均勻伸展的圓盤形薄層火焰。利用旋轉氣流通過擴張形火道形成平展氣流，燃氣在平展氣流中燃燒便可得到平面火焰。加熱均勻，爐膛升溫及物料加熱速度快。主要用于鋼鐵及機械工業(yè)的加熱爐上，也可用于玻璃、化工等工業(yè)窯爐上。 燃氣燃燒器燃氣燃燒器特種燃