燃?xì)馊紵骰鼗瓞F(xiàn)象及其預(yù)防措施

1、在化工生產(chǎn)中，很多工藝加熱爐以氣體燃料燃燒作為熱源，可燃?xì)怏w燃燒需要很多空氣，如：人工煤氣需1.24.0（m3/m3），天然氣和液化石油氣則需1025（m3/m3）?？梢娪谷?xì)獬浞秩紵氂写罅靠諝馀c之混合方可。因此，燃?xì)馀c空氣的混合方式，對燃燒情況有很大影響，也關(guān)系到燃燒系統(tǒng)能否正常安全運(yùn)行。燃燒系統(tǒng)運(yùn)行時，如果產(chǎn)生回火現(xiàn)象將燒壞燃燒器或發(fā)生安全事故。1 燃?xì)獾娜紵椒疤攸c(diǎn)    根據(jù)燃?xì)馀c空氣混合情況不同將燃燒分為三種方式，即擴(kuò)散式燃燒、預(yù)混部分空氣燃燒（大氣式燃燒）和無焰燃燒。燃燒過程處于哪一類是根據(jù)一次空氣系數(shù)1（一次空氣量與燃燒理論空氣量之比

2、）來判斷的。    1 1 擴(kuò)散式燃燒    燃?xì)馕搭A(yù)先和空氣混合而進(jìn)行的燃燒稱為擴(kuò)散式燃燒，其1=0。擴(kuò)散式燃燒的燃燒速度與燃燒完全程度主要取決于燃?xì)馀c空氣分子間的擴(kuò)散速度和完全程度。    擴(kuò)散式燃燒的特點(diǎn)：    （1） 燃燒穩(wěn)定、在燃?xì)庀到y(tǒng)不產(chǎn)生負(fù)壓、空氣不被吸入的情況下，不會回火，燃燒器工作穩(wěn)定。    （2） 過?？諝舛?，燃燒速度慢，火焰溫度低。對燃燒碳?xì)浠衔锖枯^高的可燃?xì)怏w時，在

3、高溫下由于火焰面內(nèi)氧氣供應(yīng)不足，碳?xì)浠衔锓纸獬鎏剂?、氫和重碳?xì)浠衔?。碳粒和重碳?xì)浠衔锖茈y燃燒，結(jié)果造成化學(xué)不完全燃燒。一般說來，對天然氣不宜采用擴(kuò)散燃燒法。    （3） 燃燒強(qiáng)度低，在工業(yè)爐上為提高燃燒強(qiáng)度多采用機(jī)械鼓風(fēng)方式的燃燒器。    1 2 預(yù)混部分空氣燃燒    其011。在這種情況下，由于可燃混合物中空氣量較小，因此，部分燃燒按純動力學(xué)方法燃燒，其余燃?xì)鈩t按擴(kuò)散燃燒方法進(jìn)行燃燒。    預(yù)混部分空氣燃燒的特點(diǎn)：

4、60;   （1） 在絕大多數(shù)情況下能保證燃燒設(shè)備以任何比例的燃?xì)馀c空氣進(jìn)行工作。因此，設(shè)備熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍大。    （2） 由于先吸入部分空氣，所以克服了擴(kuò)散燃燒的一些缺點(diǎn)，提高了燃燒速度，降低了不完全燃燒程度。    （3） 當(dāng)一次空氣系數(shù)1合適時，此種燃燒方法有一定的穩(wěn)定范圍。    （4） 一次空氣系數(shù)1越大，燃燒穩(wěn)定范圍就越小，因此，一次空氣系數(shù)1不可選取過大。    1 3 無焰燃燒 

5、;   燃?xì)馀c空氣預(yù)先按化學(xué)計(jì)量比混和，即á1=1（工業(yè)裝置上無焰燃燒á1=1.051.10），此可燃混合物在高溫的穩(wěn)燃裝置（火道、燃燒室）配合下，瞬時完成燃燒過程，這種燃燒方法稱為無焰燃燒）。    無焰燃燒的特點(diǎn)：    （1） 熱強(qiáng)度大，約為每立方米燃燒室容積可達(dá)11.63×104kW11.63×105kW。    （2） 燃燒溫度高，其接近于理論燃燒溫度，熱能利用得好。  

6、60; （3） 燃燒完全，幾乎不存在化學(xué)不完全燃燒。    （4） 燃燒穩(wěn)定性差，容易回火。    2 回火危害及原因    2 1 回火危害    對于大氣式燃燒器和無焰燃燒器，燃?xì)庖豢諝獾幕旌衔飶幕鹱靽姵霾⒈稽c(diǎn)燃后，不一定形成穩(wěn)定的火焰，當(dāng)混合氣體流速小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，火焰可能逆流傳播進(jìn)火孔，使燃燒在噴嘴內(nèi)進(jìn)行，這種火焰在火孔內(nèi)部燃燒的現(xiàn)象稱為回火。    回火（對大氣式和無焰式燃

7、燒器而言）是當(dāng)燃?xì)庖豢諝饣旌衔锏乃俣仍谌紵婷娴姆ň€方向上的分量小于該混合的的火焰?zhèn)鞑ニ俣榷茐牧搜婷娣€(wěn)定性所造成的。    回火是不允許的，它破壞了一次空氣的吸入（當(dāng)燃?xì)庖淇諝鈺r則造成空氣不足；當(dāng)空氣引射燃?xì)鈺r則造成空氣量過大），造成不完全燃燒，影響燃燒器的穩(wěn)定工作，同時還引起爆鳴聲和噪音。假若在燃燒器混合管內(nèi)燃燒，有可能把鋼制混合裝置燒得變形、鑄鐵混合裝置燒出裂縫。當(dāng)幾個燃燒器共用一個混合器，而且燃?xì)庖豢諝饣旌衔锏妮斔凸艿廊莘e又很大時，若回火就有可能發(fā)生爆炸事故。    2 2 回火的原因 

8、0;  （1） 一次空氣系數(shù)大小影響，一般穩(wěn)定燃燒時，大氣式燃燒器1=0.40.8，無焰燃燒器1約為1.05。燃?xì)獾男再|(zhì)、燃燒形式和燃燒器結(jié)構(gòu)不同，1也不同。因?yàn)榛鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣扰c可燃混合氣體中的可燃?xì)怏w含量有關(guān)，而火焰?zhèn)鞑ニ俣仁怯绊懟鼗鸬囊粋€主要因素，理論上一次空氣系數(shù)為1時，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲蟆?#160;   （2） 燃?xì)庖豢諝饣旌衔锿ㄟ^火孔的速度大小的影響，如由于燃燒器在低負(fù)荷下運(yùn)行，燃燒系統(tǒng)壓力下降，或燃燒器火孔堵塞等原因使可燃混合氣體出火孔速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣龋a(chǎn)生回火。    （3） 氣流在混合管

9、內(nèi)流動發(fā)生振動，而在燃燒室內(nèi)燃燒也發(fā)生振動，當(dāng)混合氣體在混合管內(nèi)的脈沖頻率與其燃燒室的脈沖頻率相等時，將會產(chǎn)生共振。共振一方面產(chǎn)生噪音，另一方面則加劇燃燒道的脈沖，也可能引起回火。    （4） 燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或混合管內(nèi)結(jié)垢、結(jié)冰等原因，而使速度場不均勻或各火孔流速差別很大，這時，即使預(yù)混可燃?xì)怏w出火孔的平均流速比火焰?zhèn)鞑ニ俣却蠛芏?，但在局部地方或一部分火孔處流速仍可能低于火焰?zhèn)鞑ニ俣榷鸹鼗稹?#160;   （5） 燃燒器頭部加熱情況的影響，如燃燒器頭部冷卻不好，燃?xì)庖豢諝饣旌衔餃囟壬?，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌煲鸹鼗?/p>

10、。  防止回火的方法是以降低火焰?zhèn)鞑ニ俣?，提高燃?xì)庖豢諝饣旌衔锏某龌鹂琢魉伲ＷC速度場均勻等為前提而制定的。在安裝及生產(chǎn)中采取的防回火措施主有以下幾個方面：    1 根據(jù)燃?xì)獾男再|(zhì)合理選取燃燒方法，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤斓娜細(xì)猓浜扛叩娜細(xì)猓┎灰瞬捎么髿馐饺紵蜔o焰燃燒，而采用擴(kuò)散式燃燒方式，選用外混式燃?xì)鉄?。各種燃?xì)饣鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣纫姳?：    見表    表1 各單一氣體的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ü軓?5.4mm）    

11、2 使用較臟的燃?xì)鈺r，應(yīng)設(shè)置凈化裝置（如過濾器等），當(dāng)凈化裝置仍不能防止燃?xì)鈬婎^和混合管結(jié)垢時，應(yīng)對燃燒裝置進(jìn)行除垢處理，或采用便于清除污垢的結(jié)構(gòu)，并規(guī)定定期清洗的操作制度。    3 使用含水的燃?xì)鈺r，應(yīng)該有水分離器，以免燃?xì)鈬婎^和混合管在天寒時結(jié)冰。    4 爐子在低負(fù)荷下操作時，應(yīng)熄掉部分燃燒器燒嘴，以保證運(yùn)行的燃燒器負(fù)荷不低于允許的最小負(fù)荷。    5 工藝上應(yīng)根據(jù)燃?xì)庑再|(zhì)和燃燒器形式規(guī)定最低壓力值，當(dāng)燃?xì)鈮毫ο陆抵恋拖迺r，應(yīng)停止運(yùn)行，以保證燃?xì)庖豢諝饣旌蠚怏w出噴嘴

12、速度不小于火焰?zhèn)鞑ニ俣取?#160;   6 根據(jù)燃?xì)獾男再|(zhì)，燃燒器結(jié)構(gòu)和工藝情況，如果因燃燒器頭部溫度過高而發(fā)生回火，可冷卻燃燒器頭部，減小火焰?zhèn)鞑ニ俣取?#160;   6 根據(jù)燃?xì)獾男再|(zhì)，燃燒器結(jié)構(gòu)和工藝情況，如果因燃燒器頭部溫度過高而發(fā)生回火，可冷卻燃燒器頭部，減小火焰?zhèn)鞑ニ俣?。在?shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，很多燃?xì)獾墓?yīng)系統(tǒng)為低壓燃?xì)庀到y(tǒng)，壓力一般在400010000Pa，這種低壓燃?xì)庀到y(tǒng)在壓力波動時，很容易發(fā)生回火。為了使燃燒器安全穩(wěn)定運(yùn)行，在燃?xì)膺M(jìn)入燃燒器之前設(shè)置一燃?xì)馑獠郏捎行Х乐够鼗瓞F(xiàn)象。低壓燃?xì)馑獠酃ぷ髟砣鐖D1，水封槽由

13、燃?xì)膺M(jìn)口管、燃?xì)獬隹诠?、?nèi)筒和外筒等組成，正常工作時，外筒水位保持在水滿流口位置，內(nèi)筒水位保持在燃?xì)馊肟诠芤韵拢_(dá)到正常工作。如果突然停燃?xì)饣蛉細(xì)鈮毫Φ陀诠に囈蟮南孪拗禃r，外筒的水進(jìn)入內(nèi)筒，將燃?xì)馊肟诠芊庾?，防止燃燒器回火或空氣進(jìn)入燃?xì)夤艿?。保證水封能按設(shè)計(jì)條件正常運(yùn)行，應(yīng)具備以下條件：         1燃?xì)馊肟冢?燃?xì)獬隹冢?內(nèi)筒；4外筒；5水入口管；6水出口管（溢流）；7排污口；8放散口    圖1 防回火水封槽    （1）

14、HPmax/g    （2） h=Pmin/g    （3） Sa×（Pmax/g-h）h×Sc    式中：H內(nèi)筒下端與水滿流口的高度（m）     h燃?xì)馊肟诠芟露伺c水滿流口的高度（m）     水的密度（kg/m3）     Pmax燃?xì)庀到y(tǒng)可能出現(xiàn)的最大壓力（Pa）     Pmin工藝要求

15、燃?xì)夤芫W(wǎng)允許的最低壓力（Pa）     Sa內(nèi)筒橫截面積（m2）     Sc外筒橫截面積（m2）     g重力加速度（m/s2）    滿足式（1）條件，燃?xì)鈮毫ψ畲髸r能封住燃?xì)獠贿M(jìn)入外筒。    滿足式（2）條件，當(dāng)燃?xì)鈮毫π∮诨虻扔赑min時，水能封住燃?xì)馊肟诠?，防止回火或空氣進(jìn)入燃?xì)夤艿馈?#160;   滿足式（3）條件，當(dāng)燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力在最大值情況下突然終

16、止供氣，保證外筒里的水迅速進(jìn)入內(nèi)筒封住燃?xì)馊肟?，防止回火或空氣進(jìn)入燃?xì)夤艿馈?#160;   為了避免在突然停止供燃?xì)馇闆r下水進(jìn)入燃?xì)夤艿溃鶕?jù)不同情況，水封槽安裝時，燃?xì)饪偣芘c水封槽頂應(yīng)有足夠高度。為了使燃?xì)饨?jīng)過水封槽阻力盡量小，燃?xì)獬隹诠軓綉?yīng)大于或等于入口管徑。正常運(yùn)行時，水封槽進(jìn)水管應(yīng)少量連續(xù)供水，使水滿流口始終處于滿流狀態(tài)。    這種水封槽除以上作用外，還對燃?xì)夂碾s質(zhì)、油污等起到凈化作用，能分離燃?xì)庵兴乃郑ＷC燃?xì)庖豢諝饣旌蠚怏w速度場均勻，防止回火。 回火是由于混合氣體從燃燒器頭部進(jìn)入火道的速度小

17、于火焰?zhèn)鞑ニ俣仍斐傻?，在燃燒系統(tǒng)運(yùn)行時能較好地控制這兩個速度，就能有效防止回火。    混合氣本從燃燒器頭部進(jìn)入火道的速度主要受燃?xì)庀到y(tǒng)壓力、一次空氣系數(shù)等影響。    火焰?zhèn)鞑ニ俣仁芤韵聨讉€方面因素影響：    （1） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c燃?xì)馕锢砘瘜W(xué)性質(zhì)有關(guān)；    （2） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c混合可燃?xì)怏w組成有關(guān)（燃?xì)馀c空氣的比例）；    （3） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c與燃?xì)饣鸬揽讖接嘘P(guān)； 

18、0;  （4） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c可燃混合氣體預(yù)熱溫度有關(guān)；    （5） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c燃?xì)庵卸栊詺怏w（氮?dú)?、二氧化碳）、含量有關(guān)；    （6） 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c燃?xì)夂瑝m量有關(guān)。    發(fā)生回火時，綜合分析各種現(xiàn)象，采取正確的處理方法，就能有效地防止回火，保證燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行。加熱爐為什么會回火，如何預(yù)防?煤氣管道為什么會發(fā)生回火呢?我們知道，煤氣的燃燒需要有氧氣的支持，也需要有火源。那么在密閉的管道中發(fā)生回火，說明煤氣中含有大量氧氣，并被點(diǎn)燃。排除了煤氣氣源中混有大量氧氣的可能則管道中的氧氣一定來自燒嘴。而爐膛內(nèi)的氣氛是微正壓，其壓力遠(yuǎn)低于煤氣壓力，正常情況下氧氣不可能從燒嘴進(jìn)入