全预混燃烧上课讲义.ppt

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1、全预混燃烧CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo二、冷凝式燃气壁挂炉采用全预混燃烧器目前，冷凝壁挂锅炉上使用的全预混燃烧器均为鼓风式全预混燃烧器，主要有：平板形、半球形和圆柱形，如下图所示，其中圆柱形应用居多。实践证明，圆筒形和半球形表面与平面相比，比较容易形成均匀的气流分布。全预混燃烧器的组成主要包括：燃烧头、鼓风机、混合气以及燃气电磁阀.燃烧头的表面材料主要有两种：不锈钢和金属纤维编织物，其中前者应用较多。对于不锈钢圆柱形

2、头部，是在一个不锈钢圆筒的筒壁上，按照设计的要求形成许多小孔。燃气和空气的混合物从小孔中喷出后被点燃；对于金属纤维编织物表面的燃烧头，燃气与空气的混合物透过金属纤维表面均匀渗出后被点燃。由于是全预混燃烧，因此只在筒壁上形成非常薄的一层蓝色火焰。同时，圆筒壁被加热到很高的温度，形成一个高温辐射源。因此，这种燃烧器与普通壁挂锅炉中使用的大气式燃烧器的另一点不同之处在于，前者对于换热器既有对流换热又辐射换热；而后者主要为对流换热，辐射换热所占比例很小。CompanyLogo对流换热的概念对流换热是指流体流经固体时流体与固体表

3、面之间的热量传递现象。对流换热是指流体与固体表面的热量传输。对流换热是在流体流动进程中发生的热量传递现象，它是依靠流体质点的移动进行热量传递的，与流体的流动情况密切相关。当流体作层流流动时，在垂直于流体流动方向上的热量传递，主要以热传导（亦有较弱的自然对流）的方式进行。对流换热与热丢刘不同，既有热对流，也有导热；不是基本传热方式。对流换热的特点：(1)导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。(2)必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差。辐射换热的概念两个温度不同且互不接触的物体之间通过电磁波进行的换热过程，

4、是传热学的重要研究内容之一CompanyLogo在分析大气式燃烧热水器的热交换过程时，必须注意到燃烧产生的是不发光火焰。因此，火焰辐射式依靠三原子气体（没有固体粒子辐射）。而气体燃料所产生的三原子气体所占份额很小。更为重要的是，热水器燃烧室尺寸都很小，其辐射层厚度很小，气体辐射能力很弱，辐射热交换吸热在总吸热中只占较小的部分。而全预混燃烧器在圆筒形燃烧器的壁面上形成一层非常薄的蓝色火焰，圆筒壁被加热到很高的温度，形成一个高温辐射源，因此在全预混燃烧器的热交换过程中，辐射换热也占到一定的比例。CompanyLogo考虑到

5、燃烧的稳定性，燃烧器火孔热强度应适当。以某一个24kW天然气全预混燃烧器为例，使用不锈钢圆筒形燃烧头，其火孔总面积为1175.8mm2，则其火孔热强度为：再如，另一个金属纤维表面的全预混燃烧器，输入功率为33.5kW，金属纤维表面积为37680mm2，则计算得到燃烧器表面热强度为0.89W/mm2。CompanyLogo三、燃气/空气比例调节系统1.对于鼓风式全预混燃烧器，在燃烧过程中，特别是在符合变化过程中始终保证燃气与空气的混合比例恒定，是保证稳定、高效、低排放燃烧的先决条件。因此，有一个精确可靠的燃气/空气比例调

6、节系统是非常重要的。对于普通的大气式燃烧器，由于引射器在一定范围内具有自动调节能力，即当燃气喷嘴的流量发生变化时，被引射进入的一次空气量也会随之相应的变化、这在一定程度上保证了燃气/空气比例的恒定。而在鼓风式全预混燃烧器中，由于燃气与空气的混合方式不同，燃气流量与空气流量失去了在大气式燃烧器中所具有的相互关联，因此需要使用调节装置来实现对燃气/空气比例的控制。实现这一功能的技术通常有两种：1）电子式燃气/空气比例的控制技术。该技术是利用流量传感器检测空气流量信号，控制器根据该信号经相应的运算后控制燃气比例调节发，以维持

7、燃气与空气流量比例的恒定。这种控制方法多用于大型的燃烧系统，特别是非线性系统。由于目前技术条件限制，应用于如燃气壁挂炉这样的小型燃烧系统上，其控制精度不够理想。CompanyLogo2）机械式燃气/空气比例控制技术。目前在冷凝式燃气壁挂炉中广泛使用的是第二种技术，即利用风压变化自动调节燃气流量的机械式燃气/空气等比例控制技术，原理图如下：机械式燃气/空气等比例调节技术2.风机的选择1）风机所用的电机燃烧器上的风机使用的电机一般有三种形式：罩极式电机、通用电机和无刷直流电机。CompanyLogo罩极式电机的优点是结构简

8、单和价格低廉，但其操作效率低（一般只有20%~40%），且只有1~2档速度，其套筒轴承的工作寿命大约只有25000h。通用电机的速度很高，通常可以使用外加控制器对速度进行控制，但其内部电刷的寿命一般只有10000h。另外，射频干扰（RFI）使其在某些场合的使用受到限制。RFI是射频干扰（RadioFreqencyInterfere