燃气工程-第9章__燃气燃烧应用装置

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1、第九章燃气燃烧应用装置第九章燃气燃烧应用装置用来实现燃烧过程的装置，统称为燃烧装置。对于燃气而言，它的燃烧装置主要是指燃气燃烧器，在工业上又常称为燃气烧嘴。燃气燃烧器的类型很多，通常按其燃烧方式的不同分为三类，即：扩散式燃烧器、(部分预混)大气式燃烧器和完全预混式燃烧器。第一节扩散式燃烧器按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器称为扩散式燃烧器：扩散式燃烧器的一次空气系数a’＝o，燃烧所需要的空气全部在燃烧过程中供给。根据空气供给方式的不同，扩散式燃烧器又可分为自然引风式和强制鼓风式两种。第一节扩散式燃烧器一、自然引风扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器一、自然引风扩散式燃烧器(一)自然引风扩散式燃

2、烧器的构造及工作原理最简单的扩散式燃烧器是在一根钢管上钻一排火孔而制成的(如图9-1所示)。燃气在一定压力下进入管内，经火孔逸出后从周围空气中获得氧气而燃烧，形成扩散火焰。一、自然引风扩散式燃烧器(二)自然引风扩散式燃烧器的特点及应用范围自然引风扩散式燃烧器结构简单，制造方便、具有燃烧稳定、不会回火且点火容易调节方便等优点。另外，还可利用低压燃气，并且不需要鼓风，无动力消耗。(二)自然引风扩散式燃烧器的特点及应用范围但是，该种燃烧器燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃烧室。容易出现不完全燃烧现象，甚至冒黑烟。为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气。由于过剩空气系数较大，燃烧温度低，排烟热损

3、失大。(二)自然引风扩散式燃烧器的特点及应用范围扩散式燃烧根据燃气流动状态分为层流扩散燃烧和紊流扩散燃烧两种。其中层流扩散式燃烧器一般不适用于天然气和液化石油气。因为这两种燃气燃烧速度慢，容易产生不完全燃烧和烟炱。(三)自然引风扩散式燃烧器的设计计算自然引风式扩散燃烧器的形式虽然很多，但其设计计算大同小异，均是以动量定理、连续性方程及火焰的稳定性为基础，目的是确定火孔直径、数目、间距及燃烧器前燃气所需要的压力。二、鼓风扩散式燃烧器(一)鼓风扩散式燃烧器的构造及工作原理在鼓风式燃烧器中燃气燃烧所需要的全部空气均由鼓风机一次供给空气并不实现预混，因此燃烧过程不属于预混燃烧，而为扩散燃烧。(

4、一)鼓风扩散式燃烧器的构造及工作原理鼓风式燃烧器的燃烧强度与火焰长度均由燃气与空气的混合速度决定。为了强化燃烧过程和缩短火焰长度，常采用各种措施来加速燃气与空气的混合，例如，将燃气分成很多细小流束射入空气流中或采用空气旋流等。根据强化混合过程所采取的措施及工艺对火焰的要求，鼓风式燃烧器可以做成套管式、旋流式、平流式等各种式样。(二)鼓风扩散式燃烧器的特点及应用范围与自然引风扩散式燃烧器相比，鼓风式燃烧器燃烧热强度大，火焰长短可调节。与热负荷相同的引射式燃烧器相比，其结构紧凑，体形轻巧，占地面积小。特别是当热负荷较大时，此优点更为突出。(二)鼓风扩散式燃烧器的特点及应用范围另外，鼓风式燃

5、烧器要求燃气压力低，热负荷调节范围大，能适应正压炉膛，容易实现粉煤—燃气或油—燃气联合燃烧。还可以采用预热空气或燃气，预热温度甚至可接近燃气着火温度，因此可以极大地提高燃烧温度，这对高温工业炉来说是非常必要的。(二)鼓风扩散式燃烧器的特点及应用范围鼓风式燃烧器需要鼓风，耗费电能。燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器小，火焰较长，因此需要较大的燃烧室容积。另外，鼓风式燃烧器本身不具备燃气与空气成比例变化的自动调节特性，需配置自动比例调节装置。鼓风式燃烧器主要用于各种工业炉及锅炉中。(三)鼓风扩散式燃烧器的设计计算鼓风式燃烧器的种类很多，其计算方法也略有差异。但是，设计任何一种鼓风式燃烧器

6、都必须充分考虑到，要使空气、燃气两股气流在有限的空间内充分混合。第二节大气式燃烧器按照部分预混燃烧方法设计的燃烧器称为大气式燃烧器，其一次空气系数0

7、燃烧效率比较高。可燃用低压燃气。由于空气依靠燃气引射吸入，所以不需要送风设备。二、大气式燃烧器的特点及应用范围与鼓风扩散式燃烧器相比，节省动力，调节方便。并且引射式燃烧器具有自动调节特性，当燃烧器热负荷在一定范围变动时，一次空气系数能自行稳定在设计值。与全预混燃烧器相比，大气式燃烧器热负荷调节范围宽，适应性强，可以满足较多工艺的需要。二、大气式燃烧器的特点及应用范围大气式燃烧器的火焰稳定性不及扩散式燃烧器，且不适应正压炉膛。由于只预混了燃烧所需