燃料与燃烧03

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1、《燃料与燃烧》第四篇燃烧方法与燃烧装置第十三章气体燃料的燃烧第四篇燃烧方法与燃烧装置第四篇学习重点学习第四篇要求重点掌握：1.燃烧装置的一般要求2.燃气燃烧方法分类，燃气燃烧过程3.层流和紊流扩散火焰，层流和紊流预混火焰4.典型的有焰和无焰烧嘴5.油的燃烧过程，油的雾化单滴油粒的燃烧及其影响因素6.典型的气体介质雾化式烧嘴和油压式烧嘴7.固体燃料床层：固定床、流化床、气流床8.层流燃烧法，沸腾燃烧法，粉煤燃烧法第十三章气体燃料的燃烧§1概述一、对于燃烧装置的一般要求1.热负荷（输入功率）；2.工艺要求：温度，火焰方向外型和刚性，气氛，均匀性

2、；3.运行要求：安全可靠，燃烧稳定，自动控制，调节性能好，经久耐用，便于维修；4.经济性：造价低，节能，操作运行费少；5.污染少，环保好。第十三章气体燃料的燃烧二、气体燃料的燃烧过程（1）燃气与空气的流入、混合（2）混合气的加热与着火（3）完成燃烧化学反应燃烧热加热新鲜混合气，维持不断燃烧。第十三章气体燃料的燃烧三、燃气燃烧方法分类（1）有焰燃烧（扩散燃烧）：燃气、空气分别喷入，混合速度控制；火焰长，稳定性好；燃烧时间长；煤气与空气可分别预热以提高温度。（2）无焰燃烧（预混燃烧，动力燃烧）：燃烧速度快，火焰短；空气消耗系数n较小，燃烧温度高

3、，空间热强度较大；但空气与煤气温度不能预热过高。（3）部分预热燃烧（大气式燃烧器）：介于两者之间的中间燃烧。第十三章气体燃料的燃烧§2有焰燃烧（扩散式燃烧）一、层流扩散火焰分4区：1.纯煤气区2.煤气+燃烧产物区3.空气+燃烧产物区4.纯空气区Hottel半经验方程：火焰长度L=Alg（Vf）+BV—体积流量f—时间因子A、B—常数氢气扩散火焰r第十三章气体燃料的燃烧二、紊流扩散火焰管内流动时：Re=udρ/μ一般气体Re>2103城市煤气3-4103LPG9-10103天然气3103燃烧时温度很高，使得密度ρ提高，粘度μ降低，

4、因而与冷态差不多的速度达到紊流时，Re变大了。第十三章气体燃料的燃烧（1）层流区火焰外形轮廓规整，w—L（2）过度区火焰顶部颤动，上部紊流火焰，L略减短（3）紊流区紊流火焰，L基本不变（流量增加，使火焰变长；混合速度加快，使火焰变短）紊六火焰没有明显的燃烧前沿面。第十三章气体燃料的燃烧影响紊流火焰长度的因素（1）燃料种类：热值高，火焰长（2）烧嘴直径：直径大，火焰长（3）有旋流时，混合加强，火焰变短第十三章气体燃料的燃烧三、有焰烧嘴（扩散燃烧）主要由加强混合来加强燃烧。改善烧嘴混合条件，使燃烧速度加快，火焰变短。第十三章气体燃料的燃烧燃

5、烧烧嘴结构对火焰长度的影响1两股分流3射流导向叶片5.空气旋流-2.同心射流4缩小出口交角混合出口部分混合混合好混合差火焰短火焰长阻力大阻力小结构复杂结构简单第十三章气体燃料的燃烧有焰烧嘴的分类（1）按煤气发热量：高发热量煤气烧嘴（NG，LPG，焦炉煤气）中发热量煤气烧嘴（城市混合煤气）低发热量煤气烧嘴（发生炉煤气，高炉煤气）（2）按燃烧能力：大型烧嘴（500-1000m3/h）中型烧嘴（100-500m3/h）小型烧嘴（<100m3/h）（3）按火焰长度：短焰烧嘴长焰烧嘴（4）按火焰长度的可调性：煤气流量不变时，火焰长度固定火焰长度可调（

6、5）按混合位置：炉膛中混合烧嘴和炉膛中都有混合第十三章气体燃料的燃烧（6）按混合方式：空气、煤气紊流扩散而混合带流股交角混合旋流装置混合方式机械作用混合（7）按煤气与空气配比的调节方式：手动调节自动调节（8）按流股形状：扁平流股的烧嘴（缝式烧嘴）圆形流股的烧嘴盘形流股的烧嘴（平焰烧嘴）（9）按预热方式：空气、煤气不预热空气、煤气预热（10）按使用燃料种类：一种煤气用的烧嘴两种煤气用的烧嘴煤气/燃油共用烧嘴第十三章气体燃料的燃烧各种有焰烧嘴（扩散燃烧式烧嘴）1.套筒式烧嘴平行流动，混合慢火焰长，结构简单，阻力小2.低压涡流式烧嘴混合好，火焰短

7、，不同直径的节流垫圈可调煤气减压第十三章气体燃料的燃烧3.环缝涡流式烧嘴煤气呈筒状气流，空气由蜗形室从环缝旋转流出，混合良好但需较高压力：2-4kPa4.带旋流式的预混烧嘴煤气空气均切向旋流，且反方向流入混合室混合充分，火焰短第十三章气体燃料的燃烧5.天然气烧嘴煤气多孔喷出，空气需要量大，空气从环缝流出，混合良好→第十三章气体燃料的燃烧6.平焰烧嘴空气由螺旋片3切向旋转，经大张角喇叭形烧嘴砖喷出。煤气轴向喷出，靠空气旋转时形成的负压引入平展气流。边混边烧，形成平面火焰，即向四面展开的圆盘形火焰，紧贴炉墙或炉顶内表面，加热均匀，辐射传热强。第

8、十三章气体燃料的燃烧7.低NOX烧嘴热力型NOX是由于高温形成的（1）废气循环式部分烟气循环到燃烧区，降低煤气浓度，防止局部高温，减少NOX生成（2）两段燃烧式一次空气供氧不足，