燃气燃烧与应用-chap8.ppt

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1、第八章完全预混式燃烧器第一节完全预混式燃烧器的构造特点第二节头部计算第三节高压引射器的计算第四节完全预混高压引射式燃烧器的计算第一节完全预混式燃烧器的构造与特点燃烧之前空气/燃气完全混合；=’1；由混合装置+头部组成；按照混合方式分类加压混合；引射器混合：空气引射燃气；燃气引射空气；按照头部结构分类：无火道头部结构；有火道头部结构；用金属/陶瓷稳焰器做的头部引射器喷头火道燃用高中压燃气；风冷喷头；过剩空气系数=1.05~1.10；引射式单火道无焰燃烧器喷头保证稳定工作、防止回火；渐缩形，25o收缩角；

2、内壁光滑、使喷头出口速度分布均匀；在热负荷大时，采用空气冷却或水冷。风冷喷头散热翅片水冷喷头火道加热、着火、燃烧都在火道内进行；火道进口处断面扩大，高温烟气回流，形成稳定的点火源；耐火材料制成；是稳定燃烧、防止脱火的重要部件。混合物扩张区火道高温回流区陶瓷板式红外辐射燃烧器过剩空气系数1.03~1.05;小火孔直径：炼焦煤气——0.85~0.90mm；天然气——1.2~1.5mm；LPG——1.1~1.2mm；空气-燃气混合物在很低的流速下溢出燃烧；40~50s后，板面达到800~900oC，向外辐射热量；辐

3、射效率45~60%；金属丝网式红外辐射燃烧器内网——0.213~0.315mm的铁铬铝丝，目数35~40/英寸；外网——0.8~1.0mm的铁铬铝丝，目数8~10/英寸；内/外网距离8~12mm。内网可压防胀波纹/装托网——防止内网变形；燃烧在内、外网之间进行；温度在800~900oC时，开始辐射；效率45%。也可在陶瓷板外加一层金属网——复合式，效率提高10%左右。环状凹面红外线辐射器环状凹面耐火砖耐热金属分配帽供气管温度可达1400~1500oC过热燃烧器高温烟气流速：750m/s温度高达1650oC

4、容积热强度：4*105kW/m3板式全预混燃烧器火道直径20mm钢管直径6mm气流分配室引射器板面温度900~1000oC辐射热量占70%；应用于加热要求均匀但工件不与火焰接触的场合；板面热强度受限制，易回火。金属稳焰器的全预混燃烧器耐热金属板：厚度:0.5mm；间距:1.5mm;防止回火！！耐火填料撞击式全预混燃烧器燃气入口空气冷却肋片喷头燃气入口喷头耐火材料碎块稳焰拱顶稳焰耐火砖碎块二、完全预混式燃烧器的特点/适用范围燃烧完全；过剩空气少，直接加热时工件氧化烧损少；燃烧强度大、温度高；(29~58)*10

5、3kW/m3;不需鼓风；可燃用低热值燃气；燃气热值、成分稳定；易回火、调节范围窄；负荷大的燃烧器结构笨重。单个燃烧器负荷不超过2.3*103kW；噪音大；高压、大负荷尤甚。主要用于工业加热装置(烘干、退火、冶金等)上。第二节头部计算一、喷头防止回火增加气流出口速度降低回火极限速度提高头部静压采用空气、水冷却头部喷头出口速度场均匀增加喷头边缘的速度梯度喷头出口速度考虑温度对质量燃烧速度的影响的系数负荷调节比；最大燃气流量/最小燃气流量之比；与头部冷却程度和负荷有关；不冷却头部m1=1.2~1.5.由设备的调节工

6、况而定；工业炉、小型锅炉，m2=2~4燃气的回火极限速度喷头直径(mm)5102030405060708090100110120130140150天然气0.30.71.11.51.82.12.42.62.83.03.13.33.43.53.73.7液化石油气0.40.91.42.02.32.73.13.43.63.94.04.34.44.64.85.0炼焦煤气1.22.84.46.07.28.49.610.411.212.012.413.213.614.014.815.2发生炉煤气0.350.81.31.72

7、.12.42.83.03.23.43.63.83.94.04.34.4应小于脱火极限速度；实际上由于有火道、稳焰器，一般不受脱火极限限制——不必考虑脱火问题！喷头直径确定dp—cm;Lg—Nm3/hrV0—Nm3/Nm3Vp—Nm/s在确定喷头出口速度时，需要先确定喷头直径；而喷头直径又必须由喷头速度计算获得；实际上这是一个试算过程——注意！二、火道火道是稳定和强化燃烧、防止脱火的地方；大型燃烧器——多孔火道；小型燃烧器——单孔火道；耐火材料——耐高温、耐急冷急热；多孔火道总截面积火道内烟气流速；30~40m

8、/s分火道宽度需考虑标准耐火砖的尺寸；隔墙厚度100~125mm；分火道高度不超过隔墙厚度的7倍；火道高度、数目分火道宽度火道长度火焰传播速度完成反应的时间高炉煤气(H2=3%)高炉煤气(H2=12%)单孔火道燃用高热值燃气；热负荷小于2.3×103kW;d’=(1.25~1.35)dpDc=(3.4~3.0)dplc=(2.4~2.7)Dcl’=10~25mm喷头直径较大时，长度可缩短三、头部静压