燃气燃烧器(烧嘴)的种类基本按燃烧方式与供气压力区分。
(2015-11-10 09:54:28)
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烧嘴换热器 |
不同的燃烧方式由不同的燃烧器实现。在民用燃烧器领域最广泛采用的燃烧方式是大气式燃烧,又称部分预混燃烧、本生燃烧,其特点是预混一次空气,通常由引射式燃烧器实现,一次空气系数a(预混空气量与燃烧理论空气量之比):0<a<1,此时由火焰周围空气补充燃烧所需剩余空气量,称为二次空气。由于分两次供给空气,因此火焰明显区分为内、外两焰,由内焰完成燃烧初期反应,生成复杂的不稳定中间产物,主要为一氧化碳、氢、醛等,燃气在外焰接触二次空气而完成燃烧过程,燃烧温度达1200~1300℃。也有称a<0.4的燃烧为部分大气式燃烧或部分本生燃烧,其特点是内、外焰无明显区别,燃烧温度约为1000℃,一般用于点火燃烧器。当a≧1的燃烧称为完全预混燃烧。当a=1,燃烧温度高,易回火;a>1将降低燃烧温度,从而抑制氮氧化物的生成。红外线燃烧器多采用完全预混燃烧方式,头部配以多孔陶瓷板,辐射效率为20%~30%。
a=0的燃烧,即烧嘴燃烧所需空气在燃烧过程中供给,称为扩散式燃烧,有称其为赤火色燃烧,由自燃引风扩散式燃烧器或鼓风扩散式燃烧器完成。其特点为不发生回火,可使低压燃气,燃烧过程缓慢,火焰长、且呈黄红色,是由于燃气中碳氢化合物不完全燃烧而分解出碳粒所致,烟气在冷表面上易结碳,燃烧温度较低,约900℃。
采用催化剂的燃烧称为催化燃烧。有采用含铑的铝金属网式燃烧器,其采用完全预混方式,可获得600℃以下低燃烧温度,从而抑制碳氧化合物生成,且产生红外线辐射,使辐射效率达42%~47%。约为一般红外线燃烧器的1.7倍,主要用于工业的染色装置、布匹烘干装置等,可达到400℃的均匀加热,也用于大空间定向取暖等场合。
浓淡燃烧是由于大气式燃烧与完全预混式抑制氮氧化合物生成,浓燃烧维持燃烧稳定。
脉冲燃烧是在狭小空间内燃气与空气混合而瞬时燃烧产生膨胀压力排出燃烧产物,其产生的压力差又再次吸入燃气与空气,此过程循环进行。其特点为高效、节能,热效率达93%~97%,并实现燃烧室高热负荷,主要用于热水锅炉、油炸炉,以及油漆、电镀等工艺中的加热处理槽等。
基于上述基本燃烧方式,以特殊的头部或火孔结构以达到不同需求的燃烧器还有:平焰燃烧器(烧嘴)是采用大气式,完全预混式或扩散式燃烧,由设在头部与燃烧器轴线垂直的火孔进行燃烧,从而形成与轴线垂直的平面状火焰,以达到热辐射效率高,炉温均匀,减少氮氧化物生成的目的,主要用于工业。
浸没燃烧器是高温烟气喷射在液体中加热液体的燃烧器,采用完全预混空气方式,空气大多加压送人。
高速燃烧器(烧嘴)是燃气在燃烧室燃烧后产生高温烟气以200~300m/s的速度喷出,以达到高效对流换热、节能与降低氮氧化物生成的效果。燃气与空气可预混或不预混,预混装置为引射器或鼓风机。高速燃烧器主要用于工业。
燃烧器燃气供气压力不小于0.01Pa时称为高压燃烧器,供气压力小于0.01Pa时称为低压燃烧器。
燃烧器(烧嘴)的设计计算分工艺设计计算与结构设计计算。工艺设计计算主要是工况参数的确定或计算以及主要部件的尺寸计算,结构设计计算设计材料的选用、部件强度计算,必要时进行稳定性、振动等计算,可参照压力容器或压力管道计算方法进行。

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