燃气燃烧器理论.ppt

第2章燃烧器2.1燃烧器技术要求及分类分类按一次空气分：扩散式、大气式、完全预混式按空气供给方法分：引射式、鼓风式、自然引风式按燃气压力分：低压、高（中）压按火焰形状分：直焰、平焰、可调焰按火道处烟气出口速度分：低速（＜50m/s）、高速（200～300m/s）、2.2扩散式燃烧器2.2.1自然引风扩散式燃烧器特点：结构简单，制造方便燃烧稳定、不会回火；点火容易、调节方便可利用低压燃气（200～400Pa或更低），且不需鼓风，无动力消耗。燃烧热强度低，火焰长、需较大燃烧室。为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气（α=1.2～1.6）；燃烧温度低，排烟热损失大。应用范围适于：温度要求均匀、且不高，火焰稳定的场合。如：小型采暖锅炉的点火器、临时性加热设备。分类燃气流动状态分：层流和紊流扩散燃烧器层流扩散式燃烧器：—般不适用于天然气和液化石油气——燃气燃烧速度慢，易产生不完全燃烧和煤烟。设计计算目的：定火孔直径、数目、间距；燃烧器前所需燃气压力基础：动量定理、连续性方程、火焰稳定性2.2.2鼓风扩散式燃烧器套管式燃烧器结构：由大管和小管相套而成。工作原理：燃气和空气在火道或燃烧室内边混合边燃烧特点：结构简单，工作稳定（不会回火）；燃气和空气属同心平行气流——混合差、火焰长。蜗壳式旋流燃烧器2021/5/27特点与自然引风式比：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比：结构紧凑，体形轻巧，占地面积小。与完全预混式燃烧器比：燃烧室容积热强度小，火焰较长——需较大的燃烧室容积。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。可预热空气或燃气，预热温度可接近燃气着火温度——极大地提高燃烧温度。需鼓风——耗电。需配自动比例（空气-燃气比例）调节装置。适用各种工业炉及锅炉中设计计算要求：空气、燃气两股气流在有限空间内充分混合。包括：空气系统、燃气系统的计算。2.3大气式燃烧器分类：（据燃气压力分）低压引射式——多用于民用燃具高(中)压引射式——多用于工业装置喷嘴作用：输送一定量的燃气，并将燃气的压力转换成动能，引射一定量的空气。结构形式分类:固定喷嘴:结构简单、阻力较小，引射空气性能较好，但出口截面积不能调节——只能适应一种燃气。如果燃气性质改变，就需要更换喷嘴。可调喷嘴:结构复杂，阻力较大，引射空气的性能较差，但能适应燃气性质的变化。喷嘴孔径与燃具热负荷的关系2021/5/272021/5/27调风装置作用：保证燃烧器正常工作，获得预定的火焰特性——运行时需经常调节一次空气量。装置分类在一次空气吸入口外面安装调风板通过转动调风板来改变一次空气吸入口的有效流通截面，从而调节一次空气的吸入量——广泛应用。在引射器混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条借助螺丝或钢条的上下运动来改变燃气射流的能量损失，从而调节一次空气吸入量。引射器结构：工作原理燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴1喷出，进入吸气收缩管2，燃气靠自身动量传递来吸入一次空气；在混合管3内和一次空气的流速、成分充分混合均匀，然后，经扩压管4进一步匀速后，经燃烧器头部火孔流出燃烧。作用：①以高能量的气体引射低能量的气体，并使两者混合均匀。②在引射器末端形成所需剩余压力，保证燃烧器稳定工作。——克服气流在燃烧器头部的阻力损失——混合物在火孔出口获得必要的速度③输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热负荷。形式头部形式作用将燃气—空气混合物均匀地分布到各火孔上，并运行稳定、燃烧完全。①要求头部各点混合气体的压力相等；②要求二次空气能均匀地畅通到每个火孔上；③头部容积不宜过大，否则灭火噪声很大。分类——根据用途分多火孔头部（民用燃具）—火孔形状影响燃烧状况。单火孔头部（工业燃具）—火力集中、火孔热强度高。多火孔大气式燃烧器单火孔大气式燃烧器特点与扩散式燃烧器比：火焰短、火力强、燃烧温度高、稳定性较差与全预混燃烧器比：热负荷调节范围宽、适应性强可燃烧各种燃气和低压燃气，燃烧较完全、效率较高。引射式燃烧器：具有自动调节特性，调节方便；不需送风设备，节省动力不适应正压炉膛。应用范围多火孔大气式燃烧器——广泛应用在家庭及公用事业中的燃气用具单火孔大气式燃烧器——广泛应用在中小型锅炉及某些工业炉中。2.4完全预混式燃烧器结构混合装置头部分类据燃烧器头部结构分：①有火道头部结构：（头部冷却—防回火；火道—防脱火）②无火道头部结构；③用金属网或陶瓷板稳焰器做成的头部结构。特点火焰短、燃烧热强度大、燃烧温度高——可缩小燃烧室体积、易满足高温工艺要求过剩空气少——不会引起直接加热工件的过分氧化易燃烧低热值的燃气燃烧完全，节约能源。可用引射器引射空气——不需鼓风、节省动力火焰稳定性差——调节范围较小。保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定。为防止回火，头部结构比较复杂和笨重