燃料及燃烧：7.第四篇 第十章第十一章 燃气燃烧方法燃气燃烧器

1、1 总述总述 第四篇第四篇 燃烧方法和燃烧装置燃烧方法和燃烧装置 第第 十十 章章 燃气燃烧方法燃气燃烧方法 第十二章第十二章 燃气互换性燃气互换性 第十一章第十一章 燃气燃烧器燃气燃烧器 第十三章第十三章 液体燃料的燃烧液体燃料的燃烧 第十四章第十四章 固体燃料的燃烧固体燃料的燃烧 2 用来实现燃料燃烧过程的装置称为用来实现燃料燃烧过程的装置称为燃烧装置燃烧装置。 工业炉燃烧装置的基本用途工业炉燃烧装置的基本用途就是在炉子中合理就是在炉子中合理 组织燃料的燃烧过程，以保证炉子的工作合乎组织燃料的燃烧过程，以保证炉子的工作合乎 工艺、技术和经济上的要求。工艺、技术和经济上的要求。 燃料的燃烧方

2、法和燃烧装置的合理结构燃料的燃烧方法和燃烧装置的合理结构对炉内对炉内 的热工过程有着直接和极为重要的影响。的热工过程有着直接和极为重要的影响。 3 对于固体、液体和气体燃料的过程各有特点，对于固体、液体和气体燃料的过程各有特点， 因而其燃烧方法和燃烧装置也各有不同。即使因而其燃烧方法和燃烧装置也各有不同。即使 同一种燃料，也往往由于炉子的工艺要求或热同一种燃料，也往往由于炉子的工艺要求或热 工过程的不同而采用不同的燃烧方法和装置。工过程的不同而采用不同的燃烧方法和装置。 4 1 2 3 5 由燃烧前沿和正在燃烧的质点所包围的区域，称为由燃烧前沿和正在燃烧的质点所包围的区域，称为 火焰火焰。 火

3、焰按不同的特征进行分类，方法有以下几种方法：火焰按不同的特征进行分类，方法有以下几种方法： 6 按按燃料种类燃料种类分：分：煤气火焰，油雾火焰和粉煤火煤气火焰，油雾火焰和粉煤火 焰。焰。 按按燃料和氧化剂的预混程度燃料和氧化剂的预混程度分：分：预混燃烧火焰，预混燃烧火焰， 扩散燃烧火焰和中间燃烧火焰。扩散燃烧火焰和中间燃烧火焰。 按按气体的流动性质气体的流动性质分：分：层流火焰和紊流火焰。层流火焰和紊流火焰。 按按火焰中的组成成分火焰中的组成成分分：分：均相火焰和异相火焰。均相火焰和异相火焰。 按按火焰的几何形状火焰的几何形状分：分：直流锥形火焰，旋流火直流锥形火焰，旋流火 焰或大张角火焰焰或

4、大张角火焰, ,平火焰。平火焰。 7 层流扩散火焰的结构层流扩散火焰的结构 将管口喷出的燃气点燃进行燃烧，如果燃将管口喷出的燃气点燃进行燃烧，如果燃 气中不含氧化剂，则燃烧所需的氧气将依靠扩气中不含氧化剂，则燃烧所需的氧气将依靠扩 散作用从周围大气中获得。这种燃烧方式称为散作用从周围大气中获得。这种燃烧方式称为 扩散式燃烧扩散式燃烧。 1 8 在在层流状态层流状态下，下，扩散燃烧扩散燃烧依靠分子扩散作依靠分子扩散作 用使周围氧气进入燃烧区；用使周围氧气进入燃烧区； 在在紊流状态紊流状态下，则依靠下，则依靠紊流扩散紊流扩散作用来获作用来获 得燃烧所需的氧气。得燃烧所需的氧气。 由于分子扩散进行得

5、比较缓慢，因此由于分子扩散进行得比较缓慢，因此层流层流 扩散燃烧扩散燃烧的速度取决于的速度取决于氧的扩散速度氧的扩散速度。燃烧的。燃烧的 化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小。化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小。 9 左图是层流扩散火焰的左图是层流扩散火焰的 结构。燃气从喷口流出结构。燃气从喷口流出 ，着火后出现一圆锥形，着火后出现一圆锥形 截面。在焰面以内为燃截面。在焰面以内为燃 气，焰面以外是静止的气，焰面以外是静止的 空气。氧气从外部扩散空气。氧气从外部扩散 到焰面，燃气从内部扩到焰面，燃气从内部扩 散到焰面，而燃烧产物散到焰面，而燃烧产物 又不断从焰面向内外两又不断从焰面向内

6、外两 侧扩散。侧扩散。 试分别说出图中每条曲试分别说出图中每条曲 线的含义？线的含义？ 10 1. 1.为什么扩散火焰为圆锥形？为什么扩散火焰为圆锥形？ 因为沿火焰轴线方向流动的燃气要穿过一个较厚的内因为沿火焰轴线方向流动的燃气要穿过一个较厚的内 侧混合区才能遇到氧气，这就需要一段时间，而在这侧混合区才能遇到氧气，这就需要一段时间，而在这 段时间内燃气将流过一定的距离，使焰面拉长。燃气段时间内燃气将流过一定的距离，使焰面拉长。燃气 在向前流动的过程中不断燃烧，纯燃气的体积越来越在向前流动的过程中不断燃烧，纯燃气的体积越来越 小，最后在中心线上全部燃尽，所以火焰末端变尖而小，最后在中心线上全部燃

7、尽，所以火焰末端变尖而 整个焰面成圆锥形。锥顶与喷口之间的距离称为整个焰面成圆锥形。锥顶与喷口之间的距离称为火焰火焰 长度或火焰高度。长度或火焰高度。 我们可以利用相似关系来讨论层流扩散火焰的基本规我们可以利用相似关系来讨论层流扩散火焰的基本规 律。图律。图5-25-2中绘出了管中绘出了管1 1和管和管2 2两个相似的扩散燃烧装置。两个相似的扩散燃烧装置。 它们都有一个同心内管它们都有一个同心内管A A。 11 2.用图线说明燃气、空气、产物的浓度变化用图线说明燃气、空气、产物的浓度变化 12 3.为什么焰面就是化学计量比等浓度面？为什么焰面就是化学计量比等浓度面？ 假设假设1.在在a1处先着

8、火处先着火 ，空气过剩，火焰向，空气过剩，火焰向 内侧移动，即向化学计量比等浓度面移动。内侧移动，即向化学计量比等浓度面移动。 2.在在a1处先着火，燃气过剩，火焰向外处先着火，燃气过剩，火焰向外 侧移动，即向化学计量比等浓度面移动。侧移动，即向化学计量比等浓度面移动。 13 我们可以利用相似关系来讨论层流扩散火焰的我们可以利用相似关系来讨论层流扩散火焰的 基本规律。图基本规律。图5-25-2中绘出了管中绘出了管1 1和管和管2 2两个相似两个相似 的扩散燃烧装置。它们都有一个同心内管的扩散燃烧装置。它们都有一个同心内管A A。 14 在内管在内管A A中流动的是燃中流动的是燃 气，在内外管之

9、间的空间气，在内外管之间的空间 B B中流动的是空气，而且中流动的是空气，而且 两种气体的流速相等。图两种气体的流速相等。图 中还绘出了燃气在管道断中还绘出了燃气在管道断 面上的浓度分布。燃气刚面上的浓度分布。燃气刚 离开内管时，浓度场是矩离开内管时，浓度场是矩 形的。由于不断燃烧，到形的。由于不断燃烧，到 达距离达距离L L1 1和和L L2 2处，浓度场处，浓度场 变成曲线形。假如变成曲线形。假如L L1 1和和L L2 2 是火焰的长度，则在是火焰的长度，则在L L1 1和和 L L2 2处燃烧必在中心线上进处燃烧必在中心线上进 行，因此在该处燃气和空行，因此在该处燃气和空 气之比符合化

10、学计量比。气之比符合化学计量比。 15 层流扩散火焰向紊流扩散火焰的过渡层流扩散火焰向紊流扩散火焰的过渡 16 一、部分预混层流火焰一、部分预混层流火焰 18551855年本生创造出一种燃烧器，它能从周年本生创造出一种燃烧器，它能从周 围大气中吸入一些空气与燃气预混，在燃烧时围大气中吸入一些空气与燃气预混，在燃烧时 形成不发光的蓝色火焰，这就是实验室中常用形成不发光的蓝色火焰，这就是实验室中常用 的本生灯。的本生灯。 2 17 扩散式燃烧扩散式燃烧容易产生煤烟，燃烧温度也相当低。容易产生煤烟，燃烧温度也相当低。 但当预先混入一部分燃烧所需的空气后，火焰但当预先混入一部分燃烧所需的空气后，火焰

11、就变得清洁，燃烧得以强化，火焰温度也就提就变得清洁，燃烧得以强化，火焰温度也就提 高了。因此高了。因此部分预混式燃烧部分预混式燃烧得到了广泛应用。得到了广泛应用。 18 本生火焰是部分预混层流火焰本生火焰是部分预混层流火焰 的一个典型例子。本生火焰由内锥的一个典型例子。本生火焰由内锥 体和外锥体组成。在内锥表面火焰体和外锥体组成。在内锥表面火焰 向内传播，而未燃的燃气向内传播，而未燃的燃气空气混空气混 合物则不断向外流出。焰面内侧有合物则不断向外流出。焰面内侧有 一层很薄的浅蓝色燃烧层，因此内一层很薄的浅蓝色燃烧层，因此内 锥又称锥又称蓝色锥体蓝色锥体。 由于一次空气量小于燃烧所需由于一次空气

12、量小于燃烧所需 的空气量，因此在蓝色锥体上仅仅的空气量，因此在蓝色锥体上仅仅 进行一部分燃烧过程。所得的中间进行一部分燃烧过程。所得的中间 产物穿过内锥焰面，在其外部按扩产物穿过内锥焰面，在其外部按扩 散方式与空气混合而燃烧。一次空散方式与空气混合而燃烧。一次空 气系数越小，外锥就越大。气系数越小，外锥就越大。 19 图图5-95-9所示为蓝色锥体的实际形所示为蓝色锥体的实际形 状。但是状。但是蓝色锥体的出现是有条蓝色锥体的出现是有条 件的：件的： 1. 1.燃气燃气空气混合物的浓度必须空气混合物的浓度必须 小于着火浓度上限（空气量很少小于着火浓度上限（空气量很少 基本都是燃气），不至于形成扩

13、基本都是燃气），不至于形成扩 散式燃烧；散式燃烧； 2. 2.还必须大于着火浓度的下限（还必须大于着火浓度的下限（ 燃气量很少，基本都是空气），燃气量很少，基本都是空气）， 以使混合气体燃烧。以使混合气体燃烧。 20 二、部分预混层流火焰的稳定二、部分预混层流火焰的稳定 离焰：离焰：如果燃烧强度不断增大，由于如果燃烧强度不断增大，由于v=Sv=S的点的点 更加靠近管口，点火环就逐渐变窄更加靠近管口，点火环就逐渐变窄. .最后点火最后点火 环消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定距离以环消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定距离以 外燃烧，称为外燃烧，称为离焰离焰。 脱火：脱火：若气流速度再增大，火焰就被吹

14、熄，称若气流速度再增大，火焰就被吹熄，称 为为脱火脱火。 回火回火; ;如果进入燃烧器的燃气流量不断减小，即如果进入燃烧器的燃气流量不断减小，即 气流速度不断减少，蓝色锥体越来越低，最后气流速度不断减少，蓝色锥体越来越低，最后 由于气流速度小于火焰传播速度，火焰将缩进由于气流速度小于火焰传播速度，火焰将缩进 燃烧器，称为燃烧器，称为回火回火。 21 脱火和回火现象是不允许的，因为它们都脱火和回火现象是不允许的，因为它们都 会引起不完全燃烧，产生一氧化碳等有毒气体。会引起不完全燃烧，产生一氧化碳等有毒气体。 对炉膛来说，脱火和回火引起熄火后形成爆炸对炉膛来说，脱火和回火引起熄火后形成爆炸 性气体

15、，容易发生事故。因此，研究火焰的稳性气体，容易发生事故。因此，研究火焰的稳 定性，对防止脱火和回火具有十分重要的意义。定性，对防止脱火和回火具有十分重要的意义。 22 对于某一定组成的燃气对于某一定组成的燃气空气混合物，在燃烧空气混合物，在燃烧 时必定存在一个火焰稳定的上限，气流速度达时必定存在一个火焰稳定的上限，气流速度达 到此上限值便产生脱火现象，该上限称为到此上限值便产生脱火现象，该上限称为脱火脱火 极限。极限。 另一方面，燃气另一方面，燃气空气混合物还存在一个火焰空气混合物还存在一个火焰 稳定的下限，气流速度低于下限值便产生回火稳定的下限，气流速度低于下限值便产生回火 现象，该下限称为

16、现象，该下限称为回火极限回火极限。只有当燃气。只有当燃气空空 气混合物的速度在脱火极限和回火极限时，火气混合物的速度在脱火极限和回火极限时，火 焰才能稳定。焰才能稳定。 23 其它条件相同时，一次空气系数越大，燃烧器其它条件相同时，一次空气系数越大，燃烧器 出口直径越大，脱火极限就越大；火焰传播速出口直径越大，脱火极限就越大；火焰传播速 度越大，回火极限越大。度越大，回火极限越大。 火焰稳定性还受到周围空气组成的影响。此外，火焰稳定性还受到周围空气组成的影响。此外， 火焰周围空气的流动也会影响火焰的稳定性。火焰周围空气的流动也会影响火焰的稳定性。 24 三、部分预混紊流火焰及其稳定三、部分预混

17、紊流火焰及其稳定 燃气空气混合物的层流燃烧只适用于小型燃气空气混合物的层流燃烧只适用于小型 加热设备。在工业窑炉中，往往需要很大的燃加热设备。在工业窑炉中，往往需要很大的燃 烧强度，这只有采用紊流燃烧才能达到。紊流烧强度，这只有采用紊流燃烧才能达到。紊流 火焰比层流火焰缩短，焰面由光滑变为皱曲，火焰比层流火焰缩短，焰面由光滑变为皱曲， 可见火焰厚度增加，火焰总表面积增加。可见火焰厚度增加，火焰总表面积增加。 紊流预混火焰的稳定一般采用人工稳焰的紊流预混火焰的稳定一般采用人工稳焰的 方法。为防止脱火，最常用的方法是在燃烧器方法。为防止脱火，最常用的方法是在燃烧器 出口处设置一个点火源（出口处设置

18、一个点火源（如图如图5-15）。热烟气）。热烟气 的回流往往通过在燃气的回流往往通过在燃气空气混合物的气流中空气混合物的气流中 设置火焰稳定器来实现。图设置火焰稳定器来实现。图5-16所示为各种形所示为各种形 状的钝体稳定器。状的钝体稳定器。 25 26 进行完全预混式燃烧的条件：进行完全预混式燃烧的条件： 1 1）燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀。）燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀。 2 2）设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温。）设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温。 在以上的条件下，燃气在以上的条件下，燃气空气混合物到达燃烧区后空气混合物到达燃烧区后 能在瞬间

19、燃烧完毕。火焰很短甚至不见，所以又称能在瞬间燃烧完毕。火焰很短甚至不见，所以又称无无 焰燃烧焰燃烧。 完全预混可燃物的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。完全预混可燃物的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。 按化学计量比组成的燃气按化学计量比组成的燃气空气混合物是一种爆炸性空气混合物是一种爆炸性 气体，其火焰传播能力很强，因此在完全预混燃烧时气体，其火焰传播能力很强，因此在完全预混燃烧时 很容易发生回火。为防止发生回火，必须尽可能使气很容易发生回火。为防止发生回火，必须尽可能使气 流的速度场均匀，以保证在最低负荷下各点的气流速流的速度场均匀，以保证在最低负荷下各点的气流速 度都大于火焰传播速度。度都大

20、于火焰传播速度。 3 27 1 2 3 4 5 28 燃烧器的分类燃烧器的分类 一、一、按一次空气系数分类按一次空气系数分类： 1. 1.扩散式燃烧器扩散式燃烧器 2. 2.大气式燃烧器大气式燃烧器 3. 3.完全预混式燃烧器完全预混式燃烧器 二、按空气的供给方式分类：二、按空气的供给方式分类： 1. 1.引射式燃烧器引射式燃烧器 2. 2.鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器 3. 3.自然引风式燃烧器。自然引风式燃烧器。 三、按燃气压力分类三、按燃气压力分类： 1. 1.低压燃烧器低压燃烧器 2. 2.高（中）压燃烧器。高（中）压燃烧器。 1 29 对燃烧器的技术要求对燃烧器的技术要求 1.1.燃烧比

21、较完全；燃烧比较完全； 2. 2.燃烧稳定；燃烧稳定； 3. 3.燃烧效率较高；燃烧效率较高； 4. 4.在额定压力下，燃烧器能达到所要求的热负荷；在额定压力下，燃烧器能达到所要求的热负荷； 5. 5.结构紧凑、金属消耗少、调节方便、工作无噪音。结构紧凑、金属消耗少、调节方便、工作无噪音。 30 某些工业炉对燃烧器还可以提出以下要求：某些工业炉对燃烧器还可以提出以下要求： 1.按要求的燃烧方式进行燃烧，并建立起炉膛中需按要求的燃烧方式进行燃烧，并建立起炉膛中需 要的氧化性、还原性和中性气氛。要的氧化性、还原性和中性气氛。 2.火焰特性（长度、发光程度、燃烧强度、燃烧温火焰特性（长度、发光程度、

22、燃烧强度、燃烧温 度等）符合工艺要求。度等）符合工艺要求。 3.燃烧器上配备必要的自动调节和自动安全装置。燃烧器上配备必要的自动调节和自动安全装置。 31 按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器称为按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器称为扩散式扩散式 燃烧器。燃烧器。 扩散式燃烧器的一次空气系数扩散式燃烧器的一次空气系数=0=0，燃烧所，燃烧所 需要的空气在燃烧过程中供给。需要的空气在燃烧过程中供给。 根据空气供给方式不同，扩散式燃烧器可分为根据空气供给方式不同，扩散式燃烧器可分为 自然引风式自然引风式和和强制鼓风式强制鼓风式。 前者前者依靠自然抽力或扩散供给空气，燃烧依靠自然抽力或扩散供给空气，燃烧 前燃

23、气与空气不进行预混，常简称为前燃气与空气不进行预混，常简称为扩散式燃扩散式燃 烧器烧器，多用于民用。，多用于民用。 后者后者依靠鼓风机供给空气，燃烧前燃气与依靠鼓风机供给空气，燃烧前燃气与 空气未完成预混，常简称为空气未完成预混，常简称为鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器，多，多 用于工业上。用于工业上。 2 32 自然引风式扩散燃烧器 最简单的扩散式燃烧器是在一根铜管或光最简单的扩散式燃烧器是在一根铜管或光 管上钻一排火孔而制成的，如图管上钻一排火孔而制成的，如图6-16-1所示。所示。 33 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

24、 氧气而燃烧，形成扩散火焰。氧气而燃烧，形成扩散火焰。 34 自然引风式扩散燃烧器可根据加热工艺的需自然引风式扩散燃烧器可根据加热工艺的需 要做成多种形式。有要做成多种形式。有管式扩散燃烧器，扇形火管式扩散燃烧器，扇形火 焰式扩散燃烧器，冲焰式扩散燃烧器和炉床式焰式扩散燃烧器，冲焰式扩散燃烧器和炉床式 扩散燃烧器扩散燃烧器。其中管式包括直管式，排管式和。其中管式包括直管式，排管式和 涡卷式等。图涡卷式等。图6-1所示为直管式。所示为直管式。 35 36 37 自然引风式扩散燃烧器的火孔热强度自然引风式扩散燃烧器的火孔热强度 自然引风式扩散燃烧器能否进行稳定燃烧，关键在于其火孔自然引风式扩散燃烧

25、器能否进行稳定燃烧，关键在于其火孔 强度是否选得合适。图强度是否选得合适。图6-76-7表示了直径不同的火孔在燃烧不同性表示了直径不同的火孔在燃烧不同性 质的燃气时，火孔热强度对火焰状况的影响。质的燃气时，火孔热强度对火焰状况的影响。 38 自然引风式扩散燃烧器的特点和应用范自然引风式扩散燃烧器的特点和应用范 围围 优点优点：燃烧稳定，运行可靠；结构简单，制造：燃烧稳定，运行可靠；结构简单，制造 方便；操作简单，容易点火；可利用低压燃气；方便；操作简单，容易点火；可利用低压燃气； 不需要鼓风。不需要鼓风。 缺点缺点：燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃：燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃 烧室；

26、容易产生不完全燃烧，为使燃烧完全，烧室；容易产生不完全燃烧，为使燃烧完全， 必须供给更多的空气；由于过剩空气系数较大，必须供给更多的空气；由于过剩空气系数较大， 燃烧温度低。燃烧温度低。 39 应用范围应用范围：适用于温度要求不高，但要求温度：适用于温度要求不高，但要求温度 均匀、火焰稳定的场合。有些工业炉窑要求火均匀、火焰稳定的场合。有些工业炉窑要求火 焰具有一定亮度或某种保护性气氛时，也可用焰具有一定亮度或某种保护性气氛时，也可用 自然引风式扩散燃烧器。层流扩散式燃烧器一自然引风式扩散燃烧器。层流扩散式燃烧器一 般不适用于天然气和液化石油气，因为这两种般不适用于天然气和液化石油气，因为这两

27、种 燃气燃烧速度慢，火孔热强度小，容易产生不燃气燃烧速度慢，火孔热强度小，容易产生不 完全燃烧。完全燃烧。 40 鼓风式扩散燃烧器鼓风式扩散燃烧器 在鼓风式燃烧器中燃气燃烧所需要的全部空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，但燃烧前燃气与空气气均由鼓风机一次供给，但燃烧前燃气与空气 并不完全预混，因此燃烧过程不属于预混燃烧，并不完全预混，因此燃烧过程不属于预混燃烧， 而是扩散燃烧。根据强化混合过程所采取的措而是扩散燃烧。根据强化混合过程所采取的措 施及工艺对火焰的要求，鼓风式燃烧器可做成施及工艺对火焰的要求，鼓风式燃烧器可做成 套管式、旋流式和平流式等各种样式。套管式、

28、旋流式和平流式等各种样式。 41 图图6-86-8所示为套管式燃烧器，燃气从中间小管流出，空气所示为套管式燃烧器，燃气从中间小管流出，空气 从管夹套中流出，两者在火道或燃烧室内边混合边燃烧。从管夹套中流出，两者在火道或燃烧室内边混合边燃烧。 42 以下为几种旋流式燃烧器以下为几种旋流式燃烧器 43 44 45 鼓风式燃烧器的特点和应用范围鼓风式燃烧器的特点和应用范围 优点优点：结构紧凑，体形轻巧，占地面积小；热负荷调节：结构紧凑，体形轻巧，占地面积小；热负荷调节 范围大；可以预热空气或预热燃气；要求燃气压力较范围大；可以预热空气或预热燃气；要求燃气压力较 低；容易实现煤粉低；容易实现煤粉- -

29、燃气、油燃气、油- -燃气联合燃烧。燃气联合燃烧。 缺点缺点：需要鼓风、耗费电能；燃烧室容积热强度通常比：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完全预混燃烧器小，火焰较长，因此需要较大的燃烧 室容积；本身不具备燃气与空气成比例变化的自动调室容积；本身不具备燃气与空气成比例变化的自动调 节特性，最好能配置自动比例调节装置。节特性，最好能配置自动比例调节装置。 应用范围应用范围：鼓风式燃烧器主要用于各种工业炉及锅炉中。：鼓风式燃烧器主要用于各种工业炉及锅炉中。 46 大气燃烧器的构造大气燃烧器的构造 根据部分预混燃烧方法设计的燃烧器称为根据部分预

30、混燃烧方法设计的燃烧器称为 大气式燃烧器，其一次空气系数在大气式燃烧器，其一次空气系数在0 0到到1 1之间。之间。 大气式燃烧器由大气式燃烧器由头部头部及及引射器引射器两部分组成，如两部分组成，如 图图6-146-14所示。所示。 大气式燃烧器的工作原理是：燃气在一定大气式燃烧器的工作原理是：燃气在一定 压力下，以一定流速从喷嘴流出，进入吸气收压力下，以一定流速从喷嘴流出，进入吸气收 缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气。在引缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气。在引 射器内燃气和一次空气混合，然后，经头部火射器内燃气和一次空气混合，然后，经头部火 孔流出，进行燃烧，形成孔流出，进行燃烧，形成本

31、生火焰本生火焰。 3 47 48 大气式燃烧器通常是利用燃气引射一次空气，大气式燃烧器通常是利用燃气引射一次空气， 故属于故属于引射式燃烧器引射式燃烧器。 根据燃气压力的不同，它又可分为低压引射式根据燃气压力的不同，它又可分为低压引射式 与高（中）压引射式。与高（中）压引射式。 前者多用于民用燃具，后者多用于工业装置。前者多用于民用燃具，后者多用于工业装置。 49 低压引射大气式燃烧器由低压引射大气式燃烧器由引射器引射器和和燃烧器头部燃烧器头部 组成。组成。 50 引射器作用有以下三个方面：引射器作用有以下三个方面： 1. 1.以高能量的气体引射低能量的气体，并使两以高能量的气体引射低能量的气

32、体，并使两 者混合均匀。者混合均匀。 2. 2.在引射器末端形成所需的剩余压力，用来克在引射器末端形成所需的剩余压力，用来克 服气流在燃烧器头部的阻力损失，使燃气服气流在燃烧器头部的阻力损失，使燃气- -空空 气混合物在火孔出口获得必要的速度，以保证气混合物在火孔出口获得必要的速度，以保证 燃烧器稳定工作。燃烧器稳定工作。 3. 3.输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热 负荷。负荷。 为了完成上述作用，引射器由为了完成上述作用，引射器由喷嘴、吸气收缩喷嘴、吸气收缩 管、一次空气吸入口、混合管和扩压管管、一次空气吸入口、混合管和扩压管组成。组成。 51 5

33、2 53 54 55 56 57 燃烧器头部的作用燃烧器头部的作用是将燃气是将燃气- -空气混合物均匀空气混合物均匀 地分布到各火孔上，并进行稳定和完全的燃烧。地分布到各火孔上，并进行稳定和完全的燃烧。 为此要求头部各点混合气体的压力相等，要求为此要求头部各点混合气体的压力相等，要求 二次空气能均匀地畅通都每个火孔上。二次空气能均匀地畅通都每个火孔上。 根据用途不同，大气式燃烧器头部可做成根据用途不同，大气式燃烧器头部可做成多火多火 孔头部孔头部和和单火孔头部单火孔头部两种。两种。 58 59 60 多火孔头部上的火孔也叫燃烧孔，其形状对燃烧状况影响很多火孔头部上的火孔也叫燃烧孔，其形状对燃烧

34、状况影响很 大。常用的有圆火孔，方火孔，条形火孔和带稳焰的火孔等。大。常用的有圆火孔，方火孔，条形火孔和带稳焰的火孔等。 61 62 63 对某些要求火力集中和火孔热强度高的大气式燃烧器，常采对某些要求火力集中和火孔热强度高的大气式燃烧器，常采 用孔径较大的单火孔头部。图用孔径较大的单火孔头部。图6-296-29（a) a)所示为工业用单火孔所示为工业用单火孔 大气式燃烧器头部，它由火孔、二次空气口及火道三部分组大气式燃烧器头部，它由火孔、二次空气口及火道三部分组 成。图成。图6-296-29（b b）所示为采用火道而采用带稳焰孔的火孔。）所示为采用火道而采用带稳焰孔的火孔。 64 大气式燃烧

35、器的特点及应用范围大气式燃烧器的特点及应用范围 优点：优点： 1 1）比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高；）比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高； 2 2）可以燃烧不同性质的燃气，燃烧比较完全，燃烧效率比较）可以燃烧不同性质的燃气，燃烧比较完全，燃烧效率比较 高，烟气中高，烟气中COCO含量比较少；含量比较少； 3 3）可应用低压燃气，不需要送风设备；）可应用低压燃气，不需要送风设备； 4 4）适应性强。）适应性强。 65 缺点：缺点： 1 1）由于只预混了部分空气，而不是全部燃烧所需的空气，）由于只预混了部分空气，而不是全部燃烧所需的空气， 故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器 高，但仍受限制，仍不能满足某些工艺的要求；高，但仍受限制，仍不能满足某些工艺的要求； 2 2）当热负荷较大时，多火孔燃烧器的结构比较笨重。）当热负荷较大时，多火孔燃烧