第五节节能环保燃烧器

1、节能环保燃烧技术及装置节能环保燃烧技术及装置燃气工程新技术应用篇之二燃气工程新技术应用篇之二节能环保燃烧技术及装置节能环保燃烧技术及装置n一种理想的燃烧技术，在满足不同工艺需一种理想的燃烧技术，在满足不同工艺需要的前提下，应该是既节能又环保的，这要的前提下，应该是既节能又环保的，这也是燃烧技术发展的方向。本章从节能、也是燃烧技术发展的方向。本章从节能、环保两个方面介绍燃气燃烧器的技术关键，环保两个方面介绍燃气燃烧器的技术关键，有许多措施是具有多种效果的，例如许多有许多措施是具有多种效果的，例如许多节能措施也同时有利于降低污染物排量。节能措施也同时有利于降低污染物排量。这些技术在不断的改进和发展

2、中，因此也这些技术在不断的改进和发展中，因此也可通称为新型燃烧技术及装置。可通称为新型燃烧技术及装置。一、低污染燃烧技术及装置一、低污染燃烧技术及装置n目前低污染燃烧技术研究的主要内容是目前低污染燃烧技术研究的主要内容是控制控制NOx。以下介绍几种常用的低。以下介绍几种常用的低NOx燃烧技术及装置。燃烧技术及装置。1分段燃烧技术及装置分段燃烧技术及装置n分段燃烧方法是分段供给燃料或空气以降低分段燃烧方法是分段供给燃料或空气以降低NOx产生的方法。在工业炉、锅炉得到广泛采产生的方法。在工业炉、锅炉得到广泛采用，在内燃机、燃气轮机上也获得实用。用，在内燃机、燃气轮机上也获得实用。n分段供给燃烧用空

3、气，第一段燃烧在一次空分段供给燃烧用空气，第一段燃烧在一次空气系数小于气系数小于1下进行，此时氧浓度小及燃烧温下进行，此时氧浓度小及燃烧温度低，所以度低，所以NOx产生量低；第二段燃烧是剩余产生量低；第二段燃烧是剩余燃气与二次空气接触后进行，此时由于烟气燃气与二次空气接触后进行，此时由于烟气的稀释，温度及氧浓度均低，故的稀释，温度及氧浓度均低，故NOx生成也受生成也受到抑制。到抑制。分段燃烧型低分段燃烧型低NOx燃烧器燃烧器民用本生燃烧器分段燃烧民用本生燃烧器分段燃烧2、烟气再循环燃烧技术及装置、烟气再循环燃烧技术及装置n烟气再循环燃烧技术分为自身烟气再循环烟气再循环燃烧技术分为自身烟气再循环

4、和风机引入烟气再循环。和风机引入烟气再循环。n目前进口的锅炉用全自动燃气（油）燃烧目前进口的锅炉用全自动燃气（油）燃烧器上，采用了许多烟气再循环专利技术，器上，采用了许多烟气再循环专利技术，以满足日益迫切的环保要求。以满足日益迫切的环保要求。自身烟气再循环燃烧器自身烟气再循环燃烧器n是利用高温高速的燃烧气体的引射作用，是利用高温高速的燃烧气体的引射作用，使烟气回流到燃气中，增加燃烧区惰性气使烟气回流到燃气中，增加燃烧区惰性气体的含量，以降低火焰温度和氧气浓度，体的含量，以降低火焰温度和氧气浓度，从而抑制从而抑制NOx的生成。的生成。民用燃烧器烟气循环民用燃烧器烟气循环n利用燃气的引射作用，使烟

5、气回流到燃气利用燃气的引射作用，使烟气回流到燃气空气混合气体中，增加混合气体中惰性气空气混合气体中，增加混合气体中惰性气体的含量，消除本生火焰的局部高温，抑体的含量，消除本生火焰的局部高温，抑制制NOx生成。生成。3、设置火焰冷却体、设置火焰冷却体n该方法多用于民用燃烧器，是在火焰的该方法多用于民用燃烧器，是在火焰的高温区安装冷却体，将高温区的热量通高温区安装冷却体，将高温区的热量通过传导或辐射散失掉，使火焰得到冷却，过传导或辐射散失掉，使火焰得到冷却，从而抑制从而抑制NOx的生成。的生成。民用燃烧器头部加冷却棒示意图民用燃烧器头部加冷却棒示意图4浓淡燃烧技术浓淡燃烧技术n浓淡燃烧，是使燃烧设

6、备上的燃烧器分浓淡燃烧，是使燃烧设备上的燃烧器分为两组，一组在燃料过剩的情况下燃烧，为两组，一组在燃料过剩的情况下燃烧，另一组在燃料不足的情况下燃烧，这两另一组在燃料不足的情况下燃烧，这两种情况的燃烧温度都低，从而抑制种情况的燃烧温度都低，从而抑制NOx生成。浓淡燃烧技术工业炉、锅炉、燃生成。浓淡燃烧技术工业炉、锅炉、燃气轮机上都有应用。气轮机上都有应用。5催化燃烧技术及装置催化燃烧技术及装置n催化燃烧是多相反应中的完全氧化反应，催化燃烧是多相反应中的完全氧化反应，可燃气体借助催化剂的作用，使反应的活可燃气体借助催化剂的作用，使反应的活化能降低，加速反应速度，能在低温下完化能降低，加速反应速度

7、，能在低温下完全氧化。从而可达到全氧化。从而可达到CO、NOx的超低排放。的超低排放。n催化燃烧技术应用广泛，可用于民用、工催化燃烧技术应用广泛，可用于民用、工业加热、燃气轮机、燃料电池、尾气处理业加热、燃气轮机、燃料电池、尾气处理等。等。可燃气体在铂催化剂上的起燃温度与热力着火温度可燃气体在铂催化剂上的起燃温度与热力着火温度可燃气体可燃气体催化起燃温度催化起燃温度（K）热力着火温度热力着火温度（K）氢气氢气一氧化碳一氧化碳甲烷甲烷乙烷乙烷硫化氢硫化氢液化石油气液化石油气室温室温3533533736436436534084084135335335344634634836736738788788

8、13813788788543543723723催化燃烧机理催化燃烧机理n可燃气体与氧气在催化剂表面上进行可燃气体与氧气在催化剂表面上进行催化燃烧的反应机理是以催化剂催化燃烧的反应机理是以催化剂 （授授主体主体）和气体和气体 （受主体受主体）之间的电子之间的电子交换为先决条件。其电子交换过程是：交换为先决条件。其电子交换过程是：n（1）电子从可燃气体分子进入催化剂；）电子从可燃气体分子进入催化剂；n（2）电子从催化剂进入氧气分子）电子从催化剂进入氧气分子。氢气、氧气在钯催化剂上的反应机理氢气、氧气在钯催化剂上的反应机理n首先，钯吸附氢分子使其活化，释放出电子与钯首先，钯吸附氢分子使其活化，释放出

9、电子与钯结合成授主型式自由基态：结合成授主型式自由基态：n同时将电子转移给被吸附的氧分子，使之成为受主同时将电子转移给被吸附的氧分子，使之成为受主型式自由基态：型式自由基态：n然后氢气迅速完成催化反应，直接生成最终产物水并然后氢气迅速完成催化反应，直接生成最终产物水并放出热量：放出热量：引射式引射式催化燃烧器催化燃烧器扩散式催化燃烧器二、节能燃烧技术及装置二、节能燃烧技术及装置n节能的主要内容：节能的主要内容：直接节能和间接节能。直接节能和间接节能。n直接节能直接节能是指提高能源的利用效率，降低是指提高能源的利用效率，降低产品单耗，从而直接减少能源消耗量；产品单耗，从而直接减少能源消耗量；n间

10、接节能间接节能是指降低原材料消耗、提高产品是指降低原材料消耗、提高产品质量、延长设备寿命等，引起的间接能耗质量、延长设备寿命等，引起的间接能耗量降低。量降低。二、节能燃烧技术及装置二、节能燃烧技术及装置n燃烧设备为直接用能设备，包括能量转换和燃烧设备为直接用能设备，包括能量转换和有效利用两方面的问题。有效利用两方面的问题。n一般燃气工业炉和锅炉的热平衡方程式：一般燃气工业炉和锅炉的热平衡方程式：n式中式中 Q r输入热量；输入热量；n Q e有效利用热量；有效利用热量；n Q 1排烟热损失；排烟热损失；n Q 2散热损失；散热损失；n Q 3化学不完全燃烧热损失；化学不完全燃烧热损失；n Q

11、4烟气高温分解热损失。烟气高温分解热损失。4321er QQQQQQ二、节能燃烧技术及装置二、节能燃烧技术及装置n一般燃烧设备的热效率是一般燃烧设备的热效率是有效利用热量有效利用热量与与单单位时间内所消耗燃料的输入热量位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比：的百分比：n节能的前提是分析能量的损失项，上式中，节能的前提是分析能量的损失项，上式中，化学不完全燃烧热损失和分解热损失，对于化学不完全燃烧热损失和分解热损失，对于普通燃烧温度下的燃气燃烧是很少的，一般普通燃烧温度下的燃气燃烧是很少的，一般锅炉小于锅炉小于0.5%，不是节能技术的重点；散，不是节能技术的重点；散热损失主要取决于设备的保温结构。

12、热损失主要取决于设备的保温结构。%100%100r 4- 1 r r eQQQQQ二、节能燃烧技术及装置二、节能燃烧技术及装置n燃烧器的节能关键技术：燃烧器的节能关键技术：提高有效利用热和提高有效利用热和降低排烟热损失：降低排烟热损失：n（1）有效利用热量在不同燃烧设备上差别很）有效利用热量在不同燃烧设备上差别很大，大，其中工业炉的有效利用率很低，在其中工业炉的有效利用率很低，在50%左右，左右，因此国内外在此方面进行了大量研究因此国内外在此方面进行了大量研究开发工作。开发工作。n（2）排烟热损失在高温炉窑上是主要热损失，）排烟热损失在高温炉窑上是主要热损失，高温炉窑的排烟温度在高温炉窑的排烟

13、温度在1000左右，这时烟左右，这时烟气余热将占窑炉总能耗的气余热将占窑炉总能耗的50%70%。一般一般认为，排烟温度每降低认为，排烟温度每降低10，排烟热损失下，排烟热损失下降降1%。热损失与空气系数、烟气温度的关系热损失与空气系数、烟气温度的关系1高速燃烧器n高速燃烧器自身带有一个燃烧室，燃料与空气高速燃烧器自身带有一个燃烧室，燃料与空气混合后，在燃烧室内基本上实现完全燃烧混合后，在燃烧室内基本上实现完全燃烧（85%以上），高温燃气靠膨胀压力从收敛以上），高温燃气靠膨胀压力从收敛喷口以高速喷出。喷口以高速喷出。高速燃烧器的高速燃烧器的特性：特性：n1、速度为、速度为90120m/s ，最高

14、可达，最高可达300m/s。而一般燃烧器喷出速度仅几米而一般燃烧器喷出速度仅几米/秒至几十米秒至几十米/秒。秒。n2、由于燃烧室容积很小，、由于燃烧室容积很小，容积热强度可达容积热强度可达6.28108kJ/（m3h），一般也可在，一般也可在41074106kJ/（m3h）。n3、负荷调节范围大，调节比可达、负荷调节范围大，调节比可达1:50，一般燃烧，一般燃烧器在器在1:10以下以下。n4、在过剩空气系数、在过剩空气系数为为1.053.40时均可稳定燃时均可稳定燃烧。烧。高速燃烧器的节能高速燃烧器的节能特点：特点：n（1 1）强化对流换热，缩短加热时间。强化对流换热，缩短加热时间。n传统工业

15、炉燃烧器火焰速度很低，以辐射换热传统工业炉燃烧器火焰速度很低，以辐射换热为主（约占为主（约占80%80%90%90%），对流换热比例很小。），对流换热比例很小。而高速燃烧器烟气在被加热体表面的流动以紊而高速燃烧器烟气在被加热体表面的流动以紊流为主，对流换热系数提高很多。流为主，对流换热系数提高很多。n国外曾就辐射加热炉和高速对流加热炉进行比国外曾就辐射加热炉和高速对流加热炉进行比较试验，在较试验，在0 012001200的加热过程中，前者的的加热过程中，前者的加热时间是后者的加热时间是后者的6 6倍；在倍；在75075012001200的加热的加热过程，前者的加热时间是后者的过程，前者的加热时

16、间是后者的1010倍，因此节倍，因此节约燃料可达约燃料可达20%20%30%30%。高速燃烧器的节能高速燃烧器的节能特点：特点：n（2 2）炉内温度分布均匀，缩短工件均热时间。高）炉内温度分布均匀，缩短工件均热时间。高速喷出的高温烟气可以引射大量的较低温度的炉内速喷出的高温烟气可以引射大量的较低温度的炉内烟气，形成强烈的烟气回流和搅拌作用，使炉内温烟气，形成强烈的烟气回流和搅拌作用，使炉内温度分布均匀，最佳状态下，炉内温差可降至度分布均匀，最佳状态下，炉内温差可降至（0.50.51.51.5），从而缩短了工件均热时间，提高，从而缩短了工件均热时间，提高生产率，减少能耗。生产率，减少能耗。n同时

17、也由于高温高速烟气引射炉内较低温度的烟气同时也由于高温高速烟气引射炉内较低温度的烟气后，炉内的强烈换热使烟气迅速降温并使炉内温度后，炉内的强烈换热使烟气迅速降温并使炉内温度分布均匀，因此抑制了分布均匀，因此抑制了NONOx x的生成。所以，高速燃烧的生成。所以，高速燃烧器也是低器也是低NONOx x燃烧器。燃烧器。高速燃烧器的节能高速燃烧器的节能特点：特点：n（3 3）由于负荷调节范围大，所以炉内的温度可）由于负荷调节范围大，所以炉内的温度可高，可低、并且热惯性小，从而减少无谓的能高，可低、并且热惯性小，从而减少无谓的能耗。耗。n（4 4）容易实现自动调控。由于高速气流能使炉）容易实现自动调控

18、。由于高速气流能使炉温均匀，故不必像一般炉窑为了保证炉温均匀温均匀，故不必像一般炉窑为了保证炉温均匀而采用数量很多的燃烧器。由于可以减少燃烧而采用数量很多的燃烧器。由于可以减少燃烧器个数，容易实现自动调控，从而节省能耗。器个数，容易实现自动调控，从而节省能耗。高速燃烧器的应用：高速燃烧器的应用：n高速燃烧器主要用于热处理炉、玻陶制品高速燃烧器主要用于热处理炉、玻陶制品窑炉及金属熔化炉。窑炉及金属熔化炉。2平焰燃烧器平焰燃烧器n燃气利用旋转气流通过扩张形（喇叭口燃气利用旋转气流通过扩张形（喇叭口形）火道所具有的附壁流动性质形成平形）火道所具有的附壁流动性质形成平展气流，在平展气流中燃烧便得到厚展

19、气流，在平展气流中燃烧便得到厚100200mm、直径、直径6002000mm的贴壁圆盘形火焰。的贴壁圆盘形火焰。蜗壳平焰燃烧器结构图蜗壳平焰燃烧器结构图平焰燃烧器的节能特点：平焰燃烧器的节能特点：n（1）工件加热速度快，节约能源。）工件加热速度快，节约能源。n由于火焰及烟气紧贴炉壁扩展，对炉壁加热强由于火焰及烟气紧贴炉壁扩展，对炉壁加热强烈，因此，平焰炉壁温度比直焰炉提高快且高，烈，因此，平焰炉壁温度比直焰炉提高快且高，从而提高了工件加热速度；另外，平焰离受热从而提高了工件加热速度；另外，平焰离受热工件的距离可以比一般直焰小很多，且火焰温工件的距离可以比一般直焰小很多，且火焰温度分布均匀，也可

20、提高工件加热速度。度分布均匀，也可提高工件加热速度。n（2）炉内压力均匀。）炉内压力均匀。n平焰炉的负压区在火焰中心处，沿炉壁四周为平焰炉的负压区在火焰中心处，沿炉壁四周为正压区，炉子压力分布均匀，可防止冷风吸入，正压区，炉子压力分布均匀，可防止冷风吸入，从而可减少热量损失。从而可减少热量损失。3浸没燃烧器n浸没燃烧法是将燃气与空气混合后在燃浸没燃烧法是将燃气与空气混合后在燃烧室完全燃烧，然后将高温烟气喷入液烧室完全燃烧，然后将高温烟气喷入液体中以加热液体，其传热过程属于直接体中以加热液体，其传热过程属于直接接触传热，所以传热效率高，作为热水接触传热，所以传热效率高，作为热水加热其热能利用率可

21、达加热其热能利用率可达97%。（1）浸渍型浸没燃烧器（2) 填充层型浸没燃烧器 （3) 多孔板型浸没燃烧器（4）两相流型浸没燃烧器（5）发泡式浸没燃烧器4燃气辐射管燃气辐射管n燃气辐射管，是在耐热钢或耐热陶瓷材料制燃气辐射管，是在耐热钢或耐热陶瓷材料制成的辐射管中，燃气完全燃烧，以加热管子，成的辐射管中，燃气完全燃烧，以加热管子，利用被加热的管子所放出的辐射热来加热炉利用被加热的管子所放出的辐射热来加热炉子以及炉内待处理的工件或材料。子以及炉内待处理的工件或材料。n由于烟气不接触被加热对象，所以辐射管燃由于烟气不接触被加热对象，所以辐射管燃烧器可以提供保护性加热气氛，特别适宜有烧器可以提供保护

22、性加热气氛，特别适宜有特殊要求的热处理炉或加热炉，如防止被加特殊要求的热处理炉或加热炉，如防止被加热件氧化和脱碳、生产高质量搪瓷、进行无热件氧化和脱碳、生产高质量搪瓷、进行无污染食品烘烤等。污染食品烘烤等。套管式燃气辐射管套管式燃气辐射管低温加热或建筑供暖辐射管加热器低温加热或建筑供暖辐射管加热器这种加热器同热处理辐射管不同之处在于：这种加热器同热处理辐射管不同之处在于：n（1 1） 表面温度较低，最高不超过表面温度较低，最高不超过550550，一般温度在一般温度在150150450450范围，热效率高，不范围，热效率高，不低于低于90%90%。n（2 2）辐射管安装方便，长度不受设备限制，）

23、辐射管安装方便，长度不受设备限制，可串联也可并联使用，因而加热供暖面积大。可串联也可并联使用，因而加热供暖面积大。n（3 3）配备有完善的燃烧安全和控制系统。）配备有完善的燃烧安全和控制系统。 5脉冲燃烧器n脉冲燃烧器是利用燃料和空气呼吸状的脉冲燃烧器是利用燃料和空气呼吸状的流动和谐振燃烧，即脉冲燃烧。流动和谐振燃烧，即脉冲燃烧。脉冲燃烧过程脉冲燃烧过程 ：n（a a）初始点火初始点火 由鼓风机鼓入空气同时通入由鼓风机鼓入空气同时通入燃气由点火器点燃。燃气由点火器点燃。n（b b）燃烧过程燃烧过程 供给燃烧室的燃气供给燃烧室的燃气- -空气混合空气混合物由前一个周期的高温残存燃烧产物点燃燃烧物

24、由前一个周期的高温残存燃烧产物点燃燃烧（最开始用点火器点燃（最开始用点火器点燃) )，由于气体膨胀燃烧，由于气体膨胀燃烧室内压力急剧上升。室内压力急剧上升。n（c c）排气过程排气过程 由于燃烧室内压力升高，使由于燃烧室内压力升高，使燃气和空气阀关闭，燃烧产物从排气管（尾管燃气和空气阀关闭，燃烧产物从排气管（尾管) )被排出。排气终了时靠排气的惯性作用，燃烧被排出。排气终了时靠排气的惯性作用，燃烧室的压力降至大气压力以下。室的压力降至大气压力以下。脉冲燃烧过程脉冲燃烧过程 ：n（d d）吸气过程吸气过程 由于燃烧室内形成负压，由于燃烧室内形成负压，使燃气和空气阀打开，燃气和空气被吸入燃使燃气和

25、空气阀打开，燃气和空气被吸入燃烧室。烧室。此时鼓风机停止工作。此时鼓风机停止工作。n（e e）再点火过程再点火过程 燃气和空气被吸入燃烧室燃气和空气被吸入燃烧室的同时，部分燃烧产物从排气管逆向流入燃的同时，部分燃烧产物从排气管逆向流入燃烧室，将燃气烧室，将燃气-空气混合物点燃，开始下一空气混合物点燃，开始下一个循环。个循环。 再点火过程不需要点火器。再点火过程不需要点火器。脉冲燃烧过程：脉冲燃烧器的结构 （a a）逆止阀逆止阀其作用是为了在燃烧室其作用是为了在燃烧室内压力高于大气压时，内压力高于大气压时，能阻断气流，以防止倒能阻断气流，以防止倒流；而在燃烧室内压力流；而在燃烧室内压力小于大气压

26、时，靠内外小于大气压时，靠内外压差吸入空气、燃气。压差吸入空气、燃气。从而造成周期性供气和从而造成周期性供气和燃烧，即周期性振动。燃烧，即周期性振动。 脉冲燃烧器的结构脉冲燃烧器的结构 n（b b）去耦室去耦室n在进气管和排气管上都设有去耦室。去耦室的作用在进气管和排气管上都设有去耦室。去耦室的作用是利用其大的容腔，使燃烧室内高频压力波阻隔在是利用其大的容腔，使燃烧室内高频压力波阻隔在去耦室内，以稳定压力。通常可设计成圆筒形状。去耦室内，以稳定压力。通常可设计成圆筒形状。 n（c c）尾管尾管n尾管即排烟管，是烟气与被加热对象的换热面。由尾管即排烟管，是烟气与被加热对象的换热面。由于是正压排气

27、，所以可设计较长的尾管，以增加换于是正压排气，所以可设计较长的尾管，以增加换热面积，从而降低排烟温度，通常约为热面积，从而降低排烟温度，通常约为6060。热水炉的脉冲燃烧系统 脉冲燃烧的特点n（a）因为排烟温度低，所以加热效率高。）因为排烟温度低，所以加热效率高。n（b）传热系数以及燃烧强度大。传热系数可）传热系数以及燃烧强度大。传热系数可以达以达93174.5W/m，容积热强度可达，容积热强度可达（0.4653.256）104kW/m3，比普通燃，比普通燃烧器大几倍，所以燃烧系统尺寸很小。烧器大几倍，所以燃烧系统尺寸很小。n（c）污染物排放低。其中）污染物排放低。其中NOx排放量仅为普排放量

28、仅为普通燃烧器的一半左右。通燃烧器的一半左右。n（d）噪音大，需要附加消声设备。）噪音大，需要附加消声设备。n（e）负荷可调性小。）负荷可调性小。n（f）关键件加工制做要求高。）关键件加工制做要求高。6富氧燃烧器n常规燃烧中的空气仅有常规燃烧中的空气仅有21%的氧气的氧气参与燃烧过程，而参与燃烧过程，而79%的氮气吸收的氮气吸收大量燃烧反应放出的热，并作为烟大量燃烧反应放出的热，并作为烟气排出，能源浪费大。用含氧量大气排出，能源浪费大。用含氧量大于普通空气的富氧空气做助燃剂的于普通空气的富氧空气做助燃剂的燃烧称富氧燃烧。相反，称贫氧燃燃烧称富氧燃烧。相反，称贫氧燃烧。富氧燃烧的极限状态是纯氧燃

29、烧。富氧燃烧的极限状态是纯氧燃烧。烧。富氧燃烧的节能特性富氧燃烧的节能特性n（1）空气量以及排烟量减少）空气量以及排烟量减少 由于助由于助燃空气中氧含量增加，所以所需助燃空燃空气中氧含量增加，所以所需助燃空气量减少，并减少了烟气排量，例如富气量减少，并减少了烟气排量，例如富氧空气含氧量由氧空气含氧量由21%增至增至27%时，理时，理论空气量减少论空气量减少22.3%，天然气时理论，天然气时理论湿烟气量可减少湿烟气量可减少20%以上，则在相同以上，则在相同排烟温度下烟气热损失减少，且降低了排烟温度下烟气热损失减少，且降低了风机的能耗，因此可节约能源。风机的能耗，因此可节约能源。富氧燃烧的节能特性

30、n（2）火焰温度高）火焰温度高 如空气中氧含量从如空气中氧含量从21%增至增至40%，则燃烧温度由，则燃烧温度由1700增至增至2150。对于低热值燃气，。对于低热值燃气，可通过富氧燃烧提高燃烧温度，加强传可通过富氧燃烧提高燃烧温度，加强传热，提高加热效率。热，提高加热效率。n（3）分解热增加）分解热增加 随着烟气温度升高，随着烟气温度升高，分解热增加，当遇到低温表面时，将放分解热增加，当遇到低温表面时，将放出大量分解热，这也是富氧燃烧火焰具出大量分解热，这也是富氧燃烧火焰具有较大传热能力的原因之一。有较大传热能力的原因之一。富氧燃烧的节能特性富氧燃烧的节能特性n总体而言，富氧燃烧的节能效果显

31、著，总体而言，富氧燃烧的节能效果显著，国外将的富氧用于化铁炉，节能国外将的富氧用于化铁炉，节能高达；在铸造炉上使用高达；在铸造炉上使用 的富氧，平均节能。的富氧，平均节能。n但在开发阶段遇到的主要技术问题是炉但在开发阶段遇到的主要技术问题是炉温太高导致过热、温太高导致过热、NOx排量高及燃烧器排量高及燃烧器耐久性差等。耐久性差等。烟气回流型富氧燃烧器烟气回流型富氧燃烧器n采取氧气和燃料结合之前采取氧气和燃料结合之前先吸入炉内烟气，中心燃先吸入炉内烟气，中心燃气以低速供入，气以低速供入，90%95%的氧气从周围小孔以的氧气从周围小孔以高速（约高速（约300mm/s）喷）喷入，仅入，仅5%10%的

32、氧在的氧在燃料附近，保证了周围氧燃料附近，保证了周围氧气流股吸入足够烟气，有气流股吸入足够烟气，有利于降低燃烧温度，保护利于降低燃烧温度，保护了燃烧器，也降低了了燃烧器，也降低了NOx排放量。排放量。烟气回流型富氧燃烧器7空气预热式燃烧器空气预热式燃烧器n利用烟气余热来预热空气、燃料的燃利用烟气余热来预热空气、燃料的燃烧器统称为预热式燃烧器。预热式燃烧器统称为预热式燃烧器。预热式燃烧器增加了带入燃烧反应过程中的物烧器增加了带入燃烧反应过程中的物理热，可提高低热值燃气的燃烧温度。理热，可提高低热值燃气的燃烧温度。并且回收了烟气余热，使排烟温度降并且回收了烟气余热，使排烟温度降低，从而降低了排烟的

33、热损失。低，从而降低了排烟的热损失。预热空气或燃料的燃料节约率：预热空气或燃料的燃料节约率：n课堂练习：用热平衡方法导出预热课堂练习：用热平衡方法导出预热空气或燃料的燃料节约率空气或燃料的燃料节约率B。燃料燃料节约率的定义为预热前后的燃料所节约率的定义为预热前后的燃料所需差值除以预热前所需燃料量。需差值除以预热前所需燃料量。（1）自身预热式燃烧器n2020世纪世纪7070年代国外开发了自身预热燃烧器，已广年代国外开发了自身预热燃烧器，已广泛应用于工业炉窑，如铸造炉、陶瓷窑、热处理泛应用于工业炉窑，如铸造炉、陶瓷窑、热处理炉、玻璃炉、搪瓷炉等。我国炉、玻璃炉、搪瓷炉等。我国8080年代也研制了自

34、年代也研制了自身预热燃烧器，并已实用化。身预热燃烧器，并已实用化。n自身预热燃烧器的空气预热温度受金属耐热度以自身预热燃烧器的空气预热温度受金属耐热度以及换热面积限制，一般炉窑温度为及换热面积限制，一般炉窑温度为10001000时，预时，预热空气可达热空气可达350350400400，可节能，可节能15%15%以上；当炉以上；当炉温为温为14001400时，相应预热温度为时，相应预热温度为600600，节能，节能30%30%。但这种燃烧器但这种燃烧器NONOx x排量大，一般为排量大，一般为0.1%0.1%。 （2）蓄热式换热燃烧器n20世纪世纪80年代，英国燃气公司等单位开发了年代，英国燃气