燃气燃烧与燃烧器剖析.ppt

燃气燃烧与燃烧器 燃气的燃烧特性 燃烧的定义：燃气中的可燃组分（氢气、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢等）在一定条件下（如高温） 与氧气发生激烈的氧化作用，并产生大量光和热的过程称为燃烧。 燃烧的条件：可燃物质、助燃物质和点火源 可燃物质：凡能与空气中的氧气发生剧烈氧化反应的物质。如：木柴、煤炭、煤油、甲烷等。 助燃物质：凡能帮助或维持可燃物质燃烧的物质，化学上称为氧化剂。最常见的是氧气和空气。 点火源:凡能引起可燃物质燃烧的能量。点火源是物质发生燃烧的能量条件，没有点火源就不会发生燃烧。如：明火、电火花等。 燃气的燃烧特性 1.燃气热值：1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量。 单位： kJ/Nm3或MJ/Nm3 分为高热值和低热值。 2.燃烧所需空气量：理论空气量、实际空气量 过剩空气系数α=实际空气量/理论空气量 通常α﹥1，工业设备中α一般控制在1.05～1.2； 民用燃具中α一般控制在1.3～1.8 3.燃烧产物：理论烟气量:CO2 、 SO2 、 N2和H2O 实际烟气量：除含上面成分外还有未燃空气 干烟气：不含水分的烟气 湿烟气：含水分的烟气 燃气的燃烧特性 4.燃烧速度：燃气与空气的混合物中，火焰向垂直于燃烧焰面的未燃气体方向传播或燃烧的速度叫燃烧速度或火焰传播速度。与燃气成分、温度、混合速度、混合气体压力、燃气与空气的混合比例有关。是气体燃料燃烧最重要的特征之一。对火焰稳定性和燃气互换性有很大影响。 燃气燃烧的稳定性是以有无脱火、回火和黄焰的现象来衡量。正常燃烧时，燃气离开火孔速度同燃烧速度相适应，这样在火孔上形成一个稳定的火焰。如果燃气离开火孔的速度大于燃烧速度，火焰就不能稳定在火孔出口处，而离开火孔一段距离，这种现象叫离焰。如果燃气离开火孔的速度继续增大，火焰继续上浮，最后会熄灭，这种现象叫脱火。当燃气离开火孔的速度小于燃烧速度，火焰会缩入火孔内部燃烧，这个现象称为回火。 燃气的燃烧特性 5.爆炸与爆炸极限：所谓爆炸是在极短的时间内，可燃气体与空气迅速燃烧，产生大量热量体积膨胀，压力升高。 爆炸的条件：混合气体在爆炸极限范围内、在密闭空间内、有点火源 可燃气体与空气的混合物遇到点火源能够发生爆炸的可燃气体浓度范围称爆炸极限。爆炸下限、爆炸上限。 燃气的燃烧方法 根据燃气与空气在燃烧前的混合状况（一次空气系数），可将燃气燃烧方法分为三类：扩散式燃烧、部分预混式燃烧和完全预混式燃烧三种。 1.扩散式——燃烧前不予混空气的燃烧.燃烧所需的氧气依 靠扩散作用从周围空气中获得。又称有焰燃烧。 特点： 燃烧稳定,燃具结构简单,燃气压力要求不高。但燃烧火焰太长，易产生不完全燃烧，燃烧温度和热效率低。 2.部分预混式——燃烧前予混一部分空气。 特点：燃烧火焰清晰，火焰温度高，热效率高。但燃烧不稳定， 对一次空气的控制及燃烧组分要求较高。 3.完全预混式——燃烧前已混足所需空气，燃烧过程中不需从周围空气中取得氧气。又称无焰燃烧。 特点： 燃烧完全，燃烧温度高。但燃烧稳定性差。 燃气燃烧器 燃烧器分类： 1.按一次空气系数分?? ：扩散式燃烧器（?? =0）、大气式燃烧器（?? =0.2～0.8）、完全预混式燃烧器（ ?? ≧1）。 2.按空气的供给方法分：引射式燃烧器（空气被燃气射流吸入或燃气被空气射流吸入）、鼓风式燃烧器（用鼓风设备将空气送入燃烧系统）、自然引风式燃烧器（靠炉膛中的负压将空气吸入燃烧系统）。 3.按燃气压力分：低压燃烧器（燃气压力在5KPa以下）、高中压燃烧器（燃气压力在5KPa至300KPa之间）。 燃气燃烧器 燃烧器的基本要求： 1.燃烧比较完全 2.燃烧稳定。当燃气热值、华白数和燃烧势在正常范围内波动时，不发生回火和脱火现象 3.燃烧效率高。 4.在额定压力下，燃烧器能达到所要求的热负荷。 5.结构紧凑，金属消耗少、调节方便、工作无噪声。 燃气燃烧器 扩散式燃烧器： 按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器，称为扩散式燃烧器。 一次空气系数?? =0，燃烧所需空气在燃烧过程中供给。 按空气的功给方式不同，分为自然引风式（简称扩散式燃烧器）和强制鼓风式（简称鼓风式燃烧器）。 扩散式燃烧器原理如下图。最简单的扩散式燃烧器是在一根钢管上钻一排火孔而制成，燃气在一定压力下进入管内，经火孔逸出后靠燃气的扩散作用从周围空气中获得氧气而燃烧，形成扩散火