燃氣課件-第六章

1、山西大學工程學院 太原電力高等專科學校 主講主講：李東雄李東雄 2010.8動力工程系系動力工程系系山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校第一節(jié)第一節(jié) 燃燒器的分類與技術(shù)要求燃燒器的分類與技術(shù)要求 第二節(jié)第二節(jié) 自然引風式擴散燃燒器自然引風式擴散燃燒器 第三節(jié)第三節(jié) 鼓風式擴散燃燒器鼓風式擴散燃燒器 山西大學工程學院 太原電力高等專科學校 擴散式燃燒器：燃氣和空氣不預混，一次空氣系數(shù)擴散式燃燒器：燃氣和空氣不預混，一次空氣系數(shù) 所需空氣在燃燒過程中由環(huán)境供給。所需空氣在燃燒過程中由環(huán)境供給。 大氣式燃燒器：燃氣和部分空氣預混，大氣式燃燒器：燃氣和部分空氣預混， 完全預混式燃燒器：燃氣和空氣完全

2、預混，完全預混式燃燒器：燃氣和空氣完全預混，00.80.21一、分類一、分類1. 按一次空氣系數(shù)分按一次空氣系數(shù)分山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校 引射式燃燒器：空氣被燃氣射流引射式燃燒器：空氣被燃氣射流吸入吸入或者燃氣被空氣射流或者燃氣被空氣射流吸入。吸入。 鼓風式燃燒器：用鼓風式燃燒器：用鼓風機鼓風機將空氣將空氣送入送入燃氣系統(tǒng)。燃燒前燃燃氣系統(tǒng)。燃燒前燃氣與空氣未預混，氣與空氣未預混，又稱為強制鼓風式燃燒器又稱為強制鼓風式燃燒器。多用于工業(yè)。多用于工業(yè)。 自然引風式燃燒器：靠爐膛中的自然引風式燃燒器：靠爐膛中的負壓負壓將空氣將空氣吸入吸入燃燒系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)，或靠或靠自然抽力或擴散自

3、然抽力或擴散供給空氣。燃燒前燃氣與空氣不進行供給空氣。燃燒前燃氣與空氣不進行預混，常簡稱為預混，常簡稱為擴散式燃燒器擴散式燃燒器，多用于民用。，多用于民用。 鼓風式燃燒器和自然引風式燃燒器統(tǒng)稱為擴散式燃燒器鼓風式燃燒器和自然引風式燃燒器統(tǒng)稱為擴散式燃燒器 2. 按空氣供給方式分按空氣供給方式分山西大學工程學院 太原電力高等專科學校3. 按燃氣壓力分按燃氣壓力分二、對燃燒器的技術(shù)要求二、對燃燒器的技術(shù)要求 1. 燃燒安全。燃燒安全。 2. 燃燒穩(wěn)定：當燃氣壓力、燃燒穩(wěn)定：當燃氣壓力、華白指數(shù)和燃燒勢華白指數(shù)和燃燒勢在正常范在正常范圍波動時，圍波動時，不發(fā)生回火或脫火現(xiàn)象不發(fā)生回火或脫火現(xiàn)象。 華

4、白指數(shù)又稱為熱負荷指數(shù)，是燃氣熱值與燃氣相對密華白指數(shù)又稱為熱負荷指數(shù)，是燃氣熱值與燃氣相對密度平方根之比度平方根之比 ，用，用W表示。表示。SHW 式中：式中：H熱值熱值(有些取高熱值，有些取低熱值有些取高熱值，有些取低熱值) S燃氣相對密度；燃氣相對密度；agS3am/293kg. 1山西大學工程學院 太原電力高等專科學校 燃燒勢：反映大氣引射式燃燒器內(nèi)焰高度，用燃燒勢：反映大氣引射式燃燒器內(nèi)焰高度，用CP表示。表示。 SHkC3CH. 07CO. 0HuCnm42P式中：式中：H2、CO、CH4、CmHn燃氣中的容積成分；燃氣中的容積成分； S 燃氣相對密度；燃氣相對密度； u 由于燃氣

5、中含氧量和氫量不同而引入的系數(shù)；由于燃氣中含氧量和氫量不同而引入的系數(shù)； 由于燃氣中含氫量的不同而引入的系數(shù)。由于燃氣中含氫量的不同而引入的系數(shù)。3. 燃燒效率較高。燃燒效率較高。4. 在額定壓力下，燃燒器能達到所需要的熱負荷。在額定壓力下，燃燒器能達到所需要的熱負荷。5. 結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量小，調(diào)節(jié)方便，工作無噪聲。結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量小，調(diào)節(jié)方便，工作無噪聲。6. 能按要求的燃燒方式組織燃燒，并建立起爐膛需要的氧能按要求的燃燒方式組織燃燒，并建立起爐膛需要的氧化性，還原性或中性氣氛。化性，還原性或中性氣氛。7. 火焰特性火焰特性(長度、發(fā)光程度、燃燒強度、溫度等長度、發(fā)光程度、燃燒強度、溫度

6、等)符合工藝符合工藝要求。要求。8. 配備必要的自動調(diào)節(jié)和自動安全裝置。配備必要的自動調(diào)節(jié)和自動安全裝置。山西大學工程學院 太原電力高等專科學校一、自然引風式擴散燃燒器的結(jié)構(gòu)及工作原理一、自然引風式擴散燃燒器的結(jié)構(gòu)及工作原理 1.管式擴散燃燒器管式擴散燃燒器 工作原理：在銅管或鋼管上鉆一排火孔，燃氣在一定工作原理：在銅管或鋼管上鉆一排火孔，燃氣在一定壓力下進入管內(nèi)，經(jīng)火孔逸出后從周圍空氣中獲得氧氣壓力下進入管內(nèi)，經(jīng)火孔逸出后從周圍空氣中獲得氧氣而燃燒。而燃燒。 結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式： a. 直管式擴散燃燒器：如圖，只有一根管。直管式擴散燃燒器：如圖，只有一根管。 山西大學工程學院 太原電力高等專

7、科學校 b. 排管式擴散燃燒器：要求排管間的凈間距排管式擴散燃燒器：要求排管間的凈間距 e=（0.61. 0）（外徑）。）（外徑）。 1排管；排管；2集氣管集氣管c. 渦卷式擴散燃燒器：渦卷式擴散燃燒器： 山西大學工程學院 太原電力高等專科學校2. 扇形火焰式扇形火焰式擴散燃燒器：火孔呈扇形扁縫孔。擴散燃燒器：火孔呈扇形扁縫孔。 1分配管分配管3. 沖焰式?jīng)_焰式擴散燃燒器擴散燃燒器 它采用兩個擴散它采用兩個擴散火焰相撞火焰相撞的方法來加強的方法來加強氣流擾動氣流擾動，增進燃氣，增進燃氣與空氣的與空氣的混合混合，從而提高燃燒穩(wěn)定性和強化燃燒過程，火焰的撞，從而提高燃燒穩(wěn)定性和強化燃燒過程，火焰的

8、撞擊角擊角 度度一般為一般為500700，兩根管子的中心距約為管外徑的兩倍，兩根管子的中心距約為管外徑的兩倍(e=2dout)。為使燃氣均勻地分布在各火孔上，火孔總面積必須小。為使燃氣均勻地分布在各火孔上，火孔總面積必須小于管子截面積。于管子截面積。1分配管；分配管；2管狀火孔管狀火孔扇形火焰式扇形火焰式?jīng)_焰式?jīng)_焰式山西大學工程學院 太原電力高等專科學校4.爐床式爐床式擴散燃燒器：也稱為擴散燃燒器：也稱為縫隙式縫隙式擴散燃燒器擴散燃燒器 由直管式擴散燃燒器和火道組成。由直管式擴散燃燒器和火道組成。 直管管徑為直管管徑為50100，火孔直徑，火孔直徑dp=24，火孔中心距，火孔中心距=(610)

9、dp。1 燃 燒 器 ；燃 燒 器 ；2 爐爐 箅 ；箅 ；3 耐 火 磚 ；耐 火 磚 ；4 石石 棉 ；棉 ；5 火火 孔 ；孔 ；6 燃 氣 管 ；燃 氣 管 ；山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校二、自然引風式擴散燃燒器的特點和適用范圍二、自然引風式擴散燃燒器的特點和適用范圍1.特點特點: 燃燒穩(wěn)定，燃燒穩(wěn)定，不會回火不會回火，運行可靠。，運行可靠。 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 操作簡單，容易點火。操作簡單，容易點火。 可利用低壓燃氣可利用低壓燃氣,燃氣壓力為燃氣壓力為200400Pa或更低時或更低時,仍能正常工作。仍能正常工作。 不需鼓風不需鼓風。2.缺點缺點: 燃燒

10、強度低燃燒強度低，火焰長，需較大燃燒室。，火焰長，需較大燃燒室。 容易產(chǎn)生不完全燃燒容易產(chǎn)生不完全燃燒，為使燃燒完全，為使燃燒完全， 取取1.21.6。 由于由于 較大，燃燒溫度低。較大，燃燒溫度低。3.應用范圍應用范圍:溫度要求不高，但要求溫度均勻，火焰穩(wěn)定的場合。如溫度要求不高，但要求溫度均勻，火焰穩(wěn)定的場合。如:用于沸水用于沸水器、熱水器、紡織業(yè)和食品業(yè)的加熱設(shè)備及小型采暖爐；器、熱水器、紡織業(yè)和食品業(yè)的加熱設(shè)備及小型采暖爐；用作點用作點火器和指示性燃燒器；火器和指示性燃燒器；某些要求火焰具有一定亮度或某種保護性某些要求火焰具有一定亮度或某種保護性氣氛的；氣氛的；臨時性加熱設(shè)備。臨時性加

11、熱設(shè)備。不適用于天然氣和液化石油氣不適用于天然氣和液化石油氣。(因為它們?nèi)紵俣嚷?，燃燒強度小因為它們?nèi)紵俣嚷紵龔姸刃?容易產(chǎn)生不完全燃燒和煙炱容易產(chǎn)生不完全燃燒和煙炱)。 山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校 鼓風式燃燒器的鼓風式燃燒器的燃燒強度與火焰長度燃燒強度與火焰長度均由燃氣和空氣的均由燃氣和空氣的混合強度混合強度決定，采取將決定，采取將燃氣分成多股細小流束燃氣分成多股細小流束射入空氣流中射入空氣流中或采用或采用空氣旋流空氣旋流等措施加速燃氣和空氣的混合可強化燃燒過等措施加速燃氣和空氣的混合可強化燃燒過程和縮短火焰長度。程和縮短火焰長度。 種類：套管式、旋流式、平流式。種類：套

12、管式、旋流式、平流式。一、結(jié)構(gòu)及工作原理一、結(jié)構(gòu)及工作原理 1. 套管式燃燒器套管式燃燒器 由大管和小管相套而成由大管和小管相套而成,通通常是燃氣從中間小管流出，空常是燃氣從中間小管流出，空氣從管夾套中流出，兩者在火氣從管夾套中流出，兩者在火道或燃燒室內(nèi)邊混合邊燃燒。道或燃燒室內(nèi)邊混合邊燃燒。 特點：結(jié)構(gòu)簡單，不會回火。但由于燃氣和空氣屬于同心平特點：結(jié)構(gòu)簡單，不會回火。但由于燃氣和空氣屬于同心平行氣流，故混合較差，火焰較長。行氣流，故混合較差，火焰較長。山西大學工程學院 太原電力高等專科學校2. 旋流式燃燒器旋流式燃燒器 導流葉片式導流葉片式旋流燃燒器。旋流燃燒器。空氣旋流空氣旋流，燃氣只在

13、燒天然氣時才，燃氣只在燒天然氣時才旋流。旋流。 1節(jié)流圈；節(jié)流圈；2導流葉片；導流葉片；3燃氣旋流器；燃氣旋流器；4噴口噴口 燃燒器中燃燒器中空氣空氣以以2kPa的的壓力供入，經(jīng)壓力供入，經(jīng)導流葉片導流葉片2形形成成旋流旋流，并與中心孔口流出，并與中心孔口流出的燃氣進行混合，然后經(jīng)噴的燃氣進行混合，然后經(jīng)噴口口4進入火道或燃燒室繼續(xù)進入火道或燃燒室繼續(xù)混合和燃燒。使用混合和燃燒。使用人工燃氣人工燃氣時，其壓力約為時，其壓力約為800Pa；使；使用用天然氣天然氣時，其壓力約為時，其壓力約為3kPa。當使用。當使用天然氣天然氣時，中時，中心孔口需安裝燃氣旋流器，心孔口需安裝燃氣旋流器，使燃氣也形成

14、旋流，以加強使燃氣也形成旋流，以加強氣流混合。氣流混合。山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校 中心供氣中心供氣蝸殼式蝸殼式旋流燃燒器（旋流燃燒器（空氣旋流空氣旋流）1調(diào)風板手柄；調(diào)風板手柄；2觀火孔；觀火孔；3蝸殼；蝸殼；4圓柱形空氣通道；圓柱形空氣通道；5燃氣分配管；燃氣分配管；6火道火道蝸殼為旋流器，空氣經(jīng)蝸殼后形成旋流，燃氣從中心燃氣管上的蝸殼為旋流器，空氣經(jīng)蝸殼后形成旋流，燃氣從中心燃氣管上的許多小孔呈許多小孔呈細流垂直噴入細流垂直噴入空氣旋流中空氣旋流中,兩者強烈混合后進入火道燃兩者強烈混合后進入火道燃燒。當使用天然氣時，其壓力約為燒。當使用天然氣時，其壓力約為15000Pa，空氣

15、阻力約為，空氣阻力約為850Pa,過?？諝庀禂?shù)為過剩空氣系數(shù)為1.1。山西大學工程學院 太原電力高等專科學校 螺旋板式螺旋板式旋流燃燒器（旋流燃燒器（空氣和燃氣都旋流空氣和燃氣都旋流） 由兩張平行鋼板卷制而成，具有兩個螺旋通道，一為燃氣由兩張平行鋼板卷制而成，具有兩個螺旋通道，一為燃氣通道，另一為空氣通道。燃氣與空氣分別從偏心切向進入各通道，另一為空氣通道。燃氣與空氣分別從偏心切向進入各自通道，邊旋轉(zhuǎn)邊向前流動，在燃燒器出口處開始混合。自通道，邊旋轉(zhuǎn)邊向前流動，在燃燒器出口處開始混合。 特點：特點： 燃氣與空氣接觸面大，混合均勻，燃燒器調(diào)節(jié)范圍大。燃氣與空氣接觸面大，混合均勻，燃燒器調(diào)節(jié)范圍大

16、。 山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校 切向切向供空氣式旋流燃燒器供空氣式旋流燃燒器 空氣空氣切向切向進入，燃氣進入，燃氣軸向軸向進入，在高速旋轉(zhuǎn)的空氣帶動進入，在高速旋轉(zhuǎn)的空氣帶動下，燃氣也隨之旋轉(zhuǎn)，并進行混合燃燒。由于旋轉(zhuǎn)，在燃燒下，燃氣也隨之旋轉(zhuǎn)，并進行混合燃燒。由于旋轉(zhuǎn)，在燃燒室中心形成一個大的煙氣回流區(qū)，因此室中心形成一個大的煙氣回流區(qū)，因此火焰呈旋轉(zhuǎn)圓筒形火焰呈旋轉(zhuǎn)圓筒形?？諝庠趫A筒形火焰與燃燒室壁中間旋轉(zhuǎn)流動，其冷卻燃燒室空氣在圓筒形火焰與燃燒室壁中間旋轉(zhuǎn)流動，其冷卻燃燒室壁的作用，同時也減少了燃燒室的散熱損失。壁的作用，同時也減少了燃燒室的散熱損失。山西大學工程學院 太原電

17、力高等?？茖W校 徑向供燃氣徑向供燃氣式旋流燃燒器式旋流燃燒器 空氣旋流，燃氣與空氣空氣旋流，燃氣與空氣垂直垂直混合?；旌稀?特點：特點： 除形成旋轉(zhuǎn)氣流外，當燃氣孔分布合理時，每個燃氣孔除形成旋轉(zhuǎn)氣流外，當燃氣孔分布合理時，每個燃氣孔均會形成一個單股燃氣流，穿透到空氣旋流之中，因而，增均會形成一個單股燃氣流，穿透到空氣旋流之中，因而，增大了燃氣與空氣的接觸面，使火焰縮短。大了燃氣與空氣的接觸面，使火焰縮短。 如果燃氣孔分布不合理，將會形成一個大的中心火焰如果燃氣孔分布不合理，將會形成一個大的中心火焰,使燃燒惡化。使燃燒惡化。山西大學工程學院 太原電力高等?？茖W校二、特點及應用范圍二、特點及應用

18、范圍 1. 優(yōu)點優(yōu)點 與熱負荷相同的引射式燃燒器相比與熱負荷相同的引射式燃燒器相比,其結(jié)構(gòu)緊湊其結(jié)構(gòu)緊湊,體形輕巧體形輕巧,占地占地面積小。特別是熱負荷較大時面積小。特別是熱負荷較大時,該優(yōu)點更為突出。該優(yōu)點更為突出。 熱負荷調(diào)節(jié)范圍大熱負荷調(diào)節(jié)范圍大,調(diào)節(jié)系數(shù)一般大于調(diào)節(jié)系數(shù)一般大于5。 可以預熱空氣或預熱燃氣可以預熱空氣或預熱燃氣,預熱溫度甚至接近燃氣著火溫度預熱溫度甚至接近燃氣著火溫度,這對這對高溫工業(yè)爐是很必要的。高溫工業(yè)爐是很必要的。 要求燃氣壓力較低。要求燃氣壓力較低。 容易實現(xiàn)煤粉容易實現(xiàn)煤粉-燃氣、油燃氣、油-燃氣聯(lián)合燃燒。燃氣聯(lián)合燃燒。 2. 缺點缺點 需要鼓風需要鼓風,耗費電能。耗費電能。 燃燒室容積熱強度通常比完全預混燃燒器小燃燒室容積熱強度通常比完全預混燃燒器小,火焰較長火焰較長,因此需要因此需要較大的燃燒室容積。較大的燃燒室容積。 本身不具備燃