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燃烧装置:火焰稳定

添加时间:2017/5/10 10:32:35 浏览次数:485

火焰稳定就是指在规定的燃烧条件下,使火焰稳定在一定的位置和体积,既不回火也不脱火(火焰脱离或熄灭)。导致回火的根本原因是可燃混合气流喷出速率与火焰传播速率之间的动平衡遭到破坏,即气流喷出速率小于火焰传播速率所致。为了防止回火,可燃混合气体凑够燃烧器喷出的速率必须大于某一临界速率,此临界速率与煤气成分、预热温度、燃烧器喷口直径有关。如对于含氢较多,火焰传播速率较高的焦炉煤气及发生炉气,可然混合气体的喷出速率应不低于14-18m/s。当煤气和空气经预热后,其出口速率还要高。

工业上常用的防止回火的只要措施是提高可燃混合物流速,使其火焰传播速率相适应。现在的燃烧技术对煤气和空气的速率选的很高,可打25-70m/s,甚至更高。

由于煤气燃烧器出口流速很高,气流流动状态属湍流状态。虽然湍流火焰传播与层流不同,其火焰锋面厚度要打得多,且已形成一个区域,对稳定火焰有利,但仅靠这点是不能解决问题的。所以煤气燃烧器要采取一定措施,保持煤气火焰的稳定性。

高炉煤气含N?及CO?惰性气体多,火焰传播速率很低,容易脱火,天然气火焰的稳定性比高炉煤气好。

预混煤气(无焰燃烧哦)湍流火焰,燃烧时十分强烈,但这种火焰稳定性较差,容易产生脱火。

防止脱火就是要使喷嘴喷出的高速可燃混合气流,产生的火焰稳定在燃烧器下游。稳焰方法的基本原理是造成一个回流区,形成点火热源。在工业上常用的主要方法有:

(1)采用钝体稳焰器以形成回流区。

(2)采用突扩式燃烧通道,使高温烟气回流到火焰根部。

 

必须指出,任何一种烧嘴的工作都是为了满足一定生产条件的要求,每一种烧嘴的产生和发展都有它的具体条件,因此不能脱离稍作的使用条件孤立的评论烧嘴的结构合理与否,更不能片面地根据火焰的长短来区分烧嘴工作的好坏,而是应当看它是否能够适应和满足具体生产条件对火焰特性的要求而定。例如,火焰形状及其温度分布能否满足加热工艺的要求;烧嘴负荷的调节范围能否满足炉子供热制度的要求等。在某种使用条件下认为是比较好的烧嘴在另一种生产条件下就可能完全不能使用。因此在选择烧嘴和分析其结构特性时,必须和烧嘴的使用条件结合起来。一般来说,一个性能良好的烧嘴主要满足使煤气和空气进行充分混合,或为混合提供必要的条件;在规定的负荷变化范围(调节比)内保证火焰的稳定,既不脱火也不回火,并能保证在规定的负荷条件下燃料的完全燃烧。

有焰烧嘴结构的主要部件是喷头部分,它的尺寸和形状不但保证,煤气和空气以一定的流量和速率进入燃烧室(炉膛),而且要创造煤气和空气相混合的一定条件,例如使它们呈交叉射流或旋转射流等,以便得到炉子所要求的一定特性的火焰。有的烧嘴也在喷头之前采取结构措施(例如使气体切向进入)以强化气流混合。

有焰烧嘴的具体结构形式繁多,为便于掌握各种烧嘴的基本特点,可将有焰烧嘴按下列特征进行分类:

(1)按煤气的发热量分类 ①高发热量煤气烧嘴(天然气、焦炉气、石油气烧嘴);②中发热量煤气烧嘴(混合煤气烧嘴);③低发热量煤气烧嘴(发生炉煤气、高炉煤气烧嘴)。

(2)按烧嘴的燃烧能力分类 ①小型烧嘴;②中型烧嘴③大型烧嘴

(3)按火焰长度分类 ①短焰烧嘴;②长焰烧嘴

(4)按火焰长度的可调性分类  ①火焰长度固定(煤气量不变时)的烧嘴;②火焰长度可调的烧嘴。

(5)按混合方式分类  ①靠空气与煤气的紊流扩散而混合的烧嘴(直流式烧嘴);②靠流股交角混合的烧嘴;③靠旋流装置混合的涡流式烧嘴;④靠机械作用混合的烧嘴。

(6)按混合地点分类 ①在烧嘴和炉膛中都要混合作用的烧嘴;②只在炉膛中混合的烧嘴。

(7)按煤气与空气配比的调节方法分类  ①手动调节空煤气配比的烧嘴;②自动调节空煤气配比的烧嘴。

(8)按流股的形状分类 ①扁平流股的烧嘴(如缝式烧嘴);②圆形流股的烧嘴;③盘形流股的烧嘴(平焰烧嘴),

(9)按空气与煤气饿预热情况分类 ①空气和煤气不预热的烧嘴;②空气与煤气预热的烧嘴。

(10)按燃料的使用范围分类  ①一种煤气用的烧嘴;②二种煤气用的烧嘴;③煤气和液体燃料共用的烧嘴。

预混煤气(无焰燃烧哦)湍流火焰,燃烧时十分强烈,但这种火焰稳定性较差,容易产生脱火。

防止脱火就是要使喷嘴喷出的高速可燃混合气流,产生的火焰稳定在燃烧器下游。稳焰方法的基本原理是造成一个回流区,形成点火热源。在工业上常用的主要方法有:

(1)采用钝体稳焰器以形成回流区。

(2)采用突扩式燃烧通道,使高温烟气回流到火焰根部。