燃气课件-第六章

1、山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 主讲主讲：李东雄李东雄 2010.8动力工程系系动力工程系系山西大学工程学院 太原电力高等专科学校第一节第一节 燃烧器的分类与技术要求燃烧器的分类与技术要求 第二节第二节 自然引风式扩散燃烧器自然引风式扩散燃烧器 第三节第三节 鼓风式扩散燃烧器鼓风式扩散燃烧器 山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 扩散式燃烧器：燃气和空气不预混，一次空气系数扩散式燃烧器：燃气和空气不预混，一次空气系数 所需空气在燃烧过程中由环境供给。所需空气在燃烧过程中由环境供给。 大气式燃烧器：燃气和部分空气预混，大气式燃烧器：燃气和部分空气预混， 完全预混式燃烧器：燃气和空气完全

2、预混，完全预混式燃烧器：燃气和空气完全预混，00.80.21一、分类一、分类1. 按一次空气系数分按一次空气系数分山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 引射式燃烧器：空气被燃气射流引射式燃烧器：空气被燃气射流吸入吸入或者燃气被空气射流或者燃气被空气射流吸入。吸入。 鼓风式燃烧器：用鼓风式燃烧器：用鼓风机鼓风机将空气将空气送入送入燃气系统。燃烧前燃燃气系统。燃烧前燃气与空气未预混，气与空气未预混，又称为强制鼓风式燃烧器又称为强制鼓风式燃烧器。多用于工业。多用于工业。 自然引风式燃烧器：靠炉膛中的自然引风式燃烧器：靠炉膛中的负压负压将空气将空气吸入吸入燃烧系统，燃烧系统，或靠或靠自然抽力或扩散自

3、然抽力或扩散供给空气。燃烧前燃气与空气不进行供给空气。燃烧前燃气与空气不进行预混，常简称为预混，常简称为扩散式燃烧器扩散式燃烧器，多用于民用。，多用于民用。 鼓风式燃烧器和自然引风式燃烧器统称为扩散式燃烧器鼓风式燃烧器和自然引风式燃烧器统称为扩散式燃烧器 2. 按空气供给方式分按空气供给方式分山西大学工程学院 太原电力高等专科学校3. 按燃气压力分按燃气压力分二、对燃烧器的技术要求二、对燃烧器的技术要求 1. 燃烧安全。燃烧安全。 2. 燃烧稳定：当燃气压力、燃烧稳定：当燃气压力、华白指数和燃烧势华白指数和燃烧势在正常范在正常范围波动时，围波动时，不发生回火或脱火现象不发生回火或脱火现象。 华

4、白指数又称为热负荷指数，是燃气热值与燃气相对密华白指数又称为热负荷指数，是燃气热值与燃气相对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热值热值(有些取高热值，有些取低热值有些取高热值，有些取低热值) S燃气相对密度；燃气相对密度；agS3am/293kg. 1山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 燃烧势：反映大气引射式燃烧器内焰高度，用燃烧势：反映大气引射式燃烧器内焰高度，用CP表示。表示。 SHkC3CH. 07CO. 0HuCnm42P式中：式中：H2、CO、CH4、CmHn燃气中的容积成分；燃气中的容积成分； S 燃气相对密度；燃气相对密度； u 由于燃气

5、中含氧量和氢量不同而引入的系数；由于燃气中含氧量和氢量不同而引入的系数； 由于燃气中含氢量的不同而引入的系数。由于燃气中含氢量的不同而引入的系数。3. 燃烧效率较高。燃烧效率较高。4. 在额定压力下，燃烧器能达到所需要的热负荷。在额定压力下，燃烧器能达到所需要的热负荷。5. 结构紧凑，金属耗量小，调节方便，工作无噪声。结构紧凑，金属耗量小，调节方便，工作无噪声。6. 能按要求的燃烧方式组织燃烧，并建立起炉膛需要的氧能按要求的燃烧方式组织燃烧，并建立起炉膛需要的氧化性，还原性或中性气氛。化性，还原性或中性气氛。7. 火焰特性火焰特性(长度、发光程度、燃烧强度、温度等长度、发光程度、燃烧强度、温度

6、等)符合工艺符合工艺要求。要求。8. 配备必要的自动调节和自动安全装置。配备必要的自动调节和自动安全装置。山西大学工程学院 太原电力高等专科学校一、自然引风式扩散燃烧器的结构及工作原理一、自然引风式扩散燃烧器的结构及工作原理 1.管式扩散燃烧器管式扩散燃烧器 工作原理：在铜管或钢管上钻一排火孔，燃气在一定工作原理：在铜管或钢管上钻一排火孔，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氧气压力下进入管内，经火孔逸出后从周围空气中获得氧气而燃烧。而燃烧。 结构形式：结构形式： a. 直管式扩散燃烧器：如图，只有一根管。直管式扩散燃烧器：如图，只有一根管。 山西大学工程学院 太原电力高等专

7、科学校 b. 排管式扩散燃烧器：要求排管间的净间距排管式扩散燃烧器：要求排管间的净间距 e=（0.61. 0）（外径）。）（外径）。 1排管；排管；2集气管集气管c. 涡卷式扩散燃烧器：涡卷式扩散燃烧器： 山西大学工程学院 太原电力高等专科学校2. 扇形火焰式扇形火焰式扩散燃烧器：火孔呈扇形扁缝孔。扩散燃烧器：火孔呈扇形扁缝孔。 1分配管分配管3. 冲焰式冲焰式扩散燃烧器扩散燃烧器 它采用两个扩散它采用两个扩散火焰相撞火焰相撞的方法来加强的方法来加强气流扰动气流扰动，增进燃气，增进燃气与空气的与空气的混合混合，从而提高燃烧稳定性和强化燃烧过程，火焰的撞，从而提高燃烧稳定性和强化燃烧过程，火焰的

8、撞击角击角 度度一般为一般为500700，两根管子的中心距约为管外径的两倍，两根管子的中心距约为管外径的两倍(e=2dout)。为使燃气均匀地分布在各火孔上，火孔总面积必须小。为使燃气均匀地分布在各火孔上，火孔总面积必须小于管子截面积。于管子截面积。1分配管；分配管；2管状火孔管状火孔扇形火焰式扇形火焰式冲焰式冲焰式山西大学工程学院 太原电力高等专科学校4.炉床式炉床式扩散燃烧器：也称为扩散燃烧器：也称为缝隙式缝隙式扩散燃烧器扩散燃烧器 由直管式扩散燃烧器和火道组成。由直管式扩散燃烧器和火道组成。 直管管径为直管管径为50100，火孔直径，火孔直径dp=24，火孔中心距，火孔中心距=(610)

9、dp。1 燃 烧 器 ；燃 烧 器 ；2 炉炉 箅 ；箅 ；3 耐 火 砖 ；耐 火 砖 ；4 石石 棉 ；棉 ；5 火火 孔 ；孔 ；6 燃 气 管 ；燃 气 管 ；山西大学工程学院 太原电力高等专科学校二、自然引风式扩散燃烧器的特点和适用范围二、自然引风式扩散燃烧器的特点和适用范围1.特点特点: 燃烧稳定，燃烧稳定，不会回火不会回火，运行可靠。，运行可靠。 结构简单，制造方便。结构简单，制造方便。 操作简单，容易点火。操作简单，容易点火。 可利用低压燃气可利用低压燃气,燃气压力为燃气压力为200400Pa或更低时或更低时,仍能正常工作。仍能正常工作。 不需鼓风不需鼓风。2.缺点缺点: 燃烧

10、强度低燃烧强度低，火焰长，需较大燃烧室。，火焰长，需较大燃烧室。 容易产生不完全燃烧容易产生不完全燃烧，为使燃烧完全，为使燃烧完全， 取取1.21.6。 由于由于 较大，燃烧温度低。较大，燃烧温度低。3.应用范围应用范围:温度要求不高，但要求温度均匀，火焰稳定的场合。如温度要求不高，但要求温度均匀，火焰稳定的场合。如:用于沸水用于沸水器、热水器、纺织业和食品业的加热设备及小型采暖炉；器、热水器、纺织业和食品业的加热设备及小型采暖炉；用作点用作点火器和指示性燃烧器；火器和指示性燃烧器；某些要求火焰具有一定亮度或某种保护性某些要求火焰具有一定亮度或某种保护性气氛的；气氛的；临时性加热设备。临时性加

11、热设备。不适用于天然气和液化石油气不适用于天然气和液化石油气。(因为它们燃烧速度慢，燃烧强度小因为它们燃烧速度慢，燃烧强度小,容易产生不完全燃烧和烟炱容易产生不完全燃烧和烟炱)。 山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 鼓风式燃烧器的鼓风式燃烧器的燃烧强度与火焰长度燃烧强度与火焰长度均由燃气和空气的均由燃气和空气的混合强度混合强度决定，采取将决定，采取将燃气分成多股细小流束燃气分成多股细小流束射入空气流中射入空气流中或采用或采用空气旋流空气旋流等措施加速燃气和空气的混合可强化燃烧过等措施加速燃气和空气的混合可强化燃烧过程和缩短火焰长度。程和缩短火焰长度。 种类：套管式、旋流式、平流式。种类：套

12、管式、旋流式、平流式。一、结构及工作原理一、结构及工作原理 1. 套管式燃烧器套管式燃烧器 由大管和小管相套而成由大管和小管相套而成,通通常是燃气从中间小管流出，空常是燃气从中间小管流出，空气从管夹套中流出，两者在火气从管夹套中流出，两者在火道或燃烧室内边混合边燃烧。道或燃烧室内边混合边燃烧。 特点：结构简单，不会回火。但由于燃气和空气属于同心平特点：结构简单，不会回火。但由于燃气和空气属于同心平行气流，故混合较差，火焰较长。行气流，故混合较差，火焰较长。山西大学工程学院 太原电力高等专科学校2. 旋流式燃烧器旋流式燃烧器 导流叶片式导流叶片式旋流燃烧器。旋流燃烧器。空气旋流空气旋流，燃气只在

13、烧天然气时才，燃气只在烧天然气时才旋流。旋流。 1节流圈；节流圈；2导流叶片；导流叶片；3燃气旋流器；燃气旋流器；4喷口喷口 燃烧器中燃烧器中空气空气以以2kPa的的压力供入，经压力供入，经导流叶片导流叶片2形形成成旋流旋流，并与中心孔口流出，并与中心孔口流出的燃气进行混合，然后经喷的燃气进行混合，然后经喷口口4进入火道或燃烧室继续进入火道或燃烧室继续混合和燃烧。使用混合和燃烧。使用人工燃气人工燃气时，其压力约为时，其压力约为800Pa；使；使用用天然气天然气时，其压力约为时，其压力约为3kPa。当使用。当使用天然气天然气时，中时，中心孔口需安装燃气旋流器，心孔口需安装燃气旋流器，使燃气也形成

14、旋流，以加强使燃气也形成旋流，以加强气流混合。气流混合。山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 中心供气中心供气蜗壳式蜗壳式旋流燃烧器（旋流燃烧器（空气旋流空气旋流）1调风板手柄；调风板手柄；2观火孔；观火孔；3蜗壳；蜗壳；4圆柱形空气通道；圆柱形空气通道；5燃气分配管；燃气分配管；6火道火道蜗壳为旋流器，空气经蜗壳后形成旋流，燃气从中心燃气管上的蜗壳为旋流器，空气经蜗壳后形成旋流，燃气从中心燃气管上的许多小孔呈许多小孔呈细流垂直喷入细流垂直喷入空气旋流中空气旋流中,两者强烈混合后进入火道燃两者强烈混合后进入火道燃烧。当使用天然气时，其压力约为烧。当使用天然气时，其压力约为15000Pa，空气

15、阻力约为，空气阻力约为850Pa,过剩空气系数为过剩空气系数为1.1。山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 螺旋板式螺旋板式旋流燃烧器（旋流燃烧器（空气和燃气都旋流空气和燃气都旋流） 由两张平行钢板卷制而成，具有两个螺旋通道，一为燃气由两张平行钢板卷制而成，具有两个螺旋通道，一为燃气通道，另一为空气通道。燃气与空气分别从偏心切向进入各通道，另一为空气通道。燃气与空气分别从偏心切向进入各自通道，边旋转边向前流动，在燃烧器出口处开始混合。自通道，边旋转边向前流动，在燃烧器出口处开始混合。 特点：特点： 燃气与空气接触面大，混合均匀，燃烧器调节范围大。燃气与空气接触面大，混合均匀，燃烧器调节范围大

16、。 山西大学工程学院 太原电力高等专科学校 切向切向供空气式旋流燃烧器供空气式旋流燃烧器 空气空气切向切向进入，燃气进入，燃气轴向轴向进入，在高速旋转的空气带动进入，在高速旋转的空气带动下，燃气也随之旋转，并进行混合燃烧。由于旋转，在燃烧下，燃气也随之旋转，并进行混合燃烧。由于旋转，在燃烧室中心形成一个大的烟气回流区，因此室中心形成一个大的烟气回流区，因此火焰呈旋转圆筒形火焰呈旋转圆筒形。空气在圆筒形火焰与燃烧室壁中间旋转流动，其冷却燃烧室空气在圆筒形火焰与燃烧室壁中间旋转流动，其冷却燃烧室壁的作用，同时也减少了燃烧室的散热损失。壁的作用，同时也减少了燃烧室的散热损失。山西大学工程学院 太原电

17、力高等专科学校 径向供燃气径向供燃气式旋流燃烧器式旋流燃烧器 空气旋流，燃气与空气空气旋流，燃气与空气垂直垂直混合。混合。 特点：特点： 除形成旋转气流外，当燃气孔分布合理时，每个燃气孔除形成旋转气流外，当燃气孔分布合理时，每个燃气孔均会形成一个单股燃气流，穿透到空气旋流之中，因而，增均会形成一个单股燃气流，穿透到空气旋流之中，因而，增大了燃气与空气的接触面，使火焰缩短。大了燃气与空气的接触面，使火焰缩短。 如果燃气孔分布不合理，将会形成一个大的中心火焰如果燃气孔分布不合理，将会形成一个大的中心火焰,使燃烧恶化。使燃烧恶化。山西大学工程学院 太原电力高等专科学校二、特点及应用范围二、特点及应用

18、范围 1. 优点优点 与热负荷相同的引射式燃烧器相比与热负荷相同的引射式燃烧器相比,其结构紧凑其结构紧凑,体形轻巧体形轻巧,占地占地面积小。特别是热负荷较大时面积小。特别是热负荷较大时,该优点更为突出。该优点更为突出。 热负荷调节范围大热负荷调节范围大,调节系数一般大于调节系数一般大于5。 可以预热空气或预热燃气可以预热空气或预热燃气,预热温度甚至接近燃气着火温度预热温度甚至接近燃气着火温度,这对这对高温工业炉是很必要的。高温工业炉是很必要的。 要求燃气压力较低。要求燃气压力较低。 容易实现煤粉容易实现煤粉-燃气、油燃气、油-燃气联合燃烧。燃气联合燃烧。 2. 缺点缺点 需要鼓风需要鼓风,耗费电能。耗费电能。 燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器小燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器小,火焰较长火焰较长,因此需要因此需要较大的燃烧室容积。较大的燃烧室容积。 本身不具备燃