燃气课件-第七章

燃气

主讲：李东雄

2010.8动力工程系系第七章大气式燃烧器

第一节构造及特点

第三节低压引射器的计算

◆大气式燃烧器即部分预混，其一次过量空气系数在0<<1第一节构造及特点一、结构组成大气式燃烧器由头部及引射器两部分组成。

1-调风板；2-一次空气口；3-引射器喉部；4-喷嘴；5-火孔

◆一次过量空气系数，燃烧区总◆属于引射式燃烧器（利用燃气引射一次空气。当燃气压力不足时也可利用加压空气来引射燃气。)

1—调风板；2—一次空气口；3—引射器喉部；4—喷嘴；5—火孔

二、工作原理◆燃气在一定压力下,以一定流速从喷嘴流出,进入吸气收缩管,燃气靠本身的能量吸入空气。在引射器内燃气和空气混合后经头部头火孔流出进行燃烧，形成本生火焰。（本生：人的名字）P+1/2mv2+ρgh=常数在收缩段，P↓，v↑，从而吸入空气。◆三、低压引射式燃烧器组成部件及作用1.引射器◆引射器的作用:①以高能量的气体引射低能量的气体，并使二者混合。通常是以燃气引射空气。②在引射器末端形成所需的剩余压力，以克服气流在燃烧器头部的阻力，使混合物在火孔出口获得必要的速度，以保证燃烧器稳定工作。③输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热负荷。◆引射器的组成喷嘴；收缩管；一次空气吸入口；混合管；扩压管1-喷嘴；2-收缩管；3-混合管；4-扩压管；

⑴喷嘴a.作用：输送所要求的燃气量，并将燃气的势能转变为动能，依靠引射作用引射一定的空气。b.可调喷嘴1-固定部件；2-活动部件固定喷嘴c.安装喷嘴时，其出口截面到收缩管喉部应有一定距离，否则将影响一次空气吸入；同时喷嘴中心线与混合管中心线应一致,否则对引射空气量不利。⑵吸气收缩管a.作用：减少空气进入时的阻力。b.⑶一次空气吸入口a.设在吸气收缩管上,开设位置有两种:①吸入口截面与喷嘴轴线垂直,空气沿轴线方向吸入，阻力小。②吸入口截面与喷嘴轴线平行，吸入空气时阻力较大。一次空气吸入口及喷嘴的安装位置（a）端部进风；（b）侧面进风

b.一次空气量的调节①在一次空气吸入口外面安装调风板，通过转动调风板来改变一次空气吸入量。

（a）移动式调风板；（b）切口旋转式调风板调风板②在混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条，借助螺丝或钢条的上下运动来改变燃气射流的能量损失，从而调节一次空气吸入量。

1—调节螺丝；2—弯曲钢条调节螺丝和弯曲钢条

（a）调节螺丝；（b）弯曲钢条⑷混合管a.作用：使燃气和空气充分混合，且混合物速度场、浓度场、温度场呈均匀分布。b.结构形式：圆管长度dt<lmin<5dt(dt：混合管内径)⑸扩压管①使部分动压变为静压，以提高混合气体压力。②使燃气和空气进一步混合均匀。2.燃烧器头部b.◆多火孔头部(多用于民用燃具)★头部形式A.圆形，其上有若干用来加热的主火孔、辅助火孔及头部沟槽用来点火和检测火焰。B.方形，其上有142个4mm的火孔，燃烧气热负荷为20kW。为保证燃烧完全,布置火孔时应至少保证空气从一侧供给火孔。带有自动点火和安全装置的大气式燃烧器

1—调风板；2—喷嘴；3—引射器；4—头部铸铁锅炉上使用的燃烧器头部为方形的大气式燃烧器★火孔（也叫燃烧孔）形式A（1）无凸缘的圆火孔；（2）有凸缘的圆火孔

B1—火盖；2—火孔；3—头部C横向条形火孔(与来气方向垂直)

D带稳焰孔的火孔

1-主火孔；2-稳焰孔；3-主火焰；4-辅助火焰

◆单火孔头部（用于火力集中和火孔热强度高的场合）★头部形式（1）火道式（2）稳焰孔式(a)火道式；（b）稳焰孔式1—火孔；2—二次空气口；3—稳焰孔；4—引射器；5—火道；6—小孔四、大气式燃烧器的优缺点及应用范围1.优点:①比自然引风式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高。②可以燃烧不同性质的燃气，燃烧比较完全、燃烧效率比较高、烟气中CO含量比较少。③可应用低压燃气。由于空气依靠燃气吸入，所以不需要送风设备。④适应性强，可以满足较多工艺的需要。2.缺点:①由于只预混了部分空气，故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器高，但仍受限制，仍不能满足某些工艺的要求。②当热负荷较大时，多火孔燃烧器的结构比较笨重。3.应用范围:

多火孔燃烧器：家庭及公用事业中的燃气用具如家用灶、热水器、沸水器及食堂灶上、小型锅炉及工业炉上也有应用。

单火孔燃烧器：中小型锅炉及某些工业炉上应用广泛。第三节低压引射器的计算

一、引射器分类:◆按工作压力分低压P＜20000Pa高（中）压P＞20000Pa◆按被引射气体的吸入速度分

a.负压吸气引射器如果吸气收缩管做得较小，被吸入的空气流速较大，气流在收缩管内发生强烈扰动，这种引射器就被称为负压吸气引射器，也称为第一类引射器。此种引射器内燃气和空气的速度差较小，引射效率较高。高(中)压大气式燃烧器的引射器多数为负压吸气引射器。a.负压吸气引射器b.常压吸气引射器b.常压吸气引射器:如果引射器的吸气收缩管足够大，并逐渐过渡到圆柱形混合管，此时被引入的空气在收缩管内的流速很小，可以略去不计，这样的引射器称为常压吸气引射器，也称为第二类引射器。低压大气式燃烧器的引射器多数为常压吸气引射器。1—喷嘴；2—吸气收缩管；3—喉部；4—混合管；5—扩压管

二、影响一次空气引射能力的因素Fa：一次空气吸入口面积；FP：火孔总面积；Fj：喷嘴面积TP：头部燃气空气混合物温度；Tj：喷嘴出口燃气温度1.Fa/FP（一次空气吸入口面积/火孔总面积）随Fa/FP↑，引射的一次空气量↑，当Fa/FP>1.4时，吸入的空气量趋于稳定，为调节方便，取Fa/FP=1.25～2.25。2.FP/Fj（火孔总面积/喷嘴面积）随FP/Fj↑，火孔热强度减小，头部阻力损失减小，故引射器的一次空气量增大。3.Tj/TP（喷嘴出口燃气温度/头部燃气空气混合物温度）随着Tj/TP↓，引射空气量减少，因随着头部温度TP升高，火孔出口速度将增大，头部阻力损失增大，故引射空气量减少。4.S—燃