第10章 燃气燃烧应用装置

一、技术要求能够达到所要求的热负荷，满足正常的加热要求燃烧稳定。当燃气压力和热值在正常范围变动时，不会发生回火和脱火等不稳定燃烧现象燃烧完全，效率高，对环境污染小。严格控制污染气体的排放量，符合国家标准的要求结构紧凑，金属耗量低。结构紧凑，便于燃烧器的布置；规模化生产则必须考虑金属耗量，以控制生产成本工况调节方便，噪声低

第一节燃气燃烧器的技术要求与分类

二、分类常用的分类方法（1）按一次空气系数分类①扩散式燃烧器。燃气中不预混空气，一次空气系数α’=0②部分预混式燃烧器，常又称作大气式燃烧器。燃烧前，燃气中预先混入一部分空气，燃烧所需其余空气后续供入，通常一次空气系数α’=0.45~0.75③完全预混式燃烧器，又称为无焰燃烧器。燃烧所需的全部空气与燃气在点火前预先充分混合，一次空气系数α’≥1.0

第一节燃气燃烧器的技术要求与分类

（2）按空气的供应方式分类①自然引风式燃烧器。依靠炉膛负压将环境空气吸入燃烧区域进行燃烧②鼓风式燃烧器。采用鼓风设备将空气强制送至燃烧反应区③引射式燃烧器。通常利用燃气高速流动形成的负压引射空气进行混合；也可用空气射流引射燃气（3）按燃气供应压力分类①低压燃烧器。燃气压力在5000Pa以下②高（中）压燃烧器。燃气压力高于5000Pa第一节燃气燃烧器的技术要求与分类

按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器称为扩散式燃烧器扩散式燃烧器的一次空气系数

’＝0，燃烧所需要的空气全部在燃烧过程中供给根据空气供给方式的不同，扩散式燃烧器又可分为自然引风式和强制鼓风式两种。自然引风式，依靠自然抽力，扩散供给空气，多用于民用，常简称为扩散式燃烧器强制鼓风式，依靠鼓风机供给空气，多用于工业，常简称为鼓风式燃烧器第二节扩散式燃烧器

结构简单，制造方便燃烧稳定，不会回火且点火容易，调节方便可利用低压燃气扩散式燃烧器特点燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃烧室容易产生不完全燃烧，甚至冒黑烟为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气。过剩空气系数较大，燃烧温度低，排烟热损失大第二节扩散式燃烧器

按照部分预混燃烧方法设计的燃烧器称为大气式燃烧器，其一次空气系数0＜

’＜1

根据燃气压力的不同，分为低压引射式与高（中）压引射式两种。前者多用于民用燃具，后者多用于工业装置在实际应用中，大气式燃烧器的一次空气系数

’通常为0.45～0.75根据燃烧室工作状况的不同，过剩空气系数

通常在1.3～1.8范围内变化第三节大气式燃烧器

大气式燃烧器的构造、工作原理大气式燃烧器示意图1-调风板；2-一次空气口；3-引射器喉部；4-喷嘴；5-火孔引射器示意图1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-混合管；4-扩压管大气式燃烧器通常由引射器及头部两部分组成

第三节大气式燃烧器

常压吸气低压引射器的工作原理常用吸气低压引射器的工作原理1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-喉部；4-混合管；5-扩压管第三节大气式燃烧器

大气式燃烧器比自然引风扩散式燃烧器火焰短、火力强、燃烧温度高。可以燃烧各种性质的燃气，燃烧比较完全，燃烧效率比较高。可燃用低压燃气由于空气依靠燃气引射吸入，所以不需要送风设备。与鼓风扩散式燃烧器相比，节省动力，调节方便引射式燃烧器具有自动调节特性，当燃烧器热负荷在一定范围变动时，一次空气系数能自行稳定在设计值与完全预混燃烧器相比，大气式燃烧器热负荷调节范围宽，适应性强，可以满足较多工艺的需要大气式燃烧器的特点及应用范围第三节大气式燃烧器

大气式燃烧器的火焰稳定性不及扩散式燃烧器，且不适用于正压炉膛由于只预混了燃烧所需的部分空气，故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引风扩散式燃烧器高。当热负荷较大时，多火孔燃烧器的机构比较笨重多火孔大气式燃烧器应用非常广泛，在家庭及公用事业中的燃气用具如家用燃气灶、热水器、沸水器及食堂灶上用得最多，在小型锅炉及工业炉上也有应用单火孔大气式燃烧器在中小型锅炉及某些工业炉上也广泛应用第一节大气式燃烧器

大气式燃烧器的特点及应用范围

按照完全预混燃烧方法设计的燃烧器称为完全预混式燃烧器

在燃烧之前，供给完成燃烧所需的全部空气（即

＝

’≥1），并使燃气与空气充分混合，再经燃烧器火孔喷出进行燃烧

由于预先混合均匀，所以完全预混式燃烧能在较小的过剩空气系数下（通常

＝1.05～1.10）实现完全燃烧，因此燃烧温度可以很高完全预混式燃烧火焰传播速度很快，火焰稳定性较差，很容易发生回火第四节完全预混式燃烧器

完全预混式燃烧器火焰短、燃烧热强度大，因而可缩小燃烧室体积

燃烧温度高，容易满足高温工艺要求

过剩空气少（α＝1.05～1.10），用于工业炉直接加热工件，不会引起工件过分氧化

设有火道，容易燃烧低热值燃气

完全预混式燃烧器燃烧完全，化学不完全燃烧较少，节约能源

可以采用引射器引射空气，不需鼓风，节省动力完全预混式燃烧器的特点及应用范围第四节完全预混式燃烧器

完全预混式燃烧器火焰稳定性差，尤其是发生回火得可能性大，因此调节范围较小为保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定

为防止回火，头部结构比较复杂和笨重由于燃气与空气全预混，火孔出口流量明显增大，因而噪声大，特别是高负荷时更是如此主要应用于工业加热装置上第四节完全预混式燃烧器

完全预混