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有焰燃烧
发布时间:2018/11/20  作者:郑州中威环保设备有限公司   打印  关闭

工业炉窑烧嘴厂家详解:有焰燃烧 有焰燃绕的燃烧速率主要取决于煤气与空气的混合速率,因此强化燃烧和组 织火焰的主要途径是设法改变煤气空气的混合条件,这在很大程度上是通过改变 燃绕器(烧嘴)的结构来实现的,①将煤气和空气分成很多股细流;②使空气和煤气以不同角度和速率相遇;③利用旋流装置来强化气流的混合等。

所有烧嘴的煤气量都等于35m3/h,煤气发热量为15750kJ/m3,空气流量为130m3/h。 当煤气和空气成两股并列气流分别送到炉内时(No.1),混合条件最差,火焰最长。  
当喷出速率不变,但煤气和空气以两股同心射流的方式送到炉内时(No.2),混合条件较前有所改善,火焰较短。如在空气通道中装设旋流导向叶片(No.3),则火焰会更短。
缩小出口断面增大气流出口速率,并使煤气空气流以一定角度相遇,则更有利于混合(No.4)。 最后,如使煤气和空气在烧嘴内都预先进行部分混合(半无焰燃烧),则可以得到更短的火焰(No.5)。 必须指出,任何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,因此不能脱离烧嘴的使用条件孤立地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用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。一般说来,一个性能良好的绕嘴主要应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要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 定的条件,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。
郑州中威环保设备有限公司设计、生产的:有焰烧嘴的具体结构型式繁多,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、石油液化气烧嘴);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(100m3/h以下);②中型烧嘴(100~500m3/h); ③大型烧嘴(500~1000m3/h)。

(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靠空气与煤气的亲紊流扩散而混合的烧嗜(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在烧嘴和炉膛中都有混合作用的烧嘴;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(如平焰烧嘴)。
(9)按空气与煤气的预热情况分类 ①空气与煤气不预热的烧嘴:②空气与煤气预热的烧嘴。  
(10)按燃料的使用范围分类①一种媒气用的烧嘴:②二种煤气用的烧嘴:③煤气和液体燃料共用的烧嘴。


1.套筒式烧嘴 套筒式烧嘴的煤气通道和空气通道是两个同心套管,煤气和空气是平行流动,在离开烧嘴后才开始混合。这样做的目的是有意使混合放慢,把火焰拉长。这种烧嘴的特点是结构简单,气体流动阻力小(煤气阻力系数1.1,空气阻力系数1.1). 所需的煤气和空气压力比较低,一般只需要 784~980Pa(烧嘴前)。由于混合较慢,火焰较长,因此需要有足够大的燃烧空间,以保证燃料的完全燃烧。根据以上特点,套管式烧嘴适于用在煤气压力较低和需要长火焰的场合。

 2.带涡流片的涡流式烧嘴  涡流式烧嘴是目前应用比较广泛的一种有焰烧嘴,也叫低压涡流式烧嘴。这种烧嘴当用来燃烧清洗过的发生炉煤气、混合煤气、焦炉煤气时,可以得到比较短的火焰。把煤气喷口缩小后也可以用来燃烧天然气。  与套管式烧嘴相比,低压涡流式烧嘴的主要结构特点是煤气和空气在烧嘴内部就开始相遇,而且为了强化煤气与空气的混合过程,在空气的通道内还设置了涡流导向叶片1,使空气产生了切向分速率,在旋转前进的情况下和煤气相遇,因而混合条件较好,可以得到比较短的火焰。 


 3.扁缝涡流式烧嘴(DW-2)型扁缝涡流式烧嘴是有焰烧嘴中混合条件很好、火焰很短的一种,适用于发热量5435~8400kJ/m3的发生炉煤气和混合煤气,它的特点是在煤气通道中安装了一个锥形煤气分流短管,使煤气沿其外壁形成中空筒状旋转气流。空气则是沿着蜗形通道以和煤气流相切的方向,通过煤气管壁上的扁缝,分成若干片状气流进入混合室内,在混合室中与中空的筒状煤气流开始进行混合,因此混合条件好,火焰很短。当混合气体的出口速率为10~12m/s时,火焰长度约为出口直径的6~8倍。
   在使用扁缝涡流式烧嘴时,要求烧嘴前的煤气压力和空气压力为1500~2000Pa,而且,因为煤气和空气在烧嘴内部就已经混合,所以混合气体的出口速率或烧嘴前的气体压力不得低于设计规定的范围。这种烧嘴当混合气体的出口速率超过15m/s时有可能灭火。

 4.环缝涡流式烧嘴 环缝涡流式烧嘴主要用来燃烧发热量为3800~92000kJ/m3的混合煤气和清洗过的发生炉煤气,当把出口断面缩小后也可用于焦炉煤气和天然气。 环缝涡流式烧嘴所需煤气和空气压力约为2000~4000Pa。煤气应清洗干净,否则容易堵塞喷口。在没有专用燃烧室的情况下,混合气体的出口速率实际上低于5~8m/s时,可能发生回火,因此最小出口速率一般都限制在10m/s左右。
5.带旋流室的预混烧嘴 带旋流室的预混烧嘴,煤气和空气通过切向槽以相反方向进入环形混合室得到充分混合,因而火焰较短。

6.火焰长度可调式烧嘴  火焰长度可调式烧嘴是可以调整火焰长度的烧嘴.它的工作原理都是基于改变煤气与空气的混合条件。
热脏发生炉煤气烧嘴
当使用未清洗的脏发生煤气时,由于煤气中含有粉尘和焦油,不能用送风机加压,并且容易使煤气喷口发生堵塞,因此煤气压力很低,必须注意减少阻力损失,防止喷口堵塞。为此,这种烧脏发生炉煤气的烧嘴的煤气喷口断面较大,煤气流速较小,须靠提高空气流速来加速混合,并应用蒸汽定期吹扫和便于检修。
7.天然气烧嘴
高发热量煤气(焦炉煤气、天然气)的燃烧特点是:燃烧时需要大量空气,保证少量的煤气和大量的空气相混合;此外煤气和空气的混合物的着火范围较小并且燃烧温度高。很好混合后的高热值煤气和空气混合物,燃烧本身是没有困难的,主要的问题是如何获得较好的混合。为了保证这点,常设法使煤气以各种形状的细流股通入空气中去,以及使煤气和空气的混合物形成漩涡运动等。 8.平焰烧嘴
平焰烧嘴产生的火焰与一般烧嘴的火焰不同。 一般烧嘴产生的是向前冲的矩形火焰,而平焰烧嘴的火焰则是向四周展开的圆盘形火焰,并紧贴在炉墙或炉顶的内表面上。平焰烧嘴能将炉墙或炉顶内表面均匀加热到很高的温度,  形成辐射能力很强的炉墙和炉顶,因此有利于将物料均匀加热和强化炉内传热过程,显著改善加热质量,提高炉子生产率和降低燃料消耗。 
现有的煤气平焰烧嘴,结构虽有不同。但原理基本一致。 为了得到圆盘式的平面火焰,基本条件是必须在烧嘴砖出口形成平展气流。为此,可以使空气沿切线方向或经螺旋导向片从烧嘴旋转砖喷出,
造成旋转气流,然后经过喇叭形或大张角的绕嘴砖喷出,一方面由于旋转气流产生了较大的离心力,使气流获得较大的径向速率,另一方面由于气体的附壁效应,气体向炉墙表面靠拢,因面形成平展气流。煤气可以沿轴向喷出,然后靠空气旋转时形成的负压而引到平展气流内,与空气边混合边燃烧,形成平面火焰。有的还在煤气喷孔中加旋转叶片,开径向孔,或在喷孔前加分流挡板,让煤气喷出后有较大的张角,以利于煤气与平展气流的混合。
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