燃料与燃烧(第四篇)课件.ppt

1、燃 料 与 燃 烧 第四篇 燃烧方法与燃烧装置第四篇 燃烧方法与燃烧装置 学习重点 要求重点掌握：1.燃烧装置的一般要求 2.燃气燃烧方法和燃烧器的分类 3.典型的有焰和无焰工业燃烧器的原理和结构 4.常用大气式和无焰式燃烧器的原理和结构 5.油的燃烧过程，油的雾化原理 第四篇 燃烧方法与燃烧装置 根据燃料燃烧原理实现燃烧过程的技术方法叫燃烧方法，用来实现燃料燃烧过程的装置称为燃烧装置。气体燃料、液体燃料和固体燃料由于其物性的不同，在技术上采用不同的燃烧方法和燃烧装置。对燃烧装置的一般技术要求：1、在规定的热负荷条件下要保证燃料的合理燃烧和燃烧过程的稳定；2、能够合理组织火焰，使火焰具有加热工

2、艺过程所需要的外形、方向和刚性；3、具有足够的燃烧加热能力和热负荷调节范围；4、结构简单、使用方便、坚固耐用。第十三章 气体燃料的燃烧方法1 概述 一、气体燃料的燃烧过程 1、燃气与空气的均匀混合 2、混合气的加热与着火（点火）3、完成燃烧化学反应 燃烧反应热不断加热新鲜混合气，维持连续不断的稳定燃烧，高温的烟气不断加热物料而获得热加工产品。第十三章 气体燃料的燃烧方法 二、燃气燃烧方法分类（一）按空气混合情况分类1、扩散式燃烧：燃气与空气不预先混合，12、大气式燃烧：燃气与空气部分预混，0113、无焰式燃烧：燃气与燃烧所需的全部空气进行预混 1 1（二）按火焰形状分类1、直焰燃烧：燃烧在直流

3、射流中进行，火焰呈圆锥形。2、平火焰燃烧：燃烧在平展气流中进行，火焰呈圆盘形第十三章 气体燃料的燃烧方法二、燃气燃烧方法分类（三）按烟气离开火道的速度分类 1、低速燃烧：烟气离开火道的速度一般不超过50米/秒，主要用于依靠辐射传热的设备。2、高速燃烧：烟气离开火道的速度一般为200米/秒300米/秒，多用于以对流传热为主的燃烧设备中。第十三章 气体燃料的燃烧方法 二、燃气燃烧方法分类 （四）常用的分类方法 1、有焰燃烧（扩散式燃烧1）：燃气和空气分别喷入，混合速度容易控制；火焰长，稳定性好；燃烧时间长；燃气与空气可分别预热以提高燃烧温度。2、无焰燃烧（预混燃烧，动力燃烧1 1）：燃烧速度快，火

4、焰短；过剩空气系数 较小，燃烧温度高，空间热强度较大 3、部分预混燃烧（大气式燃烧01=1只有外锥，0n1 有外锥、内锥、点火环 CO燃烧时沿火焰中心的CO2%n=1 第十三章 气体燃料的燃烧方法 2.紊流预混火焰 （1）中心部分 未燃的可燃混合物 （2）燃烧带 紊流燃烧前沿，大部分燃气燃烧区 （3）燃烬带 达到完全燃烧第十四章 燃气燃烧装置 1 燃气燃烧器的分类 （一）按一次空气分类 1扩散式燃烧器：是按扩散燃烧原理设计的，一次空 气系数等于零（1 0）。2大气式燃烧器：是按大气式燃烧原理设计的，其一 次空气系数 10.40.8。剩余的燃气燃烧仍然 靠二次空气扩散燃烧。3无焰式燃烧器：按无焰

5、式燃烧原理设计，其一次空 气系数等于过剩空气系数（1 1.051.15），燃烧过程不需要二次空气。第十四章 燃气燃烧装置 1 燃气燃烧器的分类 （二）按空气的供给方法分类 1引射式燃烧器：采用燃气引射空气或者空气引射 燃气方式混合。2鼓风式燃烧器：用机械鼓风设备将空气送入燃烧系统。3自然引风式燃烧器：靠炉膛中的负压将空气吸入燃烧 系统。第十四章 燃气燃烧装置 1 燃气燃烧器的分类 （三）按燃气压力分类 1低压燃烧器：燃气压力小于或等于5KPa 2高(中)压燃烧器：燃气压力在5KPa毫米至0.3Mpa之间 (四)按火道中烟气出口速度分类 1、低速燃烧器：火道出口烟气速度小于等于米秒。2、高速燃烧

6、器：火道出口烟气速度大于米秒，一 般可达米秒。第十四章 燃气燃烧装置 对于燃烧装置的一般技术要求 1、具有一定的热负荷，满足加热工艺所需要的热量 和燃烧热强度。2、具有符合加热工艺要求的火焰特性（火焰的形 状及尺寸，燃烧温度）及炉内气氛特性（氧化性，还原 性或中性）。3卫生条件好，烟气中有害气体(Nx、CO)含量 少，燃烧器工作噪音小，燃烧比较完全。第十四章 燃气燃烧装置 对于燃烧装置的一般技术要求 4燃烧稳定：当燃气压力和热值在正常波动范围 内，以及正常的负荷调节范围内，不发生脱火 和回火现象。5燃烧效率高：燃气能够完全燃烧，其热量得到 充分的利用。6燃烧器配备必要的自动调节（燃气-空气比例

7、调 节）和自动安全装置（熄火保护装置）。7结构紧凑，金属消耗量少，价格合理，调节方 便，经久耐用。第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃气燃烧器 1、管式扩散式燃烧器 结构简单，直接在钢管或者铜管上钻孔加工而成。可以根据工艺需要做成各种形式。2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃气燃烧器2、排管式扩散式燃烧器 结构简单，直接在钢管或者铜管上钻孔加工而成。可以根据工艺需要做成各种形式。排管式燃烧器适用于方形炉膛。e=(0.6-1.0)dout 第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃气燃烧器 3、涡卷管式扩散燃烧器 结构简单，直接在钢管或者铜管上钻孔加工而

8、成。可以根据工艺需要做成各种形式。涡卷式燃烧器适用于园形炉膛。e=(0.6-1.0)dout 第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃气燃烧器 4、扇型和冲焰型扩散式燃烧器 扇形火焰的火孔呈扇形扁缝，形成很薄的扇形火焰，增加了与空气的接触面，燃烧完全二稳定。冲焰的方法加强了气流的绕动，增强了燃气与空气的混合，可以提高燃烧的稳定性和强化燃烧过程。e=2dout =500-700 第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃烧器 5、炉床式扩散燃烧器应用范围：一般适用于小型燃煤锅炉改烧燃气是使用（2-10t/h锅炉煤改气）。火管直径：D=50-100mm火孔直径：dp=2-4mm 火孔夹角=900

9、-1800火道截面热强度：qf=(2.9-23)w/mm2火道温度：T=9000-12000炉膛负压：P=20-30Pa过剩空气系数：=1.1-1.3 第十四章 燃气燃烧装置一、自然引风扩散式燃烧器6、自然引风扩散燃烧器的应用范围（1）优点：燃烧稳定，不会回火，结构简单，成本低，操作简单容易点火，可以利用低压燃气，不需要鼓风。（2）缺点燃烧热强度较低，火焰长，需要的燃烧空间大，容易燃烧不完全，过剩空气系数较大，燃烧的温度较低。（3）应用范围：可用于要求温度不高，但要求温度均匀，燃烧稳定的民用公用的热水锅炉、热水器具和一些工业加热领域（如：纺织、食品、机械加工业的烘干、干燥领域）2 扩散式燃烧器

10、扩散式燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置 2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器 鼓风式燃烧器燃烧需要的空气由鼓风机一次供给，燃烧以前燃气与空气没有预混，因此燃烧属于扩散燃烧。燃烧强度、火焰长度与燃气与空气的混合强度有关。为了强化混合过程和缩短火焰长度，技术上有各种方法来加强燃气与空气的混合。第十四章 燃气燃烧装置二、鼓风式扩散式燃烧器 鼓风式燃烧器的分类：（1）按煤气发热量：高发热量燃气烧嘴（NG，LPG）中发热量燃气烧嘴（城市混合煤气、焦炉煤气）低发热量燃气烧嘴（发生炉煤气，高炉煤气）（2）按燃烧能力：大型燃烧器（500-1000 m3/h）中型燃烧器（100-500 m3/h）小型

11、燃烧器（100 m3/h）（3）按火焰长度：短焰燃烧器 长焰燃烧器（4）按火焰长度的可调性：可调焰燃烧器（火焰长度可调）不可调焰燃烧器（火焰长度不可调）（5）按混合位置：炉膛中混合 烧嘴和炉膛中都有混合 第十三章 气体燃料的燃烧（6）按混合方式：空气、煤气紊流扩散而混合 带流股交角混合 旋流装置混合方式 机械作用强制混合（7）按煤气与空气配比的调节方式：手动调节空燃比 自动调节空燃比（8）按流股形状：扁平流股的烧嘴（缝式烧嘴）圆形流股的烧嘴 盘形流股的烧嘴（平焰燃烧器）（9）按预热方式：空气、煤气不预热 空气、煤气预热（10）按使用燃料种类：一种煤气专用的燃烧器 两种煤气用的燃烧器 燃气/燃油

12、共用燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器1、套管式燃烧器 由大管套小管而成，中心供燃气，管间供空气在火道内边混合边燃烧。结构简单，不回火，属于同心气流，混合慢，火焰较长。第十四章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器二、鼓风式扩散燃烧器2、导流叶片旋流式燃烧器空气经过导流叶片产生旋转气流，与中心喷出的燃气混合，混合速度快，燃烧强度较大。第十四章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器3、蜗壳式旋流燃烧器空气经过蜗壳产生旋转气流，与中心喷出的燃气混合，混合速度快，燃烧强度较大。第十四章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器4、螺

13、旋板式旋流燃烧器由两张平行钢板卷制而成两个螺旋通道，燃气和空气其中快速旋转前行，在出口混合。混合速度快，燃烧强度较大。第十四章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器5、切向供气旋流燃烧器切向供空气产生旋流，燃气轴向进入，空气-燃气在燃烧室产生高速旋流混合，燃烧室中心形成烟气回流区，火焰呈现旋转圆筒型。第十章 燃气燃烧装置2 扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器6、径向供气旋流燃烧器空气产生旋流，燃气径向分多股细流喷入空气流中，增加了空气-燃气的接触面，混合快，火焰短。第十章 燃气燃烧装置 2 扩散式燃烧器二、鼓风扩散式燃烧器7、天然气旋流燃烧器煤气多孔喷出，空气需要量大，空气从环缝流出

14、，混合良好 天然气的热值较大，燃烧器体积较小、适合高热负荷加热工艺；负荷调节范围大，稳定性好；火焰长短可调，增大空气量火焰缩短，减少空气量火焰拉长。第十四章 燃气燃烧装置二、鼓风扩散式燃烧器 8、套筒式燃烧器 平行流动，混合慢火焰长，结构简单，阻力小。适用于燃气压力较低又需要长火焰的场所（设计燃气和空气压力低于1000Pa)。9、低压涡流式燃烧器 混合好，火焰短，空气阻力较大，不同直径的节流垫圈可调煤气减压。设计燃气压力800Pa,空气压力2000Pa。涡流导向叶片燃气节流圈 第十四章 燃气燃烧装置 10、环缝涡流式燃烧器 煤气呈筒状气流，空气由蜗形室从环缝旋转流出，混合良好。需较高压力：2-

15、4kPa 6.空气环缝3.燃气环缝 第十四章 燃气燃烧装置 11.天然气半喷式燃烧器 半喷式天然气燃烧器适合天然气的专用燃烧器，体积小、燃烧强度大，适合大负荷工作，负荷调节范围大，火焰长短可调。第十四章 燃气燃烧装置12.平面火焰燃烧器 空气由螺旋片3切向旋转，经大张角喇叭形烧嘴砖喷出。煤气轴向喷出，靠空气旋转时形成的负压引入平展气流。边混合边燃烧形成平面火焰，即形成向四面展开的圆盘形火焰，紧贴炉墙或炉顶内表面，加热均匀，辐射传热能力强。螺旋叶片式平焰烧嘴1、外壳 2、盖板 3、螺旋片 4、燃气喷头 5、烧嘴板 6、烧嘴砖 第十四章 燃气燃烧装置13.平面火焰燃烧器（二）燃气和空气的进气口沿燃

16、烧室的切向方向布置，在燃烧室内混合气产生旋转气流，并经大张角喇叭形烧嘴砖展开，边混边燃烧，形成平面形火焰，即向四面展开的圆盘形火焰，紧贴炉墙或炉顶内表面，加热均匀，辐射传热强。切向进气式平焰烧嘴1、空气支管 2、燃气支管 3、燃烧室 4、空气喷出口 5、燃气喷出口 6、烧嘴砖 第十四章 燃气燃烧装置14.自身预热式燃烧器 （1）采用套管逆流式换热方式，使烟气和空气之间进行换热；（2）用空气喷射器引射烟气，使烟气有较高的速度进入换热器，以增强换热效果。（3）炉内烟气循环好、炉温均匀，温度高，炉温调节方便。（4）适合于高温加热（6001400度）自身预热式烧嘴 第十四章 燃气燃烧装置15.高速燃烧

17、器 （1）在高压的燃烧室混合并燃烧，高温烟气通过缩口高速(100300m/s)喷出.（2）高速的烟气流可以强化炉内对流传热并使炉温均匀；（3）可以通过调节二次空气量的大小来改变炉温（过剩空气系数的调节范围可达150倍），达到控制炉温的目的(200-1800度）；（4）燃烧强度大,燃烧室体积小（170103kw/m3）。（5）燃气和空气的压力需要大于2500Pa1.空气接管 2、挡环 3、空气挡板4、点火燃气接管 5、主燃气接管6、紫外线火焰监测装置 第十四章 燃气燃烧装置 16、低NOX燃烧器（热力型NOX是由于局部高温形成的）（1）废气循环式 部分高温烟气循环到燃烧区，一方面可以降低混合气中

18、氧气的浓度，还可以使炉温均匀，防止局部高温，从而减少NOX生成。（2）两段燃烧式 一次空气供氧不足，造成还原区，降低燃烧温度。二次空气外围送入，火焰尾部达到完全燃烧。分段燃烧避免高温集中，可以减少NOX生成。第十四章 燃气燃烧装置鼓风式燃烧器实例机械鼓风式燃气燃烧机（一）第十四章 燃气燃烧装置鼓风式燃烧器实例机械鼓风式燃气燃烧机（二）第十四章 燃气燃烧装置鼓风式燃烧器实例 机械鼓风式燃烧器用于燃气热水锅炉 第十四章 燃气燃烧装置鼓风式燃烧器实例 机械鼓风式燃烧器 用于燃气热水机组 第十四章 燃气燃烧装置鼓风式燃烧器实例热水炉用机械鼓风式燃气燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置二、鼓风扩散式燃烧器鼓风

19、式燃烧器的应用范围：（1）优点：体积小、结构紧凑，占地面积小。特别是热负荷大是该优点非常突出。热负荷的调节范围大，使用方便。可以预热空气，对高温工艺特别适用。要求的燃气压力不高。（2）缺点 需要鼓风耗电，燃烧室的容积热强度较小，需要较大的燃烧室空间。需要配备燃气-空气的自动比例调节装置。（3）应用范围：广泛适用于各种温度要求高热负荷大的工业窑炉和锅炉。第十四章 燃气燃烧装置 鼓风式燃烧器的计算（三种不同情况）鼓风式燃烧器的计算（三种不同情况）1、定型产品的选型 根据加热工艺的资料参数（如：气质条件、热负荷、燃气压力、加热时间、要求炉膛温度、炉子的结构参数等）直接查燃烧器的产品样本确定，而不必另

20、外设计计算。2、设计新的燃烧器 已知：煤气 Qd、0、燃气组分、Qg、pg、tg、ta等。计算：1）煤气喷孔的个数和断面尺寸、空气通道的断面尺寸、混 合气的出口断面尺寸、其它的结构尺寸；2）烧嘴前所 需要的空气压力。3、验算已有的燃烧器 1）根据已知的燃烧器结构参数和燃气压力计算燃烧能力；2）根据已知的燃烧器结构参数和要求的燃烧能力，计算需要的 燃气压力和空气压力。第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器 （半无焰燃烧）第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器（半无焰燃烧）食堂灶燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理按部分预混方式设计的燃烧器 011 =1.3-1

21、.8通常做成燃气引射空气,又称引射式燃烧器.两种:低压称引射式燃烧器(民用)，高中压称引射式燃烧器(工业）组成：引射器+头部 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（一）引射器 作用：以高能量燃气引射空气，并按一定比例均匀混合，在头部形成需要的静压力，以克服火孔的阻力满足要求的热负荷。组成：喷嘴+吸气收缩管+混合管+扩压管 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（一）引射器 1、喷嘴：依靠燃气的压力，通过喷嘴转化为燃气流动能，喷出的高速气体卷吸空气进入引射器，并达到要求的燃气流量。第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原

22、理（一）引射器 2、吸气收缩管：减少空气进入的阻力，使空气流流畅的流线。可以采用锥型和流线型结构。第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（一）引射器 3、调风板：改变一次空气吸入量，调节一次空气系数。第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（一）引射器 4、混合管和扩压管在混合管中达到均匀的浓度场和速度场，通过扩压管恢复混合气静压力达到要求。第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（二）燃烧器头部 头部的作用：将燃气-空气混合气均匀分配到火孔上，并进行稳定完全的燃烧。技术要求：头部空间内压力均匀，一保证各个火孔上火焰高度

23、一致。头部容积不能过大，否则容易出现熄火爆鸣。头部形式：多火孔头部、单火孔头部 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（二）燃烧器头部 多火孔头部 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（二）燃烧器头部 单火孔头部 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（三）火孔 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器一、大气式燃烧器的构造原理（三）火孔 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器食堂灶燃烧器（三）第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器用于燃气快速热水器燃烧器 第十四章 燃气燃烧装置3 大气式燃烧器 第十四章 燃气燃烧装

24、置3 大气式燃烧器二、大气式燃烧器的特点和应用范围1、优点：火焰短、火力强、温度较高、燃烧完全、不耗电、适应性强。2、缺点 只预混了部分空气，火孔热强度不够高，热负荷大时燃烧器的体积大，结构笨重占地面积大。3、应用范围：单火孔燃烧器用于小型的工业加热炉和小型锅炉。多火孔广泛用于民用、公用燃气具和小型热水锅炉。第十四章 燃气燃烧装置 4 完全预混式燃烧器完全预混式燃烧器 一、引射式无焰燃烧器的结构原理 无焰燃烧方法得特点就是燃气与空气燃烧前预先必须均匀完全混合（1=1 =1.3-1.8），为了实现这种混合可以采用多种方法。工业和民用上应用广泛的是引射器方式，以压力较高的燃气作为引射介质来引射空气

25、，在引射器中达到均匀混合。第十四章 燃气燃烧装置 一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 1.喷嘴-提供燃气射流以引射空气，提供要求的燃气流量以保证燃烧热功率；2.风门调节进风量达到要求的一次空气系数；3.空气吸入口为减少进气阻力做成的收缩管口；4.混合管完成燃气和空气混合的直筒型管段；5.扩压管渐扩型管段，混合气流速逐渐降低，静压逐渐升高，使燃烧器头部 获得要求的静压，以保证喷头处的气流具有要求的速度；第十四章 燃气燃烧装置 一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 6.喷头做成收缩状，使喷口气流速度均匀，以防止回火；7.燃烧火道混合气在此完成燃烧过

26、程，火道的高温还起到点火源的作用。第十四章 燃气燃烧装置 一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 1、红外线辐射器：头部火孔可以采用陶瓷板还或者多层金属网。可用于烘烤、干燥和采暖。第十四章 燃气燃烧装置 一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 2、板式完全预混无焰燃烧器：头部由许多小火道组成，混合气通过小钢管进入耐火材料火道燃烧，形成高温辐射面。第十四章 燃气燃烧装置 一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 3、带金属稳焰器的完全预混无焰燃烧器：头部稳焰器由多块金属板组成，板间距1.5mm，可以有效防止回火。第十四章 燃气燃烧装

27、置一、引射式无焰燃烧器的结构原理一、引射式无焰燃烧器的结构原理 4、冷风煤气无焰燃烧器（单管式）煤气 直头冷风喷射式烧嘴 第十四章 燃气燃烧装置煤气一、引射式无焰燃烧器 的结构原理5、弯头冷风无焰燃烧器第十四章 燃气燃烧装置一、引射式无焰燃烧器的结构原理 6、热风煤气无焰燃烧器（双管式）煤气热风无焰燃烧器结构示意图自然吸风机械送风换热器换热器 第十四章 燃气燃烧装置一、引射式无焰燃烧器的结构原理7、燃气引射式红外线辐射器：可用于工业干燥和采暖红外线辐射器 第十四章 燃气燃烧装置一、引射式无焰燃烧器的结构原理 燃气引射式红外线辐射器陶瓷板无焰燃烧器用 陶瓷辐射板第十四章 燃气燃烧装置一、引射式无

28、焰燃烧器的结构原理8、燃气引射式红外线烤炉食堂、餐厅用燃气红外线烤炉 第十四章 燃气燃烧装置 燃气引射式红外线辐射器食堂、餐厅用燃气红外线烤炉 第十四章 燃气燃烧装置 第五节 完全预混式燃烧器 二、完全预混式燃烧器的特点和应用范围 优点：1、燃烧速度快，温度高、燃烧完全；2、过剩空气系数小，加热炉加热不会造成工件的过分氧化；3、燃烧的热强度大，可以缩小燃烧室的容积；缺点：1、大型的燃烧器尺寸大，安装操作不便 2、空气、煤气的预热温度不能太高；3、负荷调节比小（稳定范围较小）；4、高压和高负荷时噪音很大；应用范围：高中压主要用于各种工业加热炉，低压用于公用和民用的红外线辐射器。第十四章 燃气燃烧

29、装置4 民用燃气用具民用燃气灶具民用燃具一般指居民家庭和公共事业中所使用的燃具。家用燃具 1、烹饪灶具：单眼灶、双眼灶、多眼灶和烤箱灶等 2、热水器具：快速热水器、容积式热水器、壁挂炉等 3、采暖燃具：红外线辐射器、燃气热风机等公用燃具 1、烹饪燃具：食堂灶、燃气蒸柜、燃气烤箱等 2、热水器具：燃气热水机组、热水锅炉等其它应用设备：燃气冰箱、燃气空调、燃气热泵等 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具民用燃具一般指居民家庭和公共事业中所使用的燃具。家用燃具 1、烹饪灶具：单眼灶、双眼灶、多眼灶和烤箱灶等 2、热水器具：快速热水器、容积式热水器、壁挂炉等 3、采暖燃具：红外线辐射器、燃气热风机等

30、公用燃具 1、烹饪燃具：食堂灶、燃气蒸柜、燃气烤箱等 2、热水器具：燃气热水机组、热水锅炉等其它应用设备：燃气冰箱、燃气空调、燃气热泵等 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具民用燃气灶具、烤箱 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具用于民用燃气灶具 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具燃气快速热水器 第十四章 燃气燃烧装置燃气快速热水器4 民用燃气用具 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具强制鼓风式燃气壁挂炉第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具燃气容积式热水器第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具燃气热水锅炉 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具一、燃气炊事用具民用燃具（一）民用双眼

31、灶 功能：用于家庭烹饪。额定功率(热负荷)3-4kw（单眼）额定压力 2000-2500Pa 耗气量 0.3-0.4 Nm3/h 热效率 50-60%卫生指标 CO500 PPM 燃烧方式：一般为大气式主要结构部件：燃烧器、承液盘、锅支架面板、框架结构、阀门装置、点火和熄火保护装置 第十四章 燃气燃烧装置 4 民用燃气用具一、燃气炊事用具民用燃具（二）燃气烤箱 功能：家用或者食堂用于烤制食品。主要结构部件：燃烧器、阀门装置、点火和熄火保护装置、箱体、烤盘和排烟道等。换热方式：对流（烟气与食品要接触），辐射（烟气与食品不接触）第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具二、燃气热水器具（一）容积式燃气

32、热水器 分为常压式和压力式两种（大气压、自来水压力）。第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 在城市居民家庭使用最广泛的热水器。1、基本类型 烟道式、强制排烟式、平衡式、高效冷凝式 天然气热水冷水燃烧器燃烧室排风机换热器 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 在城市居民家庭使用最广泛的热水器。1、基本类型 烟道式、强制排烟式、平衡式、高效冷凝式 第十四章 燃气燃烧装置4 民用燃气用具 二、燃气热水器具 （二）燃气快速热水器 在城市居民家庭使用最广泛的热水器。2、控制方式 压电陶瓷点火（手动控制）：用于5升/min直接排气

33、式（已淘汰）脉冲连续点火，水控自动：用于8升/min以上烟道排烟 全自动温控：用于各种类型强排机型，温控器+双位电磁比例调节阀+逻辑控制电路（结构较复杂，价格比较高）3、热水器的自动控制与安全保护功能 （1）水气联动、压电或者手动脉冲点火 （2）水气联动、水控连续脉冲自动点火、熄火保护 （3）水气联动、水控连续脉冲自动点火、熄火保护、过热保护 （4）水气联动、水控连续脉冲自动点火、熄火保护、过热保护、强制 排烟系统、（5）水气联动、水控连续脉冲自动点火、熄火保护、过热保护、强制鼓风燃烧系统、热水温度恒温系统 第十四章 燃气燃烧装置 4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 4、水气

34、联动控制原理 前置式：只能在冷水进口装阀门，安全性差，使用不方便。后置式：水的进出口都可以装阀门，安全性好使用方便。第十四章 燃气燃烧装置 4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 5、冷凝式热水器的 工作原理 第十四章 燃气燃烧装置 4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 6、热水器的燃烧、换热和阀门装置 大气式燃烧器 肋片式换热器 水气联动机构 及电磁阀总成 第十四章 燃气燃烧装置 4 民用燃气用具二、燃气热水器具（二）燃气快速热水器 6、热水器的排烟 及鼓风装置 强排风机 强鼓风机 风压开关 燃气用具的试验检测燃气热水器生产装配车间燃气热水器的车间检测第十四章

35、液体燃料的燃烧 燃油槽车/油管工厂油罐过滤油泵烧嘴炉膛或燃烧室 供油系统 燃烧装置 燃油的燃烧过程：油的雾化油滴蒸发、高温热解与裂解与空气混合着火燃烧 油的蒸发：提供反应需要的可燃物质 油的燃烧：提供油蒸发所需要的热量 蒸发与混合的速度燃烧速度 控制油的燃烧过程主要控制油的雾化和与空气的混合过程。第十五章 液体燃料的燃烧方法 1 燃料油的燃烧过程 油的雾化油滴蒸发、高温热解与裂解 与空气混合着火燃烧 油的雾化燃烧是一个复杂的物理化学过程 控制油的燃烧的手段：主要是控制油的雾化和与空气的混合过程。P185 图14-1第十五章 液体燃料的燃烧方法 一、油的雾化 油的雾化：把燃料油破碎为细小的颗粒的

36、过程叫油的雾化。油的雾化是燃烧的先决条件，只有雾化得细，油颗粒的单位表面积才会更大，蒸发才会更快。一般采用喷油嘴使油雾化，油雾化后的颗粒是不均匀，一般从几（微米）到500（微米）不等，颗粒越小混合就会越好，燃烧就会越快。油颗粒燃烬时间与颗粒直径的平方成正比。第十五章 液体燃料的燃烧方法 二、与空气的混合过程 雾化后的油雾与空气的混合在油的燃烧过程中起着很重要的作用。每公斤的油的燃烧必须有10m3以上的空气与油雾均匀混合才能快速的燃烧。混合的快慢和均匀性直接影响到燃烧速度和燃烧完全度。强化混合过程的技术措施：1.加大空气流速 2.两股交角喷射 3.空气呈旋转气流 4.空气分两次送入 5.油雾化尽

37、量细而均匀 243第十五章 液体燃料的燃烧方法三、油的强化燃烧和稳定的途径 油的燃烧除了雾化和混合以外，油的蒸发吸热和油雾着火前的加热同时存在，因此总的加热时间比气体燃料要长得多。为了强化油的燃烧过程必须缩短着火前的加热时间，而燃烧室的温度水平与加热时间密切相关。1.改善雾化质量 2.供给适量空气，强化空气与油雾的混合 3.保证点火区和燃烧室的高温以维持燃烧的稳定第十五章 液体燃料的燃烧方法 2 油的雾化 一、油雾化原理、过程和方法 油雾化过程：是油表面外力（冲击力、摩擦力）和内力（粘性力）相互作用的结果。外力大时油颗粒破碎，平衡时（冲击力、摩擦力=粘性力）油颗粒停止雾化。第十五章 液体燃料的

38、燃烧方法 油的雾化过程：（1）油从喷嘴喷出形成薄幕或股流射流；（2）由于油流的紊流、空气对油流股的冲 击作用，油表面会发生弯曲波动形；（3）在空气压力作用下，产生油流薄膜；（4）由于表面张力作用，薄膜会分裂成 颗粒；（5）颗粒在气流的冲击下会继续破裂成雾 状颗粒；（6）另外颗粒也可能互相碰撞产生聚合。P187 图14-4第十五章 液体燃料的燃烧方法 雾化方法（能量来源）1.气体介质雾化：由雾化剂介质（空气、蒸汽、氧气、煤气）的能量提供外力（高压雾化：100kpa、中压雾化:10-100kpa、低压雾化:3-10kpa)2.油压式（机械式）雾化：依靠油自身的压力高 速喷入空气中或以旋流方式使油加

39、强搅动，使油雾化。第十五章 液体燃料的燃烧方法二、油雾炬的特性参数 油雾炬油雾化后形成颗粒群的轨迹轮廓叫油雾炬 （1）油粒直径 在油的雾化射程中，直径是不均匀的。存在最大直径、最小直径和平均直径dm。dm正比于喷嘴半径r0，反比于sin/2 和 p0.37（喷嘴压力降）。即：喷嘴直径越小，雾化角越大，喷嘴压力越高，雾化的平均直径就越小，雾化效果相应就越好。第十五章 液体燃料的燃烧方法（2）雾化角（油雾矩的张角）凡是有利于提高切向分速度（旋转)的因素，都会使增加，有利于提高轴向速度的因素会使减小。大 火焰张角大，火焰短粗 小 火焰张角小，火焰细长 （3）油粒流量密度及其分布 流量密度:在法线方向

40、上单位时间、单位面积的 油流量。分布：中心峰分布均匀(直流喷嘴）双峰分布不均匀，火焰张角大（旋流喷嘴）（4）油雾射程 水平喷射时，油粒降落之前在轴线方向移动的距离。不同直径油粒的射程也不同。射程取决于轴向速度和颗粒度。射程的大小影响火焰长度。P190 图14-6，14-7第十五章 液体燃料的燃烧方法 三、影响油雾化颗粒直径的因素 1.油温 提高油温可降低粘度，减小油粒平均直径，改善雾化质量，2.雾化剂压力与流量 提高压力，喷出速度增加，颗粒平均直径减小。低压烧嘴，雾化剂流速不大，需要雾化剂多；当雾化剂量少时，影响雾化质量；高压时，雾化剂的流速大，需雾化剂单位耗量相应较小。3.油压力 对于气体介

41、质雾化方式，油压不宜过高，高压使油的流速太高会减小雾化剂与油之间的速度梯度，不利于油的雾化。4.燃烧器的结构 雾化剂/油的喷出口面积、夹角、旋转度、孔数、孔形状等等，需要理论计算并且结合试验来确定最佳结构，力求获得好的雾化效果。第十五章 液体燃料的燃烧方法 3 燃油燃烧器 一、对油燃烧器的一般技术要求:满足加热工艺的燃烧能力(热负荷)雾化质量好 空气与油雾混合良好 油量的调节性能良好 燃烧稳定,火焰形状、长度符合要求 结构牢靠，自动调节控制，维修方便第十五章 液体燃料的燃烧方法 二、燃油燃烧器的分类（按雾化方法）1、气体介质雾化式燃油燃烧器 靠气体介质（空气、蒸汽、氧气、煤气）的动量将油雾化。

42、（1）低压油燃烧器 a.直流式：套管式，比例调节式等 b.旋流式 （2）高压油燃烧器 a.外混式：套管式，涡流式 b.内混式 第十五章 液体燃料的燃烧方法 二、燃油燃烧器的分类（按雾化方法）2、油压式燃油燃烧器 靠油本身在高压下喷入空气中而得到雾化。（1）离心式机械油压燃烧器 （2）可调式离心燃烧器 3、转杯式燃油燃烧器 依靠高速转杯使油成薄膜状喷出，然后用空气再雾化。第十五章 液体燃料的燃烧方法 三、气体介质雾化式油燃烧器 气体介质雾化式油燃烧器的一般结构 结构：空气导管 油导管 燃烧器喷头 调节机构 喷头形式：直流式 旋流式第十五章 液体燃料的燃烧方法 1.低压油燃烧器一般用空气作雾化剂，

43、风压：5-10kPa,油压：30-150kPa,功率：150-200kg/h（空气既是雾化剂又是助燃剂）（1）直流式 空气流（环缝）与油流成交角相混合，相对速度大，雾化效果好。a.套管式低压油燃烧器 P197 图14-11第十五章 液体燃料的燃烧方法b.低压比例调节式油燃烧器 可以通过调节机构的调节，达到油量和空气量的同步比例变化。P197 图14-12第十五章 液体燃料的燃烧方法 （2）旋流式 雾化好，有空气涡流叶片，空气与油流交角大（70-90），火焰张角大，中心负压区高温烟气回流，产生连续点火热源，燃烧稳定。第十五章 液体燃料的燃烧方法 2.高压油燃烧器 用压缩空气（0.3-0.7MPa

44、）、氧气、蒸汽或高压煤气作雾化剂，雾化剂的速度很高，可以达到接近音速，油的雾化效果一般比低压燃烧器要好。由于高压气体喷射绝热膨胀后，温度会下降，使油粘度变大，不利雾化，因此采用预热的压缩空气（200-300度）效果相对较好。采用过热蒸汽雾化时应雾化蒸汽量尽可能少，否则蒸汽太多会降低燃烧温度，影响加热质量。高压雾化剂的选用要充分论证，慎重选择。第十五章 液体燃料的燃烧方法 1.外混式套管式高压油烧嘴 雾化好，燃烧需要的空气 由鼓风机另外供给，油雾与空气的混合较差，需要n较大 火焰也比较长图14-14图14-15第十五章 液体燃料的燃烧方法2.外混式涡流式高压油燃烧器在雾化剂喷头设计有 旋流叶片，

45、混合好火焰较短第十五章 液体燃料的燃烧方法3、内混式高压油燃烧器 混合室较长，雾化剂以高速与油相遇，雾化良好。喷口油雾不受热辐射，不易出现油在出口热裂化结碳堵塞喷口的问题。第十五章 液体燃料的燃烧方法 四、油压式（机械式）油燃烧器 油压1.5-2.5MPa，不需要雾化剂，重油在本身压力能作用下，由喷嘴喷出而雾化。燃烧需要的空气用鼓风机鼓风，在外部与油雾混合。火焰较短。a.离心式 油压燃烧器 P203 图14-21 油经过涡流片从切线方向流入产生高速的旋转，由于离心力的作用使油得到雾化。油雾的旋转也提供了与空气混合的好的条件。第十五章 液体燃料的燃烧方法b.可调式离心油燃烧器（调节比2-3）采用针形阀设计调节油流量，可改变热负荷，雾化质量较好。P204 图14-22第十五章 液体燃料的燃烧方法五、转杯式油燃烧器 依靠电机高速旋转带动转杯使油成薄膜状喷出，然后采用空气再雾化。1、旋转轴 2、输油管 3、转杯 4、一次风 雾化质量取决于转杯的转速，一般转速要高于4000r/min,一次风占15%至20%，燃烧不足的空气靠炉膛自然吸风混合燃烧（负压炉）。