燃?xì)庹n件-第八章

1、山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校 主講主講：李東雄李東雄 2008.8動(dòng)力工程系系動(dòng)力工程系系山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等專科學(xué)校第一節(jié)第一節(jié) 構(gòu)造及特點(diǎn)構(gòu)造及特點(diǎn) 第二節(jié)第二節(jié) 頭部計(jì)算頭部計(jì)算 第三節(jié)第三節(jié) 高壓引射器計(jì)算高壓引射器計(jì)算 第四節(jié)第四節(jié) 完全預(yù)混高（中）壓完全預(yù)混高（中）壓 引射器燃引射器燃 燒器的計(jì)算燒器的計(jì)算山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校一、組成一、組成二、種類二、種類山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校 有火道頭部結(jié)構(gòu)有火道頭部結(jié)構(gòu)(火道是頭部的一部分火道是頭部的一部分): 火焰不脫離燃燒器，燃燒在由耐火材料制成的火道內(nèi)進(jìn)火焰不脫離燃燒器，燃燒在由耐火

2、材料制成的火道內(nèi)進(jìn)行或在燃燒器頭部進(jìn)行。火道和燃燒器頭部主要由陶瓷制成。行或在燃燒器頭部進(jìn)行?；鸬篮腿紵黝^部主要由陶瓷制成。它有以下它有以下3種結(jié)構(gòu)形式種結(jié)構(gòu)形式: A. 引射式單火道完全預(yù)混式燃燒器引射式單火道完全預(yù)混式燃燒器 B. 紅外線輻射燃燒器紅外線輻射燃燒器(也稱為紅外線輻射器也稱為紅外線輻射器) C. 過(guò)熱燃燒器過(guò)熱燃燒器 其中，其中，B、C的頭部結(jié)構(gòu)由耐火材料做成。的頭部結(jié)構(gòu)由耐火材料做成。 山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校A. 引射式單火道完全預(yù)混式燃燒器引射式單火道完全預(yù)混式燃燒器組成：引射器組成：引射器1、噴頭、噴頭2及火道及火道3。工作方式工作方式 高高(中中)壓

3、燃?xì)鈴膰娮炝鞒觯揽勘旧淼哪芰课肴紵鶋喝細(xì)鈴膰娮炝鞒?，依靠本身的能量吸入燃燒所需的全部空氣，并在引射器?nèi)進(jìn)行混合?；旌暇鶆虻娜?xì)庑璧娜靠諝?，并在引射器?nèi)進(jìn)行混合。混合均勻的燃?xì)?空氣混合物經(jīng)噴頭進(jìn)入火道，在赤熱的火道壁面和高溫回流空氣混合物經(jīng)噴頭進(jìn)入火道，在赤熱的火道壁面和高溫回流煙氣的穩(wěn)焰作用下進(jìn)行燃燒，完全預(yù)混燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù)煙氣的穩(wěn)焰作用下進(jìn)行燃燒，完全預(yù)混燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù)為為 =1.051.10。山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 噴頭為噴頭為漸縮形漸縮形，收縮角為，收縮角為25左右，內(nèi)壁加工光滑，左右，內(nèi)壁加工光滑，使噴頭混合氣體的速度場(chǎng)達(dá)到均勻分布

4、。使噴頭混合氣體的速度場(chǎng)達(dá)到均勻分布。 有有火道火道，火道由耐火材料制成，火道是穩(wěn)定燃燒、防，火道由耐火材料制成，火道是穩(wěn)定燃燒、防止脫火的重要部件。止脫火的重要部件。 熱負(fù)荷大的噴頭常采用空氣或水冷卻，以減少噴頭處熱負(fù)荷大的噴頭常采用空氣或水冷卻，以減少噴頭處可燃混合物的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋乐够鼗??？扇蓟旌衔锏幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?，防止回火。（a）空氣冷卻）空氣冷卻 （b）水冷卻）水冷卻圓錐形噴頭圓錐形噴頭山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等專科學(xué)校燃燒特點(diǎn)燃燒特點(diǎn) 可燃混合物的加熱、著火和燃燒可燃混合物的加熱、著火和燃燒均在均在火道內(nèi)進(jìn)行；火道內(nèi)進(jìn)行； 混合物進(jìn)入火道時(shí)，由于突然擴(kuò)大，在火道入口處形成高混合

5、物進(jìn)入火道時(shí)，由于突然擴(kuò)大，在火道入口處形成高溫溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)煙氣回流區(qū)； 回流煙氣將混合物加熱，同時(shí)成為一個(gè)回流煙氣將混合物加熱，同時(shí)成為一個(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)火源穩(wěn)定的點(diǎn)火源。 耐火材料做成的耐火材料做成的火道火道近似一個(gè)近似一個(gè)絕熱的燃燒室絕熱的燃燒室，使進(jìn)入火道，使進(jìn)入火道的燃?xì)獾娜細(xì)?空氣混合物立刻進(jìn)行燃燒，保證了較高的燃燒強(qiáng)度和空氣混合物立刻進(jìn)行燃燒，保證了較高的燃燒強(qiáng)度和燃燒溫度。燃燒溫度。1-混合物擴(kuò)張區(qū)；混合物擴(kuò)張區(qū)；2-火道邊界；火道邊界；3 -回流區(qū)；回流區(qū)；4-回流邊界表面回流邊界表面 火道工作簡(jiǎn)圖火道工作簡(jiǎn)圖山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校適用范圍：用于高適用范圍：用于高(

6、中中)壓燃?xì)獾娜紵?。壓燃?xì)獾娜紵?1引射器；引射器；2噴頭；噴頭；3火道火道引射式單火道無(wú)焰燃燒器引射式單火道無(wú)焰燃燒器山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校1多孔陶瓷板；多孔陶瓷板；2引射器；引射器；3外殼；外殼；4分流器；分流器；火焰向陶瓷板傳熱；火焰向陶瓷板傳熱；混合氣體加熱至著混合氣體加熱至著火溫度火溫度 圖圖 紅外線輻射器紅外線輻射器B. 紅外線輻射燃燒器紅外線輻射燃燒器 屬于屬于低壓引射式完全預(yù)混式燃燒器低壓引射式完全預(yù)混式燃燒器，即燃燒所需空氣全，即燃燒所需空氣全部靠低壓燃?xì)獾哪芰课氩㈩A(yù)混，總部靠低壓燃?xì)獾哪芰课氩㈩A(yù)混，總 =1.031.06。故適用。故適用于于低壓燃?xì)獾蛪?/p>

7、燃?xì)獾娜紵?。頭部結(jié)構(gòu)有的燃燒。頭部結(jié)構(gòu)有兩種兩種不同的形式：不同的形式：1. 頭部為頭部為單一板式（板狀或網(wǎng)狀）單一板式（板狀或網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 板式結(jié)構(gòu)中又分為板式結(jié)構(gòu)中又分為3種情況種情況:. 只有一層，而且用多孔陶瓷制成只有一層，而且用多孔陶瓷制成 工作時(shí)，混合物以很小的速度從孔逸出進(jìn)行燃燒。點(diǎn)火工作時(shí)，混合物以很小的速度從孔逸出進(jìn)行燃燒。點(diǎn)火后后4050S，板面溫度可達(dá)，板面溫度可達(dá)800900，高溫板面向外輻射，高溫板面向外輻射紅外線，熱效率為紅外線，熱效率為4560%。 山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等專科學(xué)校 . 板面由數(shù)層板面由數(shù)層(通常用通常用2層層)耐高溫的金屬網(wǎng)組成耐高溫的金

8、屬網(wǎng)組成 內(nèi)外網(wǎng)通常由內(nèi)外網(wǎng)通常由鐵鉻鋁鐵鉻鋁制成。內(nèi)網(wǎng)孔小，外網(wǎng)孔大，兩層之間制成。內(nèi)網(wǎng)孔小，外網(wǎng)孔大，兩層之間距離為距離為812mm(火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣萐小的人造氣取小值，小的人造氣取小值，S大的天然大的天然氣和液化石油氣取大值氣和液化石油氣取大值)。為防止網(wǎng)面變形，內(nèi)網(wǎng)可壓些防脹波。為防止網(wǎng)面變形，內(nèi)網(wǎng)可壓些防脹波紋，內(nèi)網(wǎng)內(nèi)面加裝托網(wǎng)，托網(wǎng)由普通鐵絲制成。紋，內(nèi)網(wǎng)內(nèi)面加裝托網(wǎng)，托網(wǎng)由普通鐵絲制成。 工作時(shí)，混合物在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間燃燒，當(dāng)外網(wǎng)表面溫度達(dá)工作時(shí)，混合物在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間燃燒，當(dāng)外網(wǎng)表面溫度達(dá)850900時(shí)，便向外輻射紅外線。熱效率為時(shí)，便向外輻射紅外線。熱效率為45%左右

9、。左右。 . 組合式組合式 在在多孔陶瓷板多孔陶瓷板上加一層耐高溫的上加一層耐高溫的金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)。表面溫度比多孔陶。表面溫度比多孔陶瓷板能提高瓷板能提高100130。山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校2. 頭部為分配裝置頭部為分配裝置+火道火道 . 頭部為分配帽頭部為分配帽+環(huán)狀凹面環(huán)狀凹面 混合物從分配帽噴出，在環(huán)狀凹面耐火磚中燃燒，將磚加混合物從分配帽噴出，在環(huán)狀凹面耐火磚中燃燒，將磚加熱至熱至14001500，向外輻射紅外線。，向外輻射紅外線。 環(huán)狀凹面紅外線輻射器環(huán)狀凹面紅外線輻射器1環(huán)狀凹面耐火磚；環(huán)狀凹面耐火磚；2耐熱金屬分配帽；耐熱金屬分配帽；3供氣管供氣管山西大學(xué)工程學(xué)院

10、太原電力高等專科學(xué)校. 頭部為氣體分配室和火道頭部為氣體分配室和火道 靠引射預(yù)混，頭部設(shè)有靠引射預(yù)混，頭部設(shè)有氣體分配室和火道氣體分配室和火道?；鸬劳ㄟ^(guò)鋼。火道通過(guò)鋼管固定在分配室上，混合物在小火道燃燒。當(dāng)板面溫度升高管固定在分配室上，混合物在小火道燃燒。當(dāng)板面溫度升高到到9001000時(shí)便進(jìn)行輻射傳熱，輻射給被加熱物體的熱時(shí)便進(jìn)行輻射傳熱，輻射給被加熱物體的熱量約占燃燒熱的量約占燃燒熱的70%。 此種燃燒器通常使用高熱值燃?xì)?，?yīng)用于不希望火焰與此種燃燒器通常使用高熱值燃?xì)?，?yīng)用于不希望火焰與工件接觸且均勻加熱的場(chǎng)合。工件接觸且均勻加熱的場(chǎng)合。 板式完全預(yù)混燃燒器板式完全預(yù)混燃燒器1引射器；引

11、射器；2鋼管；鋼管；3氣流分配室；氣流分配室；4火道；火道；5隔熱層隔熱層山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校C. 過(guò)熱燃燒器過(guò)熱燃燒器(完全預(yù)混完全預(yù)混) 混合物從陶瓷火孔噴混合物從陶瓷火孔噴出，在高溫耐火材料制成火出，在高溫耐火材料制成火道內(nèi)燃燒，溫度高達(dá)道內(nèi)燃燒，溫度高達(dá)1650，高溫?zé)煔飧咚購(gòu)目p隙式噴口高溫?zé)煔飧咚購(gòu)目p隙式噴口噴 出 ， 對(duì) 物 體 進(jìn) 行噴 出 ， 對(duì) 物 體 進(jìn) 行 快速或局部加熱?？焖倩蚓植考訜?。 過(guò)熱燃燒器過(guò)熱燃燒器山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校 無(wú)火道頭部結(jié)構(gòu)無(wú)火道頭部結(jié)構(gòu) 按燃燒方式分為兩種按燃燒方式分為兩種: 1. 火焰穩(wěn)定在燃燒器頭部火焰穩(wěn)定在

12、燃燒器頭部 頭部為穩(wěn)焰器，穩(wěn)焰器用金屬制頭部為穩(wěn)焰器，穩(wěn)焰器用金屬制成，也可用陶瓷制造，無(wú)火道，火焰成，也可用陶瓷制造，無(wú)火道，火焰穩(wěn)定在燃燒器頭部。穩(wěn)定在燃燒器頭部。1耐熱金屬板；耐熱金屬板；2螺栓；螺栓；3爐墻；爐墻；4耐火填料耐火填料圖圖 帶金屬穩(wěn)焰器的完全預(yù)混式燃燒器帶金屬穩(wěn)焰器的完全預(yù)混式燃燒器頭部由頭部由數(shù)層耐熱金屬數(shù)層耐熱金屬板板組成，組成，板間距板間距1.5mm,混合物經(jīng)混合物經(jīng)板縫隙板縫隙流出燃流出燃燒燒 , 窄 縫 可 防 回 火 。窄 縫 可 防 回 火 。氣流流出縫隙后，在氣流流出縫隙后，在螺栓附近形成螺栓附近形成高溫焰氣高溫焰氣回流區(qū)回流區(qū)，混合物被回流，混合物被回流

13、焰氣所加熱，并著火和焰氣所加熱，并著火和穩(wěn)定燃燒。燃燒所形成穩(wěn)定燃燒。燃燒所形成的短而銳的火焰直接位的短而銳的火焰直接位于燃燒室內(nèi)。于燃燒室內(nèi)。燃燒器停止工作時(shí)，燃燒器停止工作時(shí)，空氣吸入口打開，進(jìn)行空氣吸入口打開，進(jìn)行通風(fēng)，冷卻頭部的金屬通風(fēng)，冷卻頭部的金屬板。板。工作壓力為工作壓力為30-50kPa山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校2. 火焰脫離燃燒器，在爐膛內(nèi)的耐火材料表面上燃燒火焰脫離燃燒器，在爐膛內(nèi)的耐火材料表面上燃燒 耐火材料可以是燃燒器附近的爐墻、拱，專門的耐火耐火材料可以是燃燒器附近的爐墻、拱，專門的耐火材料堆積物或花格耐火磚墻等。材料堆積物或花格耐火磚墻等。 （a）耐火磚

14、碎塊穩(wěn)焰；）耐火磚碎塊穩(wěn)焰； （b）拱頂穩(wěn)焰）拱頂穩(wěn)焰1燃?xì)馊肟?；燃?xì)馊肟冢?空氣冷卻肋片；空氣冷卻肋片；3噴頭；噴頭；4耐火磚碎塊耐火磚碎塊 撞擊式完全預(yù)混燃燒器圖撞擊式完全預(yù)混燃燒器圖山西大學(xué)工程學(xué)院 太原電力高等?？茖W(xué)校三、完全預(yù)混燃燒器特點(diǎn)及應(yīng)用范圍三、完全預(yù)混燃燒器特點(diǎn)及應(yīng)用范圍: 1. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 燃燒完全，化學(xué)不完全燃燒較少。燃燒完全，化學(xué)不完全燃燒較少。 過(guò)?？諝馍龠^(guò)?？諝馍? =1.051.10)，當(dāng)用于工業(yè)爐直接加熱工件，當(dāng)用于工業(yè)爐直接加熱工件時(shí)，不會(huì)引起工件過(guò)分氧化。時(shí)，不會(huì)引起工件過(guò)分氧化。 燃燒溫度高，容易滿足高溫工藝的要求。燃燒溫度高，容易滿足高溫工藝的要求。 火

15、道式無(wú)焰燃燒器熱強(qiáng)度大，容積熱強(qiáng)度可達(dá)火道式無(wú)焰燃燒器熱強(qiáng)度大，容積熱強(qiáng)度可達(dá)2958MW/m3或更高，因而可縮小燃燒室容積?；蚋?，因而可縮小燃燒室容積。 設(shè)有火道，容易燃燒低熱值燃?xì)?。設(shè)有火道，容易燃燒低熱值燃?xì)狻?不需鼓風(fēng)，節(jié)省電能及鼓風(fēng)設(shè)備。不需鼓風(fēng)，節(jié)省電能及鼓風(fēng)設(shè)備。 2. 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 為保證燃燒穩(wěn)定，要求燃?xì)鉄嶂导懊芏纫€(wěn)定。為保證燃燒穩(wěn)定，要求燃?xì)鉄嶂导懊芏纫€(wěn)定。 發(fā)生回火的可能性大，調(diào)節(jié)范圍比較小。為防止回火，頭發(fā)生回火的可能性大，調(diào)節(jié)范圍比較小。為防止回火，頭部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和笨重。部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜和笨重。 熱負(fù)荷大的燃燒器，結(jié)構(gòu)龐大和笨重。故每個(gè)燃燒器的熱熱負(fù)荷大的燃燒器，結(jié)構(gòu)龐大和笨重。故每個(gè)燃燒器的熱負(fù)荷一般不超過(guò)負(fù)荷一般不超過(guò)2.3MW