燃烧器在理论与实践中得到改进

2014年12月23日

对于燃烧器行业人士来说,燃烧器都有独特的特性曲线、流动范围与燃气空气比例,众所周知。在任何特性曲线外(工况)都会使燃烧器熄火。稳定燃烧率是由燃料可燃性的极限定义的,比如空气和天然气化学计量比大约是10:1,但是在5: 1的富燃状态到15:1的贫燃状态范围内混合物就可能燃烧。这些性质是燃气空气混合物的化学物理性质决定的。此外如果燃烧反应不能产生足够的热量以保持链反应进行,燃烧器将熄火。

 对于燃烧器早期的热工艺炉内部的改进,要追述到早期以稀薄空气作燃料的烤炉。使用稀薄空气的烤炉可以从燃烧器周围吸入空气,冷却小的热点并搅拌炉内空气使其更为均匀;但当熔炉在更高温度下工作时,唯一避免过热的方法就是周期性的关闭燃烧器;有复合燃烧器的熔炉中的问题,是长时间在小着火率下工作,燃烧室内的温度极不均匀,,燃烧器前方极热而其它地方则很冷。对于有着大燃烧室的直燃熔炉的限制是,快速预混火焰太短且紧凑,不能在燃烧室内均匀地投射热量,这样即使在高着火率下也有可能发生温度的不一致性的。所以有人提出,增大燃烧器有助于这个问题的解决。但同时,又出现了回火问题。

 1920年初,欧洲市场上出现了几款单机喷嘴混合燃烧器。这些燃烧器大多数设计非常简单。从本质上来看就是两个同心管,一个走空气,另一个走燃气。这两股气流保持分离状态直到点火处,所以不会出现回火现象。除此以外,这种燃烧器与预混燃烧器在设计中没有什么改进。在高着火率的条件下,火焰也不容易脱火,但混合比率的波动仍旧是有极限的,空气与燃气的速度一定要小心控制,以确保洁净稳定的火焰。

 通过对我国水泥行业中的百余家对国内外三通道煤粉燃烧器使用的实地考察中,我们了解到,采用现代最新燃烧技术的燃烧器,运用大速差和强旋流理论,使火焰的内部范围的燃料聚集;通过降低一次空气消耗量来降低火焰根部范围内的氧含量并降低温度峰值;优化燃烧器喷嘴系统,通过调节喷嘴的几何形状来改变一次风量。

 燃烧器行业在国外的分类是很明确的,特别是在美国,工业燃烧器和锅炉燃烧器是有着严格区区分界线的。而这绝不可混为一潭,互换使用。

  在燃烧器的发展变化过程中,在解决了着火率与空燃比的问题后,燃烧器的设计者们继续迎接使火焰成形以适应特别工艺的挑战。从20世纪20年代开始到50年代产生了许多有着高火焰稳定性、宽泛的着火率和空燃比的燃烧器。通过控制燃气与空气的速度与方向,可以得到各种形状的火焰,从平板型、碟型到长型与细铅笔型。而后,燃烧器的多样性使它们适用于多种工艺。 

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来源:鼎焰能源科技(上海)有限公司
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