扩散式燃烧器简易版Word下载.docx

1、燃气在一定压力下进入管内，经火孔逸出时，相当于多股自由射流与周围空气扩散混合，经点火后，进行扩散燃烧。其结构十分简单，但管内燃气压力不易均匀，火焰高度不一。图3-6-1 管式扩散燃烧器（a）直管式；（b）排管式；（c）环管式；（d）涡卷管式排管燃烧器示于图361（b）。它是由若干根钻有火孔的小管焊在一根集气管上制成的。为了使燃烧所需的空气相对每一个火孔都畅通，要求排管间的净距离为其外径的061. 0倍。环管燃烧器示于图361（c）。其头部呈环状，燃气压力分布较均匀，火焰高度较整齐。图361（d）为涡卷管式燃烧器，其头部为若干根钻有火孔的涡卷形管子焊在一根集气管上。这样，火孔布满了整个圆面，而且

2、每个火焰都能充分接触空气，燃烧较完全。火管一般由内径48mm的铜管或钢管制成，集气管的内截面积应大于各火管内截面积之和。2撞焰式扩散燃烧器如图362所示，采用两个扩散火焰相撞的方法来加强气流扰动，强化燃气与空气的混合，从而提高燃烧稳定性和强化燃烧过程，提高燃烧温度。两个火焰喷出方向的夹角一般为5070，两根火管的中心距约为其外径的两倍。为使燃气均匀地分布在各火孔上，火孔总面积必须小于管子截面积。3薄焰式扩散燃烧器这种燃烧器的火孔一般用陶瓷制成，呈扇状扩散缝。其火焰极薄，形似鱼尾，如图363所示，由于增加了火焰与空气的接触面积，使燃烧完全而稳定。图3-6-2 撞焰式扩散燃烧器1-分配管；2-管状

3、火孔图3-6-3 薄焰自燃通风式扩散燃烧器4炉床式扩散燃烧器这种燃烧器，主要用于小型燃煤锅炉改烧燃气。其构造如图364，由直管式扩散燃烧器和火道组成。该燃烧器工作时，空气靠炉内负压吸入，咀可用鼓风机供给。燃气经火孔逸出后与空气成一定角度相遇，进行紊流扩散燃烧。图3-6-4 单管炉床式扩散燃烧器1-炉箅；2-火管；3-砖隙除上述几种型式外，自然引风扩散式燃烧器还有孔罩式、多缝式等。（二）特点和应用范围自然通风式扩散燃烧器结构简单，制造方便，容易点火，操作简单，便于调节；燃烧火焰不会回火，燃烧稳定；热负荷调节范围大，对烟气压力无特殊要求；不需要鼓风，节省电能。但一般燃烧热强度低，火焰长，需要较大的

4、燃烧室；容易产生不完全燃烧，甚至出现冒黑烟；需较高的空气过剩系数（=1. 21. 6），燃烧温度低，徘烟热损失较大。这种燃烧器适用于湿度要求不高的设备。二、鼓风式扩散燃烧器在鼓风式扩散燃烧器中，燃气燃烧所儒的全部空气由鼓风机一次供给，这时燃烧强度与火焰长度均由燃气与空气的混合强度决定。鼓风式扩散燃烧器主要由配风器、燃气分流器以及火道组成，如图365所示。空气由鼓风供给，在配风器作用下，与从分流器流出的燃气混合，并进入火道或直接进入炉膛燃烧。为了强化燃烧过程和缩短火焰长度，常采用各种措施来加速燃气与空气的混合。例如，将燃气分成很多细小流束射人空气流中，或采用空气旋流等。根据强化混合所采取的措施及

5、对火焰的要求，鼓风式扩散燃烧器可分为套管式、旋流式、平流式等。图3-6-5 鼓风式扩散燃烧器示意图1-配风器；2-燃气分流器；3-火道1套管鼓风式扩散燃烧器在鼓风式扩散燃烧器中，应用最广泛，结构最简单，使用最可靠的是套管式燃烧器。它由大管套小管组成，通常燃气从中间一根或数根小管流出，空气从大管子与小管子的夹套中流出。两者在火道或燃烧室内边混合边燃烧。圆套管式燃烧器，如图366。它适用各种低压燃气，燃烧稳定；但燃气与空气混合缓慢，火焰较长，需要较大的燃烧空间。图3-6-6 套管式燃烧器此外，还有扁套管式燃烧器，由一个扁火孔套着三根燃气管组成，如图367所示。喷出的火焰呈扇状，适用于以炉底加热为主

6、的锻工炉等。还有群管式燃烧器、台式工灯等，使扩散燃烧过程能满足不同的工艺要求。2旋流式燃烧器其结构特点是燃烧器本身带有旋流配风器，往往采用的是蜗壳或者是导流叶片。空气在配风器作用下产生旋流，燃气则从分流器的喷孔或缝隙中喷出，二者强烈混合进入火道或炉膛中燃烧。根据旋流器的结构和供气方式，这种燃烧器可做成多种形式。如导流叶片旋流式燃烧器，可分为轴向叶片旋流和切向叶片族流，其中又都有中心供燃气和周边供燃气两种不同结构，如图368为中心供气导流叶片式。图3-6-7 扁套管式燃烧器图3-6-8 中心供气导流叶片旋流式燃烧器1-节流圈；2-导流叶片；3-燃气旋流器；4喷口空气以2000Pa的压力供入，经过

7、导流叶片2形成旋流，并与中心孔口流出的燃气进行混合，然后经喷口4进入火道或燃烧室继续进行混合和燃烧。使用人工燃气时，其压力约为800Pa；使用天然气时，其压力约为3000Pa。当使用天然气时，中心孔口需安装燃气旋流器，使燃气也形成旋流，以加强气流混合。此外，还有蜗壳旋流式，分中心供燃气蜗壳旋流式（如图369）及周边供燃气蜗壳旋流式等。3平流式燃烧器这种燃烧器在风道中心装有稳焰器。稳焰器可以是一个直径较小的轴向叶片旋流器，也可以是1到2块多孔板等。稳焰器能使一小部分空气形成旋流或低速回流，以稳定火焰；大部分空气则平行流动，以较高的流速进入火道与燃气混合燃烧。与旋流式比较，平流燃烧器更合理地组织了

8、空气流动，空气通道阻力小，鼓风耗电也少。多孔板式有单块和双块，这类燃烧器包括多孔板式、多枪式、文丘里管式等。图3610所示为单块多孔板子流式燃烧器。燃气从中心管一端上的16个切向方孔喷出，大部分空气经导流片从周边流出与燃气混合，而少部分空气则经多孔稳焰板流出，空气与燃气混合后进入火道或炉膛燃烧。由于通过小孔的空气产生紊流，形成了局部低速回流，使燃烧火焰稳定，火焰呈黄色，有较强辐射能力。图3-6-9 中心供气蜗壳旋流式燃烧器1-调风板手柄；2-观火孔；3-蜗壳；4-圆柱形空气通道；5-燃气分配室；6-火道图3-6-10 单块多孔板平流式燃烧器（二）鼓风式燃烧器的特点和应用范围鼓风式燃烧器热负荷调

9、节范围大，调节系数一般大于5，单体热负荷大时燃烧器结构紧凑；可以预热空气或燃气，预热温度甚至可接近燃气着火温度，这对高温工业炉是很必要的；可利用低压燃气；能适应正压炉膛；容易实现煤粉燃气、油燃气联合燃烧。但它需要鼓风，消耗电能；燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器小，火焰较长，因而需要较大的燃烧室容积；一般情况下，本身不具备燃、空混合比的自调性，需配置调节装置。根据上述特点，鼓风式燃烧器主要用于各类工业炉及锅炉。三、扩散式燃烧器的设计计算如图365，鼓风式扩散燃烧器主要由配风器、燃气分流器及火道组成。旋流配风器的结构有蜗壳和导流叶片两种。下面以边缘供气蜗壳式燃烧器为例，阐述这类燃烧器的设计计算

10、方法。（一）空气系统计算1计算空气通道面积Fp式中 Q燃烧器热负荷，kW；Qp喷头热强度，通常QP=（3540）103，kW/m2确定蜗壳结构比蜗壳供气的型式如图3611，进风管截面积与蜗壳内圆直径平方之比即称为蜗壳结构比。它直接影响空气的旋流程度，a值越小，蜗壳结构比就越小，空气流相对于燃烧器中心轴线的力矩越大，旋转加剧，加快了气流混合，燃烧火焰亦短；但阻力损失也将增大。所以蜗壳结构比也不宜过小，通常取为03504。根据结构比，就可确定蜗壳尺寸。图3-6-11 蜗壳供气型式（a）等速蜗壳供气；（b）切向蜗壳供气3确定空气实际通道的宽度由于空气流的旋转，它在通道内是螺旋向前的，这样中心出现一个

11、回流区，它是一个稳定的，强烈点火源。所以，空气的实际通道只是沿着边缘的环形通道，其宽度，式中 Dbf回流区直径，cm。回流区的尺寸与蜗壳结构有关，可按表365确定。表3-6-5 蜗壳供气时的回流区尺寸4计算空气的实际流速va空气在环形通道内螺旋运动，实际流速：式中 空气螺旋运动的平均上升角。值与蜗壳结构有关，可按表366确定。空气螺旋运动的气流轴线与燃烧器轴线的交角为90-表3-6-6 空气螺旋运动的平均上升角5计算燃烧器前空气所需的压力Ha式中空气入口动压力下的阻力系数。当蜗壳结构系数=0.35时：对等速蜗壳供气=2829；对切向供气=182.0。vin燃烧器入口的空气流速：（二）燃气系统计

12、算为了使燃气在空气流通截面上均匀分布，计算时把环形空气通道分成若干假想环，然后选取不同的燃气孔口直径和数目，使燃气按需要进入每个假想环中与空气混合。1计算燃气分配室截面积Fg式中 vg燃气分配室内燃气的流速，一般取vg=1520ms2计算燃气射流穿透深度h在旋转气流中，从不同位置周边上、不同口径喷出的燃气细小流束，形成多股射流与受限气流的相交气流，如图3612。图3-6-12 施转空气流中的燃气射流根据相交气流的混合规律可知，改变孔口直径能使射流穿透深度发生变化。用下角码表示孔口排列顺序，可有：同时，燃气射流与空气混合的完善程度还取决于孔口到喷头的距离，距离愈远，混合愈均匀。根据射流穿透深度A

13、和直径D的关系D=075h，可得出，在射流边界上的最大穿透深度：hmax=h+05D=1375h对于蜗壳旋流，空气的主要质量集中在环形通道的边缘上，其宽度约05，因此燃气的主要质量也应分布于这一区域内。一般将燃气孔口排成两圈，于是可得：3确定燃气孔口的数目每圈燃气孔口的最多数目，以在射流达到穿透深度时，不使流束重叠为条件。在上升角为的旋转空气流中，燃气射流达到穿透深度时的射流直径为；因此，为防止射流重叠，其最小间距smin应为：每圈燃气孔口最多数为：式中 （Dp-2h）燃气射流穿透深度达到h时，每圈燃气射流轴心所在的圆周长。4确定燃气孔口直径燃气孔口一般为两圈，如图3612，大直径孔口的燃气流

14、量约占燃气总量的70；小直径孔口流量约占30。由于各圈孔口是均分在同一燃气分配室上，所以各圈孔口的燃气出口速度都相等，因此大直径孔口的面积也应占孔口总面积的70：小直径孔口面积占30。这样，对大直径孔口就有，F2=0.7F=Z2d4，燃气孔口总面积为，F=pLg/vg，其中，F为燃气的压缩系数。推导可得，大直径孔口式中 Ks多股射流在相交气流中混合的有关系数。同理，按相交气流穿透深度公式，可计算小孔口直径d1再根据F1=0.3F计算小孔口数目，最后计算孔口间距，并校核流股是否合并。5计算燃烧器前所需燃气压力Hg式中 H考虑燃气可压缩性引入的校正系数；g与孔口结构特性有关的燃气孔口流量系数。对在分配室上直接钻；g=0650700 该位置可填写公司名或者个人品牌名Company name or personal brand name can be filled in this position