无焰式燃烧器.doc

无焰式燃烧器

  按照完全预混燃烧原理(α=α′≥1)制定的燃气燃烧器称为无焰燃烧器。
　　一、无焰式燃烧器的构造及工作原理
　　无焰式燃烧器也多采纳引射器结构，由混合装置及头部两部分组成。
　　依据燃烧器使用的压力，混合装置及头部结构不同，无焰燃烧器可分为很多种类。
　　按燃气压力分，有低压及高(中)压两种；
　　按混合方式分，有加压混合(燃气和空气均被加压，然后在混合)装置内混合及引射式混合(包括燃气引射空气和空气引射燃气)；

图3-6-22 ［例3-6-1]引射器尺寸
　　按头部结构分有：①无火道头部结构，火焰脱离燃烧器在炉膛内的耐火材料表面上燃烧。耐火材料表面可以是燃烧器四周的炉墙、拱顶、专门的耐火材料堆积物等；②有火道头部结构，燃烧在耐火材料制成的单火道或多火道内进行；③用金属或陶瓷稳焰器做成的头部结构。
　　图3—6—23为引射式单火道无焰燃烧器，它由引射器、喷头及火道组成。高(中)压燃气从喷嘴流出，依靠燃气的能量吸入燃烧所需的全部空气，并在引射器内进行混合。混合均匀的燃气一空气混合物，经喷头进入火道，在炽烈的火道壁面和高温回流烟气的稳焰作用下进行燃烧。完全预混燃烧的空气过剩系数。为1．05～1．10。喷头是保证燃烧工作稳定、防止回火的重要部件。喷头常做成渐缩形，收缩角为25°左右，且内壁加工平滑，从而使喷口混合气体的速度场达到均匀分布。为了降低喷口处可燃混合物的火焰传播速度，防止回火，热负荷大的喷头常采纳空气或水冷却(图3—6—24)。在火道式完全预混燃烧器中，可燃混合物的加热、着火和燃烧均在火道内进行。混合物进入火道时，由于突然扩展，在火道入口处形成了高温烟气回流区(图3—6—25)。回流烟气不仅将混合物加热，同时也是一个稳定的点火源。火道由耐火材料做成，它近似于一个绝热的燃烧室，使进入火道的燃气一空气混合物立即进行燃烧，从而保证了较高的燃烧热强度和燃烧温度。因而，火道是使燃烧稳定，防止脱火的重要部件。这种燃烧器用于高(中)压燃气的燃烧上。
　　红外线辐射器也是一类低压引射式无焰燃烧器，燃烧所需要的空气全部依靠低压燃气的能量而吸入，并进行完全预混燃烧。通常。为1．03～1. 06。其头部结构或由假设干块多孔陶瓷板组成；或由数层(一般两层)耐高温的金属网组成；头部采纳环状凹面耐火砖。
　　图3—6—26为板式完全预混燃烧器。它也由引射器和头部组成，头部设有气体分配室及火道，火道通过钢管固定在分配室上。燃气一空气混合物在小火道中进行燃烧。当板面温度上升到900～1000℃时，便进行辐射传热。燃烧器的大量小火道增加了辐射表面，所以辐射热量约占燃烧热的70％。

图3-6-23 引射式单火孔无焰燃烧器
1-引射器；2-喷头；3-火道

图3-6-24 圆锥形喷头
(a)空气冷却；(b)水冷却

图3-6-25 火道工作简图
1-混合物扩张区；2-火道边界；3-回流区；4-回流边界表面

图3-6-3-26 板式无焰燃烧器
1-引射器；2-钢管；3-气流分配室；4-火道；5-隔热层
　　二、无焰式燃烧器的特点及应用范围
　　无焰式燃烧器具有燃烧完全、过剩空气系数低、火焰温度高、燃烧热强度高等特点。但它对火焰稳定性差，为了防止回火，使头部结构比较复杂，这就使得热负荷大的燃烧器体积庞大和笨重，噪音大。
　　这类燃烧器主要应用在工业加热装置上。