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燃气专业基础与实务 燃气燃烧与应用北京市中级职称专业考试燃气燃烧基本理论燃气燃烧基本理论燃气燃烧基本理论燃气燃烧基本理论1.燃烧计算2.燃气燃烧过程3.燃气燃烧方法4.燃气燃烧污染的控制5.燃气互换性燃气燃烧应用装置燃气燃烧应用装置燃气燃烧应用装置燃气燃烧应用装置1.扩散式燃烧器2.大气式燃烧器3.全预混燃烧器4.燃气燃烧装置的自动控制1.燃气燃烧计算燃气燃烧基本理论2.燃气燃烧过程 燃气燃烧基本理论3.燃气燃烧方法燃气燃烧基本理论4.燃气燃烧污染的控制NOx的危害的危害 在燃烧过程中生成的氮氧化物几乎全是在燃烧过程中生成的氮氧化物几乎全是NO和和NO2 NO与人体血液中的血红蛋白结合能力很强，与人体血液中的血红蛋白结合能力很强，使人使人缺氧缺氧而而引起中枢神经麻痹、痉挛等症状。引起中枢神经麻痹、痉挛等症状。NO还有还有致癌致癌作用，对细胞分裂及遗传信息的传递有不良作用，对细胞分裂及遗传信息的传递有不良影响。影响。NO2毒性比毒性比NO还高，对人体内脏器官及造血组织有很大还高，对人体内脏器官及造血组织有很大危害。危害。NO2参与参与光化学烟雾光化学烟雾的形成，会产生更强的毒性。的形成，会产生更强的毒性。对对森林和农作物森林和农作物的损害也相当大的。的损害也相当大的。NOx是是酸雨酸雨的重要来源。的重要来源。燃烧过程中燃烧过程中噪声的噪声的产生及消除控制产生及消除控制 机械噪声机械噪声：燃烧及辅助设备的机械振动噪声；：燃烧及辅助设备的机械振动噪声；空气动力噪声空气动力噪声：气流紊流，出现的速度和压力脉动；：气流紊流，出现的速度和压力脉动；燃烧噪声燃烧噪声：燃烧反应引起的气流及压力变化；：燃烧反应引起的气流及压力变化；振荡燃烧噪声振荡燃烧噪声：不稳定燃烧产生的噪声。：不稳定燃烧产生的噪声。消除和控制噪声的办法消除和控制噪声的办法 控制噪声控制噪声声源声源；控制噪声控制噪声传播途径传播途径；在在噪声接收点噪声接收点采取防护措施。采取防护措施。燃气燃烧基本理论5.燃气互换性图1-14 燃烧特性曲线1离焰极限；2回火极限；3黄焰极限；4CO极限图1-15 德尔布互换图1等离焰线；2等回火线；3等CO线；置换气校正华白数；基准气校正华白数燃气燃烧应用装置 1.扩散式燃烧器（1）按一次空气系数分类：扩散式燃烧器。燃气中不预混空气，一次空气系数=0。部分预混式燃烧器，常又称作大气式燃烧器。=0.450.75。完全预混式燃烧器，又称为无焰燃烧器。一次空气系数0。（2）按空气的供应方式分类自然引风式燃烧器。依靠炉膛负压将环境空气吸入燃烧区域进行燃烧。鼓风式燃烧器。采用鼓风设备将空气强制送至反应区。引射式燃烧器。通常利用燃气高速流动形成的负压引射空气进行混合，也可用空气射流引射燃气。（3）按燃气供应压力分类低压燃烧器。燃气压力在5000Pa以下。高（中）压燃烧器燃烧器。燃气压力高于5000Pa。燃烧器的分类对燃烧器的技术要求（1）能够达到所要求的热负荷，满足正常的加热要求。（2）燃烧稳定。当燃气压力和热值在正常范围变动是，不会发生回火和脱火现象。（3）燃烧完全，效率高，对环境污染小。严格控制污染气体的排放量，符合国家标准的要求。较高水平的燃烧效率，有助于控制温室气体CO2的排放量。（4）结构紧凑，金属耗量低。结构紧凑，便于燃烧器的布置；规模化生产则必须考虑金属耗量，以控制控制生产成本。（5）调节方便，噪声低。燃气燃烧应用装置2.大气式燃烧器（3）引射器的形式 大气式燃烧器常用设计参数 表9-4 燃烧完全、火焰长度适中、火力强、燃烧温度高、燃烧热燃烧完全、火焰长度适中、火力强、燃烧温度高、燃烧热效率高；节省动力，调节方便；负荷调节范围宽、适应性效率高；节省动力，调节方便；负荷调节范围宽、适应性强，可以满足多种工艺要求强，可以满足多种工艺要求。大气式燃烧器的特点大气式燃烧器的特点 引射器的作用引射器的作用 以燃气以燃气引射引射空气，使其混合均匀；空气，使其混合均匀；在引射器末端形成剩余在引射器末端形成剩余压力压力，保证燃烧；，保证燃烧；输送燃气输送燃气，提供燃烧器所需热负荷。，提供燃烧器所需热负荷。燃烧器头部的作用燃烧器头部的作用 将燃气将燃气-空气混合物空气混合物均匀地分布到各火孔均匀地分布到各火孔上，并进行上，并进行稳定稳定和完全的燃烧和完全的燃烧。燃气燃烧应用装置3.完全预混式燃烧器 图9-16 引射式单火道无焰燃烧器1引射器；2喷头；3火道1）扩散式燃烧：0扩散式燃烧器：燃烧稳定，不会回火；结构简单，容易点火，调节方便；火焰长；容易产生不完全燃烧，甚至冒黑烟，必须供给较多的过剩空气。2）部分预混式燃烧：01完全预混式燃烧器：火焰极短且不发光，火焰传播速度很快，火焰稳定性较差，容易发生回火，过剩空气少，燃烧温度高，噪声大。三种燃烧方式及相应燃烧器的特点燃烧异常现象主要有脱火、回火及黄焰（光焰）等三种。1）脱火：燃气在离开燃烧器火孔时应具有一定的速度，才能保证燃气的正常燃烧。当气流速度增大到某一极限值，使得火焰离开喷口一定距离燃烧，称为离焰；气流速度继续增大，火焰将被吹灭，称为脱火。2）回火：当气流速度小到某一极限值，即小于火焰传播速度时，火焰将缩回喷口内，称为回火。3）黄焰（光焰）：当一次空气供给不足时，因氧气不够，燃烧不完全，碳氢化合物受热分解，形成碳粒和煤烟，火焰呈黄色并发光，称为黄焰（光焰）。燃气燃烧设备可能出现哪些燃烧异常现象，分析原因。低氮燃烧方法 分分段燃烧段燃烧：燃烧分两段完成，温度及氧浓度降低，：燃烧分两段完成，温度及氧浓度降低，NOx生成减少；生成减少；烟气烟气再再循环循环：将燃烧后的部分烟气再供给燃烧，降低燃：将燃烧后的部分烟气再供给燃烧，降低燃烧温度，抑制烧温度，抑制NOx生成；生成；浓淡燃烧浓淡燃烧：使燃气在非化学计量比下进行预混燃烧，燃：使燃气在非化学计量比下进行预混燃烧，燃烧温度降低，抑制烧温度降低，抑制NOx生成；生成；组合燃烧：将前述燃烧方法组合燃烧：将前述燃烧方法23种组合应用。种组合应用。气体燃料燃烧所生成的气体燃料燃烧所生成的NO大部分为大部分为温度温度（热力）（热力）型型NO。影响影响其其生成的主要因素为生成的主要因素为燃烧温度燃烧温度、氧气浓度氧气浓度及及烟气在高烟气在高温区停留的时间温区停留的时间。