单元3燃料与燃烧设备教程.pptVIP

3.3 锅炉的燃烧设备 图3.26　套管式燃烧器 3.3 锅炉的燃烧设备 图3.27　蜗壳旋流式燃烧器 3.3 锅炉的燃烧设备 图3.28　燃气引射式预混燃烧器示意图 　　锅炉燃用气体燃料，设备比较简单、操作方便。但与重油一样，在燃烧时如缺氧将会热分解析出炭黑，造成不完全燃烧热损失，而且与一定量的空气混合时也具有爆炸性，操作管理上应有可靠的安全措施。 　　为了改善和强化燃气炉的燃烧，以期提高炉膛的容积热负荷和降低不完全燃烧热损失，可以采取的技术措施主要有以下几项： 3.3 锅炉的燃烧设备 改善燃气炉燃烧的措施 1. 改善气流相遇的条件 　　改善燃气和空气两股气流的相遇条件，其目的是增大它们的接触面积。接触面积越大，就是反应面积越大，可强化燃烧。具体办法可以把燃气和空气分成多股细流，让两股气流具有一定速度并交叉相遇，或将一股气流（通常是燃气）穿过并淹没在另一股气流之中，等等。 3.3 锅炉的燃烧设备 2. 加强混合、扰动 　　气体燃料的燃烧是单相反应，着火和燃烧比固体燃料容易，但其燃烧速度和燃烧程度与燃气和空气的混合好坏关系密切。混合愈好，燃烧愈迅速、完全，火焰也短。所以，只要火焰的稳定性不被破坏，应尽量提高气流出口或燃烧室中的气流速度，甚至在入口处设置挡板等阻力大的障碍物，让其撞击、冲焰，增加气流的扰动，以加强混合。 3.3 锅炉的燃烧设备 3. 预热燃气和空气 　　提高燃气和空气的温度，可以强化燃烧反应。因此应利用排烟的余热预热燃气和空气温度，从而提高燃烧温度和火焰的传播速度，使燃烧过程得以强化。 4. 旋转和循环气流 　　促使气流旋转可以加强扰动和混合。同时，在旋转气流的中心会形成一个回流区，它引导大量烟气回流、循环，既强化了混合，也延长了烟气在炉内流动的路线和逗留时间，从而减少了不完全燃烧损失。 3.3 锅炉的燃烧设备 5. 烟气再循环 　　为了提高燃烧反应区的温度，可以将一部分高温烟气引向燃烧器，使之与未燃的或正在燃烧的可燃混合物相混合，以提高燃烧强度。但需注意的是再循环的烟气量不宜过大，否则会因惰性物质过多而稀释可燃混合物，反而使燃烧速度减缓，甚至缺氧热解，造成不完全燃烧损失。 3.3 锅炉的燃烧设备 　　对大型锅炉房的供油系统，外运来的燃料油由输油泵送至储油罐后，需要进行沉淀水分（脱水）和机械分离杂质处理。此外，还有一种带有轻油点火系统的供油系统，即利用轻油不需加热即可供燃烧器雾化燃烧的特性，为燃用重油的锅炉房配置了轻油燃烧的辅助系统，供冷炉点火启动之用。这种供油系统比单纯燃用轻油或重油的系统均要复杂，操作要求也高，特别在轻油切换为重油时，很容易造成熄火。切换后，一定要注意保持重油油温和适当调节风量，以使燃烧稳定和正常运行。 3.3 锅炉的燃烧设备 3.3 锅炉的燃烧设备 图3.23　燃烧轻油的锅炉燃油系统 3.3 锅炉的燃烧设备 图3.24　燃烧重油的锅炉供油和调节系统示意图 　　燃气炉启动时，要求它能迅速而又可靠地点燃着火。燃烧工况一旦建立，则要求在炉膛空间里火焰仍保持稳定燃烧。可以说，气体燃料的燃烧过程由着火和稳定燃烧这两个阶段组成。 　　气体燃料的着火方法有两类。一类是将燃气和空气混合物预先加热，达到某一温度时便着火，称热自燃；另一类是用电火花、灼热物体等高温热源靠近可燃混合气而着火、燃烧，称为点燃或点火。事实上，这两种起因不同的着火现象有时是无法互相分割的。 3.3 锅炉的燃烧设备 3.3.5 燃气炉 气体燃料的燃烧 　　气体燃料在民用和工业燃烧装置中燃烧时，会形成不同结构和形状的火焰，各自满足不同的需要。一般来说，这些不同的火焰是由于气体燃料与空气的混合方式的多样化而形成的。据此，气体燃料的燃烧要分为三类，即扩散式燃烧、部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。 1. 扩散式燃烧 　　气体燃料没有预先与空气混合，燃烧所需的空气依靠空气扩散作用从周围空气中获得，这种燃烧方法称扩散式燃烧，此时一次空气的过量空气系数α1=0。扩散式燃烧的燃烧速度和燃烧完全程度主要取决于燃气与空气分子之间的扩散速度和混合的完全程度。 3.3 锅炉的燃烧设备 　　当燃气出口速度小，气流处于层流状态时，分子扩散缓慢而燃烧的化学反应速度很快，呈现其火焰长而厚度很小的特点，燃烧速度取决于空气的扩散速度。当燃气流量逐渐增加时，火焰中心的气流速度也随之增大，直至气体状态由层流转变为紊流。此时，火焰本身开始扰动，提高了扩散速度和燃烧速度，火焰长度缩短。 3.3 锅炉的燃烧设备 　　扩散式燃烧的特点是燃烧稳定，热负荷调节范围大，不会回火，脱火极限也高。其次，它的过量空气量大，燃烧速度不高，火焰温度低。对燃烧碳氢化合物含量高的燃气，在高温下因火焰面内氧气供应不足，各种碳氢化合物热稳定性差，分解温度低而析出炭黑粒子，会造