燃烧器 |
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燃烧器是使燃料和空气以一定方式喷出混合（或混合喷出）燃烧的装置统称。 燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。 概念 在广义的燃烧器概念中，家用的热水器、煤气灶，乃至打火机等都可以认为是燃烧器的一种。按其工作原理，可以将燃烧器定义为是一种将物质通过燃烧这一化学反应方式转化热能的一种设备—即将空气与燃料通过预混装置按适当比例混兑以使其充分燃烧。燃烧器根据其不同的属性，具备多种的分类方式。按燃料方式，分为燃油燃烧器、燃气燃烧器以及双燃料燃烧器。其中：在具体的应用，燃油燃烧器又将分为轻油燃烧器、重油燃烧器等；燃气燃烧器则分为天然气燃烧器、城市煤气燃烧器等。 按燃烧器的燃烧控制方式划分：单段火燃烧器、双段火燃烧器、比例调节燃烧器。 按燃料雾化方式划分为：机械式雾化燃烧器、介质雾化燃烧器； 按结构划分为：整体式燃烧器以及分体式燃烧器。 其中分体式燃烧器主要应用于工业生产，其主要特征为燃烧系统、给风系统、控制系统等均分解安装，该种机器主要适合于大型设备或高温等特殊工作环境。 相对而言，商业用途的燃烧器因生产制造批量化，以及市场供应链中专业化程度要求不高，该产品的市场销售价格相对低廉，而分体式燃烧器因专业化要求相对较高，以及多数需要专业安装队伍，市场销售销售价格同比则相对高出很多。 燃料燃烧器主要应用燃料种类： 燃油：轻油（仅包括柴油与煤油）、重油、渣油等。 燃气：天然气 、人工燃气 、液化石油气、瓦斯气（煤层气）、沼气等五类。 其中人工煤气即城市煤气瓦斯气、沼气等因原料以及生成方式而在成分、热值上有较大差异。 燃烧器的分类燃烧器也叫燃烧机，按照燃料可分为燃油燃烧器和燃气燃烧器；按照使用对象分为窑炉燃烧器和锅炉燃烧器；按照应用领域可分为工业用燃烧器、民用燃烧器及特种燃烧器。其中燃油燃烧器分为轻油（如柴油）和重油燃烧器（如废机油)，燃气燃烧器分为天然气燃烧器、液化气燃烧器、城市煤气燃烧器、沼气燃烧器等。我们平常所说的燃烧器指的是锅炉燃烧器。 压力换算1巴（bar）=10^5帕（Pa） 1达因/平方厘米（dyn/cm2）=0.1帕（Pa） 1托（Torr）=133.322帕（Pa） 1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa） 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa） 工程大气压=98.0665千帕（kPa） 1千帕（kPa）=0.145磅力/平方英寸（psi）=0.0102千克力/平方厘米（kgf/c㎡） =0.0098大气压（atm） 1磅力/平方英寸（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/平方厘米（kg/c㎡）=0.0689巴（bar） =0.068大气压（atm） 1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/平方英寸（psi）=1.0333巴（bar） 1m³(气态)液化气=2.3kg（液态）液化气 常用比重天然气 0.81kg/m³ 液化气 2.08kg/m³ 城市煤气 0.58kg/m³ 空气 1.24kg/m³ 常用体积：1加仑（gal）=3.785升（1） 传热系数换算1千卡/平方米.时（kcal/㎡.h）=1.16279瓦/平方米（w/㎡） 1千卡/（米.时.℃）〔1kcal/(m.h.℃)〕=1.16279瓦/（米.开尔文）〔w/(m2.K)〕 1英热单位/（英尺2.时.℉）〔Btu/(ft2.h.℉)〕=5.67826瓦/（米.开尔文）〔（w/m2.K）〕 1米2.时.℃/千卡（m2.h.℃/kcal）=0.86000米2.开尔文/瓦（m2.K/W） 1千卡（米.时.℃）〔kcal/(m.h.℃)〕=1.16279瓦/（米.开尔文）〔W/(m.K)〕 1英热单位/（英尺.时.℉）〔But/(ft.h.℉) =1.7303瓦/（米.开尔文）〔W/(m.K)〕 工业燃烧器工业燃烧器 俗称烧嘴，种类规格型式很多，有燃油、燃气（煤气）、燃煤（煤粉/水煤浆）几大类别。应用领域很广，在需要使燃料燃烧以加热物料或反应的工业场合都需要用燃烧器。 燃烧机又称一体化燃烧器，以燃油和燃气为主。一般应用在中小型燃料锅炉、燃料热风机、烘（烤）箱和小型燃料加热炉上。 工业燃烧器（烧嘴）增加配置后可实现燃烧机的功能，但燃烧机在很多工业场合不能满足燃料燃烧加热或反应的要求。二者的区别见词条“烧嘴”。 广义上来说，民用灶具、打火机、喷灯、发动机中的喷燃装置等都属于民用燃烧器和特种燃烧器的范畴。 burner ：火焰原子化器预混合型构造中的一个部件，又称燃烧头。它是火焰燃烧时混合气体和运输船状试样的喷口，多为单狭缝型，前者用于一氧化二氮-乙炔火焰，后者用于空气-乙炔火焰。一般采用不锈钢制作，也有用铝或黄铜制作的。有单缝（single-slot）与三缝（three-slot）型两种。原子荧光法采用麦克燃烧器（Meker burner），它是火炬形火焰。分水冷和气冷两种。使用后需经常以蒸馏水清洗，防止锈蚀和缝隙堵塞。 氧气助燃燃烧器 目前国际上先进的燃烧器生产厂商，纷纷开始研发并大规模推广富氧、全氧助燃的燃烧器。 国内工业用燃烧器运用氧气助燃的厂商，有突出贡献的是北京凯明阳开发的“多氧燃烧器”，他是在传统氧气燃烧的基础上研究出来的，但不同于传统纯氧助燃燃烧器，燃烧连续稳定，点火容易。烧嘴容易控制，火焰洁净，燃烧气氛可调。 烧嘴安装方便，无转动部件，寿命长。 可实现自动化控制。 传统燃烧器都是以空气作为助燃气体，但空气中氧气含量很低，只有21%，剩余的部分都是氮气、二氧化碳等不可燃气体，这些气体在燃烧过程中，不仅不会有助于发热，反而会大量的吸热，并把这些热量以烟气的方式带走，大大影响了燃烧发热效率。 而富氧和全氧燃烧器，可以使燃料得到充分的利用，排烟温度降低，大幅度提高燃烧效率。氧气助燃燃烧的火焰温度要比空气燃烧时高出很多，所以在炉体耐材的选择上，也同样有更高的要求。 工业燃烧器与锅炉燃烧器的区分 在美国，工业燃烧器和锅炉燃烧器是严格区分开的。两者绝对不能互换使用。但是在国内，很可惜，由于锅炉燃烧器价格低廉，工业燃烧系统价格高，导致经常有很多小厂商用锅炉燃烧器替代工业燃烧系统。 目前国内燃烧器行业缺乏统一的行业标准。 工业燃烧器结构1、送风系统燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。 送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、凸轮调节机构、扩散盘。 2、点火系统点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。火焰长度、锥角、形状可按用户要求设计。 3、监测系统监测系统的功能在于保证燃烧器安全、稳定的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、温度监测器等。 4、燃料系统燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃油燃烧器的燃料系统主要有：油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组然、燃料蝶阀。 5、电控系统电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心，主要控制元件为程控器，针对不同的燃烧器配有不同的程控器，常见的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要区别为各个程序步骤的时间不同。 燃烧器简介燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。 煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。 ① 旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1 旋流式煤粉燃烧器)。它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30%。煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。燃烧所需的另一部分空气称为二次风。二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。 ② 直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2直流式煤粉燃烧器）,布置在燃烧室的每个角上。燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室内形成一个水平旋转的上升气流。每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。 油燃烧器燃油燃烧器主要采取雾化技术，KMY汽泡雾化燃烧器雾化原理是：燃油与雾化介质（水蒸汽或压缩空气）经汽泡雾化发生器产生大量油包汽汽泡，在混合室充分混合后喷出，由于存在较高压差，从而实现爆破雾化。经航空发动机气动热力国防科技重点实验室激光检测，其雾化颗粒索太尔平均直径SMD≤23.76μm，这是一般气动雾化和机械雾化喷嘴达不到的，是一种全新的燃油雾化燃烧技术。 油燃烧器的调风器除与煤粉燃烧器相似的旋流式和直流式外，尚有一种部分旋流式，即在直流式调风器内布置一个稳焰器，使少量空气(10～20%)流经稳焰器后产生旋转运动，在调风器出口形成中心回流区，使油雾着火稳定，以达到低氧燃烧。 气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式。天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。
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