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燃烧装置设计
[收藏] [打印] [评论] [分享] 来源:成都钢铁网  编辑:立文  2008年08月02日00:00
燃烧装置设计(design bustion devices)
燃烧装置是用于各种工业炉的供热,对各种燃料进行可控燃烧的器具。按照燃料种类可以分为煤气燃烧器、油燃烧器和煤(或焦炭)燃烧器。煤气、油和粉煤燃烧器称为烧嘴,块煤(或焦炭)燃烧器称为炉箅、炉排或其他专用名称。此外还有一种使燃烧产物在管内流动、燃烧热量通过管壁传出的燃烧器,通常称这种燃烧器为辐射管。辐射管不宜使用固体燃料和重质燃料油。
燃烧器应具有以下基本特性:(1)火焰稳定;(2)能调节燃烧量并有一定的调节范围;(3)在限定空间内达到完全燃烧;(4)燃烧性能不受环境(例如炉压波动、气候风向等)影响;(5)符合环境保护要求;(6)坚固耐用、操作维护方便等。燃烧器设计之前应明确:燃料种类,燃料发热值;燃烧能力及能力的调节范围;空气或燃料的温度和压力;对火焰形状及刚度的要求等。设计制造的燃烧器,其特性应通过试验进行验证确认。
随着燃料燃烧技术的发展,世界工业化国家都不断开发、研制和生产各种燃烧器,以满足工业生产和人民生活的需要。中国50年代为工业炉配套设计的燃烧器,大量采用高压煤气喷射式烧嘴和手工加煤炉排,也设计了少量烧焦炉煤气的涡流式烧嘴,烧热发生炉煤气的细孔式烧嘴及低压雾化油烧嘴等。60到70年代,中国通过对各种燃烧器的多项试验研究,设计了用于加热炉的水平往复炉排、油风比例调节的低压雾化油烧嘴、自身预热烧嘴、平焰烧嘴以及各种天然气烧嘴,并建立了各种烧嘴的实验室。80年代以后,还设计和研制了具有当代先进水平的油气两用烧嘴、火焰长度可调烧嘴、平焰直焰可转换的双焰烧嘴、高速烧嘴、辐射杯烧嘴等。烧嘴点火和火焰检测等设施也有相应的发展。
烧嘴设计     包括煤气烧嘴、油烧嘴和煤粉烧嘴的设计。烧嘴作为炉子的供热设施,具有以下作用:(1)组织火焰,使火焰形状、刚度及燃烧性能满足炉子供热和工艺要求;(2)调整炉压分布;(3)引导炉气流向,实现(或限制)炉气循环;(4)强化传热,降低热耗等。烧嘴作用的发挥除与烧嘴本身结构有关外,还与烧嘴布置、烧嘴的安装位置、安装角度以及炉子的结构和型式等有关。因此烧嘴设计要与炉子设计密切配合,使烧嘴的作用得以充分发挥。
煤气烧嘴设计由于用途不同和燃料条件不同,煤气烧嘴种类较多。常用的有气流平行式烧嘴、涡流式烧嘴、平焰烧嘴、火焰可调烧嘴、喷射式烧嘴、高速烧嘴、自身预热烧嘴、低氧化氮烧嘴、大气烧嘴等。这些烧嘴的燃烧过程可分为三类:一类是煤气与空气分别由两个通道供入,在烧嘴出口附近相遇,边混合边燃烧,统称为有焰烧嘴,例如上面列出的气流平行式烧嘴和涡流式烧嘴等;另一类是煤气与空气预先混合,燃烧前已混合均匀,从喷口喷出,迅速燃烧,称为无焰烧嘴,例如喷射式烧嘴。这两类烧嘴的结构示意图见图1。还有一类是燃烧需要的部分空气从烧嘴喷口周围的大气中补充供给,称为大气烧嘴。
 气分配器
    图1煤气烧嘴
a一有焰烧嘴l 6一无焰烧嘴
(1)有焰烧嘴。设计内容有各部位流速的确定、火焰长度的设计、烧嘴前空气和煤气压力的计算以及火焰稳定性设计等。煤气有焰烧嘴的火焰容易组织,燃烧能力的适应范围广,结构紧凑,空气可预热到较高温度,能用于多种煤气,因此是应用范围最