脱火与回火现象

什么是“脱火”和“回火”

脱火：火焰短，火焰根部离开了灶具火孔一段距离燃烧，有时燃烧一会就熄灭，这种现象称为脱火。产生脱火的主要原因是一次空气量过多，产生气流速度大于燃烧速度所造成的。处理方法是：将进风量调小再点火，然后再根据火焰情况调节调风板，使火焰达到最佳状态。有时脱火是由于灶具火孔由异物或燃烧器内有水，也会产生脱火。这就是需要排除异物或水，再进行点火。

脱火中文名称：脱火英文名称：blow-off 定义：由于燃烧器出口处可燃混合物的法向速度大于火焰的燃烧速度，使火焰远离燃烧器被吹灭的现象。

回火是指火焰在引射管内燃烧，并发出响声，此时火焰内外锥不再分明，有时点火是由于气量过小会发生回火并发出“喷”的一声，回火是由于燃烧速度大于气流速度所造成的。处理方法是：先关闭灶具开关，调节风板，将进风量调小，再进行点火，点着后再调节风板，使火焰达到最佳状态。

§2 有焰燃烧（扩散式燃烧）

一、层流扩散火焰分4 区：

1. 纯煤气区

2. 煤气+燃烧产物区

3. 空气+燃烧产物区

4. 纯空气区

Hottel半经验方程：

f）+ B θ火焰长度L = Alg（V V —体积流量

f —时间因子θ

A、B —常数

氢气扩散火焰 r

气体燃料的燃烧

二、紊流扩散火焰

管内流动时：Re = udρ/μ

一般气体Re > 2 103⨯

103 ⨯城市煤气3-4

103 ⨯ LPG 9-10

⨯天然气 3 103

燃烧时温度很高，使得密度ρ提高，粘度μ降低，因而与冷态差不多的速度达到紊流时，Re变大了。

气体燃料的燃烧

（1）层流区火焰外形轮廓规整，w — L

（2）过度区火焰顶部颤动，上部紊流火焰，L 略减短

（3）紊流区紊流火焰，L 基本不变（流量增加，使火焰变长；

混合速度加快，使火焰变短）

紊六火焰没有明显的

燃烧前沿面。

气体燃料的燃烧

影响紊流火焰长度的因素

（1）燃料种类：热值高，火焰长

（2）烧嘴直径：直径大，火焰长

（3）有旋流时，混合加强，火焰变短

气体燃料的燃烧

三、有焰烧嘴（扩散燃烧）

主要由加强混合来加强燃烧。改善烧嘴混合条件，使燃烧速度加快，火焰变短。

气体燃料的燃烧

燃烧烧嘴结构对火焰长度的影响

1两股分流3射流导向叶片 5. 空气旋流-

2.同心射流4缩小出口交角混合出口部分混合

混合好混合差

火焰短火焰长

阻力大阻力小

结构复杂结构简单

气体燃料的燃烧

有焰烧嘴的分类

（1）按煤气发热量：高发热量煤气烧嘴（NG，LPG，焦炉煤气）

中发热量煤气烧嘴（城市混合煤气）

低发热量煤气烧嘴（发生炉煤气，高炉煤气）（2）按燃烧能力：大型烧嘴（500-1000 m3/h）

中型烧嘴（100-500 m3/h）

小型烧嘴（<100 m3/h ）

（3）按火焰长度：短焰烧嘴

长焰烧嘴

（4）按火焰长度的可调性：煤气流量不变时，火焰长度固定

火焰长度可调

（5）按混合位置：炉膛中混合

烧嘴和炉膛中都有混合

气体燃料的燃烧

（6）按混合方式：空气、煤气紊流扩散而混合

带流股交角混合

旋流装置混合方式

机械作用混合

（7）按煤气与空气配比的调节方式：手动调节

自动调节

（8）按流股形状：扁平流股的烧嘴（缝式烧嘴）

圆形流股的烧嘴

盘形流股的烧嘴（平焰烧嘴）

（9）按预热方式：空气、煤气不预热

空气、煤气预热

（10）按使用燃料种类：一种煤气用的烧嘴

两种煤气用的烧嘴

煤气/燃油共用烧嘴

气体燃料的燃烧

各种有焰烧嘴（扩散燃烧式烧嘴）

1.套筒式烧嘴平行流动，混合慢火焰长，结构简单，阻力小

2.低压涡流式烧嘴混合好，火焰短，不同直径的节流垫圈可调煤气减压

气体燃料的燃烧

3. 环缝涡流式烧嘴

煤气呈筒状气流，空气由蜗形室从环缝旋转流出，混合良好但需较高压力：2-4kPa

4. 带旋流式的预混烧嘴

煤气空气均切向旋流，且反方向流入混合室混合充分，火焰短

气体燃料的燃烧

5. 天然气烧嘴煤气多孔喷出，空气需要量大，空气从环缝流出，混合良

好气体燃料的燃烧

7.低NOX烧嘴热力型NOX是由于高温形成的

（1）废气循环式

部分烟气循环到燃烧区，降低煤气浓度，防止局部高温，减少NOX生成（2）两段燃烧式

一次空气供氧不足，造成还原区，降低燃烧温度。二次空气外围送入，火焰尾部达到完全燃烧。分段燃烧避免高温集中，减少NOX生成。

气体燃料的燃烧

四、有焰烧嘴的计算

已知：煤气— Qd，ρ0，g，pg，tg，组分

空气— ta

计算：1）煤气、空气、混合气的出口断面尺寸

2）烧嘴前空气压力

气体燃料的燃烧

§3 无焰燃烧（预混燃烧，动力燃烧）

一、预混火焰 1. 层流火焰

n >1只有外锥，n <1 有外锥、内锥、点火圈

CO燃烧时沿火焰中心的CO2% n=1

气体燃料的燃烧

锥体火焰简化模型计算得到：

πUL = W / （L2 / r02 + 1）1/2 = qv / [ r0（L2 + r02）1/2 ]

qv —喷嘴流量

r0 —喷嘴半径

火焰长度L 的影响因素：

↑，L↑（1）气流速度W

（2）火焰传播速度

，↑当qv 不变时：UL ↓L

气体燃料的燃烧

气体燃料的燃烧

2. 紊流火焰（1）中心部分未燃的可燃混合物

（2）燃烧带紊流燃烧前沿，大部分燃气燃烧区

（3）燃烬带达到完全燃烧气体燃料的燃烧

火焰长度L 的影响因素：

↑，L↑（1）气流速度W