燃气燃烧反应机理
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧.doc
燃气燃烧方法——部分预混式燃烧燃气燃烧时，一次空气过剩系数α′在0～1之间，预先混入了一部分燃烧所需空气，这种燃烧方法称为部分预混式燃烧或大气式燃烧。
一、部分预混层流火焰产生部分预混层流火焰的典型装置就是本生灯。
如图3—4—6，燃气从本生灯下部小口喷出，井引射入一次空气，在管内预先混合，预混后的气体自灯口喷出燃烧，产生圆锥形的火焰，周围大气亦供给部分空气，称为二次空气，通过扩散与一次空气未燃尽的燃气混合燃烧。
这样，在正常燃烧时形成两个稳定的火焰面：内火焰面，即由燃气与一次空气预混合后燃烧而产生。
为圆锥形，呈蓝绿色，强而有力，温度亦商，为部分预混火焰，也称为蓝色锥体；外火焰面，是二次空气与一次空气未燃尽的燃气进行的扩散混合燃烧，其形状也近似圆锥形，呈黄色，软弱无力，温度较低，这是扩散火焰。
蓝色的预混火焰锥体出现是有条件的。
若燃气／空气混合物的浓度大于着火浓度上限，火焰就不可能向中心传播，蓝色锥体就不会出现，而成为扩散式燃烧。
若混合物中燃气的浓度低于着火浓度下限，则该混合气根本不可能燃烧。
氢气燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围相当大，而甲烷和其它碳氢化合物的燃烧火焰出现蓝色锥体的一次空气系数范围则相当窄。
蓝色锥体的实际形状，如图3—5—5，可用管道中气流速度的分布和火焰传播速度的变化来解释。
层流时，沿管道截面上气体的流速按抛物线分布，喷口中心气流速度最大，至管壁处降为零。
静止的蓝色锥体焰面说明了锥面上各点的正常火焰传播速度sn(其方向指向锥体内部)与该点气流的法向分速度vn相平衡，也即对于预混火焰锥面上的每一点都存在以下关系式，通常称为米赫尔松余弦定律：sn=vn=vcosψ (5—5)式中ψ——预混气流方向与焰面上该点法线方向之间的夹角。
余弦定律表明了层流火焰传播速度与迎面来的气流速度在火焰稳定情况下的平衡关系，火焰虽有向内传播的趋势，但仍能稳定在该点。
另一方面，蓝色锥体焰面上各点，还有一个气流切向分速度，使该处的质点要向上移动。
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器工作原理燃气燃烧器是一种常见的燃烧设备，广泛应用于工业和家庭领域。
它的工作原理基于燃气的燃烧反应，通过将燃气与空气混合并点燃，释放出能量。
在本文中，我们将详细介绍燃气燃烧器的工作原理及其相关要素。
一、燃烧反应燃气燃烧器的工作原理基于燃气与空气的混合和燃烧反应。
燃气是一种可燃气体，如天然气或液化石油气。
而空气中含有氧气，是燃烧反应所需的氧化剂。
当燃气与空气以适当比例混合时，点燃燃气/空气混合物即可发生燃烧反应。
二、燃气供应系统燃气燃烧器的燃气供应系统通常包括燃气管道、燃气阀门及压力调节器。
燃气通过管道输送到燃气阀门，然后通过压力调节器进行压力调整。
调节器将燃气压力调整到燃烧器所需的工作压力范围，以确保正常的燃气供应。
三、空气供应系统燃气燃烧器的空气供应系统通常包括风机、进气管道和风门。
风机通过进气管道将空气吸入，并将其送入燃气燃烧器。
为了确保燃气与空气的适当混合，风门被用来调整进入燃烧器的空气流量。
合理的空气供应是确保燃气燃烧器正常工作的重要因素。
四、点火系统燃气燃烧器的点火系统用于点燃燃气/空气混合物，触发燃烧反应。
点火系统一般包括火花塞或点火电极、高压变压器和点火控制器。
当点火控制器工作时，高压变压器产生高电压，使点火电极间产生火花，从而点燃燃气/空气混合物，启动燃烧过程。
五、燃烧调节系统燃烧调节系统用于控制燃气燃烧器的燃气和空气供应量，确保燃气的完全燃烧。
常见的燃烧调节系统包括燃气阀门、空气门、调节器和点火控制器。
通过控制燃气和空气的供应量，燃烧调节系统可以实现燃烧过程的控制和调节。
六、安全系统燃气燃烧器在工作过程中需要具备一定的安全性能。
安全系统主要包括燃气泄漏检测装置和火焰监视器。
燃气泄漏检测装置用于监测燃气管道是否存在泄漏，并及时采取措施进行处理。
火焰监视器则用于监测燃烧过程中的火焰情况，当火焰异常时自动切断燃气供应，确保安全运行。
总结起来，燃气燃烧器的工作原理涉及燃烧反应、燃气供应系统、空气供应系统、点火系统、燃烧调节系统和安全系统。
燃气轮机NOx生成机理及降低措施
燃气轮机NOx生成机理及降低措施一燃烧过程中NOx生成机理1.热力型NOx生成机理（泽尔道维奇机理）热力型NOx是指空气中的N2在高温条件下氧化生成的氮氧化物，其主要成分是NO。
按照这一机理，空气中的N2在高温下氧化，是通过如下一组不分支的链式反应进行的，生成速率如下式所示：生成NO所需的活化能很大，通常氧原子与燃料中可燃成分之间的活化能较小，反应较快，因此，NO通常不在火焰面上生成，主要生成区域位于火焰下游高温区。
温度对热力型NOx的影响是非常明显的，当温度低于1800K时，热力型NOx生成量很少，当温度高于1800K时，反应逐渐明显，而且随着温度的升高，NOx生成量急剧升高。
从图中可以大致看出，温度在1800K左右时，温度每升高l00K，反应速度将增大6一7倍。
由于在实际燃烧过程中，燃烧室内温度分布通常是不均匀的，如果有局部的高温区域，则在这个区域会生成较多的NOx，它可能会对整个燃烧室内的NOx生成起到关键的作用。
因此，在实际的燃烧器设计过程中应尽量避免局部高温区的形成。
过量空气系数对热力型NOx的影响也是非常明显的，热力型NOx生成量与氧浓度的平方根成正比，即氧浓度增大，在较高的温度下会使氧分子分解的氧原子浓度增加，从而使热力型NOx的生成量增加。
但在实际燃烧过程中情况会更复杂一些，因为过量空气系数的增加一方面增加了氧浓度，另一方面也降低了火焰温度，从总体趋势上来看，随着过量空气系数的增加，NOx生成量先增加，到达一个极值后下降。
气体在高温区域的停留时间对热力型NOx生成也有影响，主要是因为Nox生成反应速度较慢，没有达到化学平衡所致。
在其它条件不变的情况下，气体在高温区停留时间越长，NOx生成量就越大，直到达到化学平衡浓度。
2.快速型NOx生成机理有关快速型NOx的生成机理到目前为止尚有争议，其基本现象是碳氢燃料在过量空气系数小于1的情况下，在火焰面内急剧生成大量的NOx，而CO, H2等非碳氢燃料在空气中燃烧却没有发生这种现象。
燃气燃烧反应机理
燃气燃烧反应机理燃气燃烧反应是指燃气混合物在一定条件下与氧气发生化学反应，产生高温、高压及能量释放的一种现象。
燃气燃烧反应机理是指在反应中碳、氢、氧等元素之间的相互作用及其反应路径。
研究燃气燃烧反应机理对于提高能源利用效率、降低排放量、减少环境污染具有重要意义。
燃气燃烧反应过程燃气燃烧反应可以分为三个阶段：引燃阶段、爆炸阶段和熄灭阶段。
引燃阶段燃气在空气中混合，形成可燃混合气体。
热源接触可燃混合气体，产生高温点火，引发化学反应。
当可燃混合气体中的燃气浓度达到一定程度时，化学反应会继续进行，燃气开始燃烧，释放出大量的热能。
爆炸阶段在燃气燃烧反应中，可燃混合气体中的燃气会与空气中的氧气结合，产生大量的热量和气体。
当燃气释放出的热量和压力超过了周围环境的承受能力时，就会引起爆炸。
熄灭阶段当可燃混合气体中的燃气浓度下降到一定程度时，化学反应会逐渐停止，燃气燃烧反应逐渐减弱，直到彻底消失。
燃气燃烧反应机理燃气燃烧反应是一种复杂的化学反应，涉及到多种元素和化合物之间的反应路径。
其中，碳、氢、氧等元素是产生燃气燃烧反应的主要元素。
碳的燃烧碳的燃烧反应是指碳与氧气结合产生热能、二氧化碳和水。
化学方程式为：C + O2 → CO2 。
在碳的燃烧反应中，不同的温度和压力对燃烧反应的速率和反应产物都会产生影响。
氢的燃烧氢的燃烧反应主要是指氢气与氧气结合产生热能和水。
化学方程式为：2H2 + O2 → 2H2O。
在氢的燃烧反应中，温度越高、压力越大，则燃烧反应越迅速，生成的热量和水的产生量也会增加。
次氧化碳的燃烧次氧化碳的燃烧反应是指次氧化碳与氧气结合产生热量和二氧化碳。
化学方程式为：2CO + O2 → 2CO2。
在次氧化碳的燃烧反应中，反应速率与温度和偏压有关。
结语燃气燃烧反应机理是一项复杂的科学研究，对于提高能源利用效率和环境保护具有重要作用。
不同元素之间相互作用的反应机理对于燃气燃烧反应的发生和控制有着至关重要的影响。
天然气燃烧反应机理与爆炸极限
4.0
75.9
2210
400
一氧化碳
C+0.5O2=CO2
2.38
0.5
1.0
—
1.88
2.88
12.5
74.2
2370
605
甲烷
CH4+2O2=CO2+2H2O
9.52
2.0
1.0
2.0
7.52
10.52
5.0
15.0
2043
540
乙炔
C2H2+2.5O2=2CO2+H2O
11.90
2.5
7.5
5.0
5.0
28.20
38.20
1.4
8.7
—
290
正戊烷
C5H12+8O2=5CO2+6H2O
38.08
8.0
5.0
6.0
30.08
41.08
1.4
8.3
—
260
苯
C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O
35.70
7.5
6.0
3.0
28.20
37.20
1.2
8.0
2258
560
硫化氢
H2S+1.5O2=SO2+H2O
21.42
4.5
3.0பைடு நூலகம்
3.0
16.92
22.92
2.0
11.7
2224
460
丙烷
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
23.80
5.0
3.0
4.0
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器是一种常见的热能设备，广泛应用于工业生产和生活中。
它通过将燃气与空气混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体，从而实现能量的转化。
下面我们将详细介绍燃气燃烧器的工作原理。
首先，燃气燃烧器的工作原理基于燃烧反应。
燃气和空气在一定的比例下混合后，通过点火装置点燃，形成燃烧火焰。
这一过程主要包括燃气的供给、空气的调节和点火等步骤。
其次，燃气燃烧器的工作原理还涉及燃烧空气的调节。
燃气和空气的比例对燃烧效果有着重要的影响。
通常情况下，燃气和空气的混合比例需要在一定范围内才能实现有效的燃烧。
因此，燃气燃烧器通常配备有空气调节装置，用于控制空气的流量，以确保燃烧效果的稳定和高效。
另外，燃气燃烧器的工作原理还包括点火系统。
点火系统通常采用电火花点火装置，通过高压电流产生电火花，点燃燃气和空气混合气体，从而引发燃烧反应。
点火系统的稳定性和可靠性对燃气燃烧器的工作效果有着重要的影响。
此外，燃气燃烧器的工作原理还涉及燃烧过程中的热能转化。
燃烧产生的高温高压气体可以被用于加热空气、水或其他介质，从而实现能量的转化和利用。
燃气燃烧器在工业生产中具有广泛的应用，如锅炉、热风炉、热处理炉等，都是依靠燃气燃烧器来实现能量转化的。
总的来说，燃气燃烧器的工作原理是基于燃烧反应和热能转化的。
它通过控制燃气和空气的混合比例、点火系统的稳定性和热能转化效率，实现能量的转化和利用。
燃气燃烧器在工业生产和生活中发挥着重要的作用，对于节能减排和提高生产效率都具有重要意义。
燃气燃烧
第一章燃烧：燃气中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用并伴以发热发光的物理化学反应过程，称为燃烧。
燃烧必备条件：燃气中的可燃成分和空气按一定比例呈分子状态混合；破坏旧分子和生成新分子所需要的能量（可燃气体混合物具有一定的能量）；具有完成燃烧反应所需的时间。
高热值：是指燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸汽以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值：是指燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸汽仍为蒸汽状态时所放出的热量燃气燃烧反应方程式：第二章1、影响燃气燃烧反应速度的因素,结论:2、链反应的概念：有一些化学反应并非一部完成，而是由多部基元反应组成。
一环扣一环进行，经历链的生成、链的发展以及链的消亡几个过程，这种反应称为链反应。
链反应的基本原理：1.链的引发，即活化中心（原子,基,原子碎片）生成；2.链的传递，即进行基元反应；3.链的终止，即活化中心消亡。
可燃气体的燃烧均为链反应3、支链着火与热力着火区别:支链着火:由于系统的活化中心浓度的变化引起的着火.热力着火:由于系统的热力条件变化引起的着火4、画出支链反应与压力的关系图，说明产生上下限的原因：存在压力下限（B点）的原因：因为在B点以下（以左），系统的压力低，容器内反应物质浓度小，为数不多的活化中心很容易直接撞到器壁上消亡，链的中断几率大，所以反应速度就小。
另外根据质量作用定律其浓度小反应度也小，故此，存在压力下限（B点）。
存在压力上限（C点）的原因：当容器内的压力升高到一定程度后，容器内反应物质浓度变大，活化中心在气相中消亡数增大；即两个活化中心在第三体碰撞下消亡的数量加大，反应速度变为缓慢，故存在压力上限（C点）5、着火半岛：表明了支链着火与温度、压力之间的关系。
处于着火上下限之间的半岛形即为着火区，半岛以外不能着火。
6、支链反应速率与活化中心浓度的关系(定量讨论支链着火的条件)假设：W0--为外界能量的作用（分子热运动）而生成的初始活化中心浓度；（与活化中心浓度无关）W1- 为链分枝速度（与活化中心瞬时浓度有关）W2--为活化中心消亡的速度；（与活化中心瞬时浓度有关）（1）ϕ > 0时：反应自动加速，能自燃（链着火）；（2）ϕ< 0时：反应趋于一个极限值，反应速度极其缓慢，进行稳定的氧化反应，不能着火；（3）ϕ=0时：这一工况参数合乎稳定工况和不稳定工况的边界状态。
燃烧理论分析及相应计算
燃烧机理分析林树军浙江温岭燃烧过程高速摄影1燃料和空气混合气缸混合气残余废气过程湍流火焰燃气混合物燃料空气点火TDC@1430r/min&部分负荷Lamberda=1.30喷油角度为30CRA BTC出现火焰达到离火花塞最远的气缸壁理论温度最高点燃烧阶段划分火焰高速传播期火焰传播火焰扩散期早期火焰传播火焰终止火花点燃2燃烧机理解释内燃机的燃烧过程是湍流燃烧，而湍流燃烧是一种极其复杂的带化学反应的流动现象，湍流与燃烧的相互作用涉及许多因素，流动参数与化学动力学参数之间的耦合的机理极其复杂，用数值模拟方法分析和预测湍流燃烧现象的关键问题是正确模拟平均化学反应率，即燃料的湍流燃烧速率。
3燃烧湍流模型Eddy Break up(涡团破碎模型）Spalding的涡团破碎模型，其基本思想是：对预燃火焰、湍流燃烧区中的已燃气体和未燃气体都是以大小不等并作随机运动的涡团形式存在。
化学反应在这两种涡团的交界面上发生。
化学反应的速率取决于未燃气体涡团在湍动能作用下破碎成更小的涡团的速率，而此破碎速率正比于湍流脉动动能k的耗散率，其基本表达方式如下：该模型是AVL公司fire软件里面计算燃烧的基础计算模型。
4缸内传热模型5内燃机的传热既是与燃烧现象密切耦合的一个子过程，又是整个燃烧循环模拟的一个重要环节。
然而，内燃机的传热问题又被认为热问题中最复杂的一个，这是因为由于内燃机工作过程强烈非定温度变化的高度瞬变性，以致在毫秒量级的时间内，燃烧室表面的热流量从零变化到10MW/m2，同时温度和热流的空变化也非常剧烈。
在1cm 的位置上，热流峰值相差可达5MW/m2。
一般而言，发动机的传热计算包括3个方面：（1）工质与燃烧室热量的交换（包括对流和辐射两种方式）；（2）燃烧室壁内部的热传导；（3）燃烧室外壁与冷却对流和沸腾传热。
对于内燃机燃烧过程来说，主要考虑的第一项，因而对于内燃机传热模型方面主要考虑两个方面：1、工质与壁面之间的对流换热模型，2、是辐射换热模型。
低NO燃烧与全预混燃烧
陶瓷板红外线燃烧器 金属纤维全预混燃烧器 金属板式全预混燃烧器
全预混式燃 烧
设多孔均流板使头部火 孔的混气压力和流量均 匀，防止回火。 图：多孔金属板式全预 混燃烧器的温度分布 （数值模拟）
全预混式燃烧
试验结果 12T天然气，压力 2kPa 热负荷%：93.6-98.6% 热效率： 100-105% 烟气中CO = 189-315 ppm
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低NOX燃 烧与全预
混燃烧2023Fra bibliotek 低NOX燃烧器
一、 NOX生成机理
燃气燃烧生成的NOX主要是NO，反应： O2 + N2 = 2NO － 180kJ 烟气中NOX来源于空气及燃料中N， 在高温下生成，造成污染。
烟气中NOX的种类： （1）热力型（温度型）NOX：空气及
燃料中N，在高温下生成； （2）快速型NOX：碳氢化合物燃烧，
28kW的冷凝式壁挂炉上安装 平板式全预混燃烧器； 在高、低热负荷下都能稳定燃烧，
热水产率：95.9-99.1%
排烟温度 40-50℃
NOX ≈15 ppm
1. 降低燃烧温度水平； 2. 降低氧气浓度，在浓燃料下燃烧； 3. 缩短烟气在高温区内停留时间； 4. 使燃烧在远离 α=1的条件下进行。
低NOX燃烧器
（一）分段燃烧法
空气分段或燃料分段。 降低火焰平均温度和峰 值温度，降低NO。
空气分段燃烧器
低NOX燃烧器
浓淡燃烧法
01 单击此处添加小标题
低NOX燃烧器
过量空气系数 α
01
添加标题
α 影响 O2浓度 和燃烧温度。当 α
燃气轮机燃烧控制原理
燃气轮机燃烧控制原理摘要：燃气轮机是装备制造业的高端装备，典型结构如图1所示，被誉为现代工业皇冠上的明珠，是多学科先进技术的高度集成，是国家高科技水平的重要标志。
燃气轮机的燃烧控制包括燃料气量控制和空气量控制两大方面，涉及燃料气阀控制、VGV控制、启动控制、变工况控制等方面内容。
其中燃料气阀流量特性曲线的测定及燃烧控制系统中的启动升速燃气分配曲线、升速燃气分配曲线、VGV开度曲线、匹配燃气阀动作的阀门开度-燃烧功率曲线是燃烧控制的核心。
不同的机组、不同的安装使用环境，需要按照实际情况对上述曲线参数进行优化调整，以保证机组在启动、不同负荷段运行、变工况调整情况下的稳定运行。
关键词：燃气轮机；燃烧控制；原理图1典型燃气轮机结构1燃气轮的分析燃气轮机作为一种高效的动力机械，广泛应用于发电，工业驱动，船舶动力等领域，然而中国尚未完全掌握其研发和制造技术，特别是大功率燃气轮机，其市场一直被通用电气，西门子等国外公司垄断。
此外，随着各国对环境保护愈来愈重视，对燃气轮机的排放水平要求也更加严格，因此低排放燃气轮机更加受到重视。
燃气轮机由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成。
燃烧室把来自前端压气机的一部分压缩空气和喷入其中的燃料进行混合，形成的可燃气体混合物在火焰筒内部被点燃，并在定压条件下充分燃烧，形成高温燃气，燃料的化学能在燃烧室内被转化为燃气的热能。
高温燃气与另一部分压缩空气混合均匀后进入后端的涡轮中膨胀做功，所转化成的机械能，一部分用于带动压气机转动，另一部分用于输出轴功。
燃气做功后形成的尾气或者为联合循环的余热锅炉提供热源，或者直接排入到大气环境中。
燃气轮机所排放的主要气体污染物包括氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）等。
CO和UHC在具有充足的化学反应时间和足够高的燃烧温度的条件下可进一步氧化为二氧化碳和水，对固定式燃气轮机这两种排放物的排放水平相对容易控制。
相对难以控制的气体污染物是NOX，其过量排放破坏臭氧层，还会引起光化学烟雾，对环境和人类健康造成很大的危害。
燃气供应工程 第9章 燃气燃烧基本理论
tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标，它表明某种 燃气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的最高温度。
4、实际燃烧温度tact：
实际燃烧温度与理论燃烧温度的差值随工艺过程 和炉窑结构的不同而不同，很难精确计算出来。经验 公式为：
tact tth
μ—高温系数。对一般工业炉窑可取0.65～0.85，无焰 燃烧器的火道可取0.9。
干空气中N 2与O2 的容积比为：
yN2 : yO2 79: 21 3.76
燃气燃烧所需的理论空气量为： 1 n V0 0.5H 2 0.5CO (m )Cm H n 1.5H 2 S O2 0.21 4
一般情况下，燃气的热值越高，燃烧所需的理论 空气量越多，还可用以下近似公式进行估算： 对于天然气和LPG：
三、燃气燃烧的火焰传播
（一）火焰的传播方式：
正常的火焰传播 爆炸 爆燃
燃气在工业与民用燃烧设备中的燃烧过程都属于 正常的火焰传播过程,在工业中常见的是紊流状态下 的火焰传播。
（二）火焰传播速度Sn：
当管径大到一定程度时，管壁散热对火焰传播速 度的影响消失，这时火焰传播速度走近于一最大值， 该最大值称为法向火焰传播速度Sn。
二、燃气热值的确定：
1、定义：1 m 3燃气完全燃烧后所放出的全部热量。 2、燃气热值的计算： ①直接用实验方法测定；
②用各单一气体的热值根据混合法则计算。
H H1 y1 H 2 y2 H n yn
三、燃烧所需空气量：
（一）理论空气需要量：
3 按燃烧反应计量方程式，1 m（或 1kg）燃气完全 燃烧所需的空气量，是实现燃气完全燃烧所需要的最 小空气量。单位为： m3 / m3干燃气或 m3 / kg
天然气燃烧的化学反应过程
天然气燃烧的化学反应过程天然气，即天然形成的烷烃气体混合物，主要由甲烷（CH4）组成。
作为一种清洁、高效的能源，天然气被广泛应用于燃气锅炉、发电厂、工业生产和家庭供暖等领域。
然而，天然气的利用过程并不简单，其中的化学反应过程是十分重要的。
一、天然气的组成及特性天然气主要由甲烷和少量的乙烷、丙烷等烷烃以及氮气、二氧化碳等成分组成。
它具有无色、无味、无毒、燃点低、易挥发的特点。
在自然状态下，天然气呈气体状态存在，但在适当的条件下可以被压缩成液态。
二、天然气燃烧的基本原理天然气燃烧是指天然气与氧气（空气中的主要成分）发生化学反应，产生热能和水的过程。
天然气燃烧的基本反应可以表示为：CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + 热能三、天然气燃烧的化学反应1. 初级反应天然气燃烧的初级反应是甲烷与氧气之间的反应。
在燃烧过程中，甲烷分子中的碳氢键被氧气分子中的氧气键断裂，形成二氧化碳和水。
这个反应是一个放热反应，释放出大量的热能。
2. 次级反应天然气燃烧的次级反应主要包括二次燃烧和氮氧化物生成反应。
二次燃烧是指未完全燃烧的产物（一氧化碳等）与氧气继续反应生成二氧化碳和水。
氮氧化物生成反应是由于高温燃烧过程中，空气中的氮气和氧气反应形成氮氧化物，如氮氧化物（NOx）等。
3. 燃烧过程中的影响因素天然气燃烧过程中的影响因素主要有温度、压力、燃料浓度及氧气浓度等。
温度越高，反应速率越快，燃烧效率也会提高。
压力的变化对燃烧过程的影响相对较小。
燃料浓度和氧气浓度越高，燃烧过程越完全，产生的二氧化碳和水也会增加。
四、天然气燃烧的应用天然气燃烧作为一种清洁高效的能源，广泛应用于生活和工业生产中。
在家庭供暖中，天然气可以通过燃气锅炉或壁挂炉等设备提供热水和供暖；在工业生产中，天然气可以作为燃料用于干燥设备、熔炼炉和电厂发电等。
总结：天然气燃烧的化学反应过程是一个复杂的过程，包括初级反应和次级反应。
初级反应是甲烷与氧气之间的反应，产生二氧化碳和水，释放大量热能。
燃料燃烧反应机理
• 然后
CO+OH →CO2+H
r22
30
•
CO+OH →CO2+H
– R22是CO氧化的主要路径
r22
– r22产生的H原子供给r1, 加速CO的氧化速率
• 随着烷烃分子数的增加, 分之链的数目, 以及自由基异 构体的数目也快速增加 • 烷基自由基在烷烃的氧化过程中是非常重要的
7
• 2、naphthenes环烷, 环烷类 (cycloalkane或cyclanes)
• 单键、饱和和环状结构的化合物， • 分子式：CmH2m • Cyclo propane环丙烷 cyclo hexane环己烷
• 下面介绍一下关于燃料组分的命名法则或基本术语
4
1、烷烃 paraffin alkanes
• 开链, 单键, 饱和结构, 分子式CmH2m+2 • 最简单的烷烃是甲烷, Methane, CH4, 天然气的主要成分。 • Normal-paraffin—直链结构 n-butane，正丁烷 • Iso-paraffin—分支结构 i-butane，异丁烷
– 反应路径
• 导致燃料消耗的路径 • 中间组分的生成与消失 • 最终燃烧产物的形成
2
• § 4-1燃料
• 气体燃料
– H2、CO、HC（轻质的）\ 等
• 液体燃料
– 重的碳氢、醇类等
• 固体燃料
– 煤炭、木材、金属等 • • 在所有的燃料中，碳氢化合物组成了大部分燃料成分 碳氢燃料具有高的能量密度，低的成本，在以后人类社会的很长 历史时期，燃烧碳氢燃料将仍然是人类获取能源的主要方式之一
燃气锅炉的工作原理
燃气锅炉的工作原理燃气锅炉是一种常见的供暖设备，它利用燃气燃烧产生的热量来加热水或蒸汽，从而实现供暖或热水的功能。
本文将详细介绍燃气锅炉的工作原理，包括燃气的燃烧过程、热量传递、水循环系统、控制系统和安全设施。
一、燃气的燃烧过程1.1 燃气供应：燃气通过管道输送至锅炉，供应给燃烧器。
1.2 燃气的混合与点火：燃气与空气按一定比例混合，然后点火使其燃烧。
1.3 燃烧反应：燃气与空气在燃烧室内进行化学反应，产生热能和废气。
二、热量传递2.1 燃烧室：燃烧室是燃气锅炉的核心部件，燃气在其中燃烧产生的高温气体通过燃烧室壁面传递热量。
2.2 烟道：燃烧室后部连接着烟道，烟道内壁面充满了螺旋状的烟道管，烟气在其中传递热量。
2.3 热交换：烟气通过烟道管与水管接触，将热量传递给水管内的水，使其升温。
三、水循环系统3.1 水箱：燃气锅炉内部设有水箱，用于储存冷却的循环水。
3.2 循环泵：循环泵将冷却的循环水从水箱中抽取出来，并通过管道输送至燃烧室和烟道，实现热量的传递。
3.3 回水管道：热交换后的冷却水通过回水管道返回水箱，循环再次进行。
四、控制系统4.1 温度控制：燃气锅炉内设有温度传感器，能够实时监测水温和烟气温度，并通过控制阀门调节燃气的供应量，以维持设定的温度。
4.2 压力控制：燃气锅炉内设有压力传感器，能够监测锅炉的压力，并通过控制泵的运行来调节水的供应量，以维持设定的压力。
4.3 安全保护：燃气锅炉还配备了各种安全保护装置，如过热保护、过压保护、燃气泄漏报警等，以确保锅炉的安全运行。
五、安全设施5.1 排烟系统：燃气锅炉通过排烟系统将烟气排放至室外，以防止有害气体对人体的危害。
5.2 防爆装置：燃气锅炉内部设有防爆装置，一旦发生异常情况，如燃烧室内压力过高，防爆装置会自动启动，释放压力。
5.3 水位保护：燃气锅炉内设有水位控制装置，当水位过低或过高时，会自动切断燃气供应，以防止锅炉干烧或溢水。
总结：燃气锅炉的工作原理主要包括燃气的燃烧过程、热量传递、水循环系统、控制系统和安全设施。
天然气燃烧器工作原理
天然气燃烧器工作原理天然气燃烧器是一种常见的燃烧设备，广泛应用于工业生产和生活供暖等领域。
它的工作原理是通过将天然气与空气混合后点燃，产生燃烧反应，释放出热能。
下面我们将详细介绍天然气燃烧器的工作原理。
首先，天然气燃烧器的工作原理与燃气炉类似，都是利用天然气的燃烧释放的热能来进行加热。
天然气主要成分是甲烷，它是一种无色、无味的可燃气体。
在燃烧器内部，天然气与空气按一定比例混合后，通过点火装置点燃，形成火焰。
其次，天然气燃烧器的工作原理涉及到燃烧的化学反应。
当天然气与空气混合后，点燃时，发生的是甲烷与氧气的化学反应，生成二氧化碳、水和大量的热能。
这个化学反应的方程式可以表示为，CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 热能。
其中，CH4代表甲烷，O2代表氧气，CO2代表二氧化碳，H2O代表水。
另外，天然气燃烧器的工作原理还涉及到燃烧的控制和调节。
在实际应用中，为了达到更好的燃烧效果和节能环保的目的，燃烧器通常配备有调节阀和控制系统。
通过调节阀控制天然气和空气的比例，可以实现燃烧的稳定和高效。
而控制系统则可以监测燃烧器的工作状态，根据需要进行自动调节，确保燃烧的安全和稳定。
最后，天然气燃烧器的工作原理还需要考虑燃烧的影响因素。
燃烧的效率和稳定性受到多种因素的影响，包括天然气的质量和供应压力、空气的供应和流动情况、燃烧器的结构和设计等。
因此，在实际使用中，需要根据具体情况进行合理的设计和调整，以确保燃烧的效果和安全性。
综上所述，天然气燃烧器的工作原理是通过将天然气与空气混合后点燃，产生燃烧反应，释放出热能。
这涉及到燃烧的化学反应、燃烧的控制和调节，以及燃烧的影响因素。
了解天然气燃烧器的工作原理，有助于我们更好地使用和维护这一设备，提高燃烧效率，实现节能环保的目标。
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器工作原理燃气燃烧器是一种常用的燃烧设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它的主要作用是将燃气与空气混合后在燃烧室中进行燃烧，产生高温和热能。
本文将详细介绍燃气燃烧器的工作原理。
一、燃气燃烧器的基本结构燃气燃烧器的基本结构主要包括燃烧室、混合器、点火系统、燃料供应系统和控制系统等组成。
其中，燃烧室是燃烧器的核心部件，用于容纳并控制燃烧过程，混合器用于将燃气和空气按一定比例混合，点火系统用于点燃燃料混合物，燃料供应系统负责供应燃气或液化石油气，控制系统则对燃烧器的燃烧过程进行调节和控制。
二、燃气燃烧器的工作过程1. 空气供应：在燃气燃烧器工作之前，需要通过风扇或引风机将空气输送到混合器中。
空气在输送过程中经过过滤，去除杂质和污染物，以确保燃烧过程的纯净和稳定。
2. 燃气供应：燃气通过管道输送到燃烧器中，供应给混合器。
燃气在供应过程中经过减压阀控制其压力，并通过探测装置检测其流量和浓度。
燃气的流量和浓度达到设定值后，可以进入下一步骤。
3. 燃气与空气混合：燃气从供应系统进入混合器，与空气按一定比例混合。
混合器中通常采用喷嘴形状的构造，通过速度和压力的变化使得燃气和空气充分混合。
混合比例的调节可以通过控制燃气和空气的流量来实现。
4. 燃烧过程：经过混合后的燃料混合物进入燃烧室，这是燃烧器的关键部分。
燃烧室中有燃烧器头和燃烧器室两部分，燃料混合物在燃烧器头中点燃，并形成稳定的火焰。
燃烧室的设计和形状会影响燃烧的效果和热能的产生。
5. 热能输出：燃烧产生的高温气体通过燃烧室的出口排出，释放出的热能可以用于加热空气或水，供应工业生产或居民使用。
三、控制系统的作用燃气燃烧器的控制系统起着重要的作用。
通过传感器检测燃气和空气的流量、浓度和压力，控制系统可以实时监测和调节燃烧过程的稳定性。
当燃烧过程中出现异常情况时，控制系统可以发出警报信号，并自动停止燃烧器的工作，确保安全使用。
同时，控制系统还可以根据用户的需求设定温度、压力和燃气的供应量等参数，并自动调整燃气燃烧器的工作状态，以达到最佳的燃烧效果和能源利用效率。
燃气燃烧器点火原理
燃气燃烧器点火原理燃气燃烧器在各种工业和家庭应用中发挥着重要的作用。
它们用于将燃气与空气混合，然后将混合物点燃以产生高热能，从而提供空间加热、水加热和蒸汽发生等需求。
而燃气燃烧器成功点火的关键在于点火原理。
下面将详细介绍燃气燃烧器的点火原理及其工作过程。
一、燃气燃烧器的基本组成燃气燃烧器通常由燃气供应系统、空气供应系统、点火装置和控制系统组成。
其中，燃气供应系统负责将燃气输送到燃烧器，空气供应系统则将所需空气引进燃烧器，点火装置用于将燃气与空气混合并点燃，而控制系统则用于监测和控制整个燃烧过程以确保安全和高效性。
二、燃气燃烧器的点火原理燃气燃烧器的点火原理主要包括燃气混合、点火源和点火过程三个方面。
1. 燃气混合燃气燃烧器的燃烧过程始于燃气与空气的混合。
燃气通过燃气供应系统输入燃烧器，同时空气通过空气供应系统引入燃烧器。
燃气与空气在燃烧器内部混合，并形成可燃混合气体。
混合的比例对于燃烧效果至关重要，通常需要确保燃气与空气的比例在可燃范围内。
2. 点火源点火源是将燃气与空气混合物点燃的关键。
常用的点火源包括电火花和火焰点火。
电火花点火是指通过产生高电压电弧来点燃燃气与空气混合物。
这种点火方式通常使用点火变压器或电火花塞产生高电压电弧，将电弧引入混合气体中实现点火。
电火花点火具有点火成功率高、反应速度快的优点，常用于工业燃烧器中。
火焰点火是指将一个已经点燃的小火焰引入燃气与空气混合物中，从而使混合物发生着火反应。
这种点火方式通常使用手持点火器或者流动点火器进行点火。
火焰点火具有简单可靠的优点，常用于家用燃气炉等应用场合。
3. 点火过程点火过程是指点火源触发点火反应并形成可持续的火焰。
一旦点火源与可燃混合气体接触，点火源将能量释放到混合气体中，引发火焰的形成。
同时，通过控制燃气和空气的供应，确保火焰能够持续稳定地燃烧。
燃气燃烧器的点火过程通常在一个专门设计的点火室内完成。
点火室的结构和设计能够最大程度地确保点火源与混合气体的接触，并保证点火成功率。
第二章 燃气燃烧的基本原理
第四节
火焰传播浓度极限
火焰传播浓度极限
在燃气-空气(或氧气)混合物中，只有当燃气与空气的比例在一定 极限范围之内时，火焰才有可能传播。
1、若混合比例超过极限范围，即当混合物中燃气浓度过高或过低 时，由于可燃混合物的发热能力降低，氧化反应的生成热不足以 把未燃混合物加热到着火温度，火焰就会失去传播能力而造成燃 烧过程的中断。
湍流火焰传播
层流火焰和湍流火焰的不同
层流火焰
湍流火焰
外观清晰，火焰层薄
外观模糊，火焰层厚
长度较长
长度较短
火焰稳定，表面光滑
火焰抖动，呈毛刷状
燃烧时较安静
燃烧时有噪声
流动面积小，粘度系数大 流动面积大，粘度系数小
湍流火焰传播
特点：
• 湍流使火焰面变弯曲，
层 流
湍 流
增大反应面积
火
火
• 湍流加剧了热和活性
化中心浓度增加的数量大于其销毁的数量，这个过程就称为 不稳定的氧化反应过程。
5、着火： 由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应而引起燃烧的
一瞬间，称为着火。
着火
支链着火：
在一定条件下，由于活化中心浓度迅速增加而引起反应加速从而 使反应由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应的过程，称为
支链着火。
图2-29 火焰传播浓度极限测定装置
1-发火花间隙；2-底板；3-水银槽；4-压力计
影响火焰传播浓度极限的因素
各种因素对火焰传播浓度极限的影响如下： 1．燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传播浓度极限范围将扩大。 2．提高燃气-空气混合物温度，会使反应速度加快，火焰温度
上升，从而使火焰传播浓度极限范围扩大。 3．提高燃气-空气混合物的压力，其分子间距缩小，火焰传播
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编号：SM-ZD-53864 燃气燃烧反应机理
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燃气燃烧反应机理
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燃气的燃烧反应是一种化学反应。
它也遵循化学反应动力学的基本原理。
燃气的燃烧化学反应，在通常情况下属于单相反应，只有在特殊情况下，才出现固体碳粒，丽发生多相反应。
对于燃烧化学反应，反应速度通常采用单位时间；单位体积内燃烧掉的燃料数量或消耗掉的氧量或燃烧放出的热量来表示。
例如，在燃烧技术中常常采用炉膛的容积热强度qv，单位是kJ／m3
·h或kW／m3
来表征燃烧反应速度。
燃气的燃烧化学反应速度的大小，取决于反应物质的性质与进行反应的条件。
影响反应速度的主要因素仍然是反应物质的浓度、温度、压力和催化条件等。
一、链反应
除了分子热活化理论以外，阐明化学反应机理的另一重要理论就是链锁反应理论。
根据这个理论，化学反应的进程实际上不是按照反应方程式来进行的，而是要经过中间阶段，产生中间活性产物(或称活化中心)。
这些中间活性产物大都是不稳定的自由原子或离子，它们与原反应物反应时，所需的反应活化能小得多，使化学反应避开了高能的障碍，所以它们很容易直接发生反应，得到反应最终产物的同时，又形成新的中间活性产物。
所以，一旦中间活性产物形成，不仅本身发生化学反应，而且还导致一系列新的活化中心发生化学反应，就象链锁一样，一环扣一环地相继发展，使反应进行得非常迅速，瞬间完成。
链反应具有十分重要的意义。
不仅燃气的燃烧和爆炸属于链反应，还有很多工艺过程，例如高分子的加成聚合反应、碳氢化合物的卤化和氢化都与链反应密切相关。
链反应的历程包括：
(1)链的形成这是由原反应物生成活性中间产物的过程，是链反应中最困难的阶段，它需要足够的能量来分裂原反应
物，一般借助光化作用、高能电磁辐射或微量活性物质的引入来头现。
(2)链的增长这是由活性中间产物与原反应物作用，产生新的活性中心的过程。
它有两种类型：
直链反应，或叫不分支链反应，指每一步中间反应都是由一个中间活性产物与反应物作用。
再产生出一个新的活化中心，链以直链形式增长：
分支链反应，是指一个中间活性产物与反应物作用，产生出多于一个的活化中心。
链形成分枝，使反应速度急剧增长，甚至引起爆炸：
(3)链的中断指活性中心的销毁。
主要包括：器壁中断、空间中断等。
二、燃气燃烧反应机理
燃气的燃烧反应都属于链锁反应。
比如，氢的燃烧属于典型的分支链锁反应，其反应历程可表示如下：
其中，M*
为某种高能量的活化分子；
其中，①反应活化能最高约为58.6mJ/mol，反应最慢；
上标“·”为活化中心。
将链增长的三个基元反应综合起来，就可得到该反应的单个链锁环节总的效果：
表明，一个自由氢参加反应生成两个H20分子的同时，又生成三个新的自由氢。
一枝分三枝：就是典型的分支链锁反应。
假如上述环中形成的三个活化中心都销毁，这个链锁环节的反应就中断了。
该链环的总反应速度，由链增长的第一反应(即活化能最高的反应)速度来决定。
所以反应速度可表示为：
式中K——化学反应速度常数；
T——绝对温度；
E——反应活化能；
R——通用气体常数；
C——反应物浓度。
一氧化碳的燃烧反应，也具有象氢燃烧的那样分支链锁反应的特征，而且实践证明，CO只有存在H20的情况，才有可能开始快速的燃烧反应。
正由于在CO燃烧中，有H20参加，使成为复杂的分支链锁反应。
甲烷等碳氢化合物的燃烧反应，也属于分支链锁反应，而且远比氢及一氧化碳的反应复杂。
燃烧反应中，新的链环节大多要依靠中间生成物的分解，属于蜕化了的分支链锁反应。
由于问题的复杂性，目前还没有关于这类反应的明确的动力学机理。
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