全预混空气燃烧方法的技术条件

全预混空气燃烧方法的技术条件

杨波120121605

摘要以全预混空气燃烧为研究对象，采用实验研究的方法，得出实验结论，研究结果表明全预混空气燃烧方法的技术条件为三个,天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、电力、城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。随着西气东输全面实施，我国的天然气工业将进入一个快速发展阶段。然而天然气燃烧热之高，污染排放物少，但是在正常的燃烧条件下仍排放大量的NO X、CO以及SO2.研究表明，天然气催化燃烧技术不仅可以提高燃烧率，而且可以有望从根本上改善天然气燃烧的污染物排放问题。

关键词全预混空气大气式燃烧

0引言

我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,环境污染问题反应强烈。节能减排势在必行。建设资源节约型和环境友好型社会的主体,应从多方面着手,积极主动开展工作,全面完成各项节能减排任务,促进能源与环保协调发展,走可持续发展的新型工业化道路，因此必须采用清洁能源。

1燃气燃烧方法发展趋势

人们是从扩散燃烧现象发现气体燃料(天然气)的。开始人们还以为是神火而顶礼膜拜，形成所谓“拜火教”。我国是世界公认的利用天然气最早的国家。早在公元前250 年我们的祖先在四川就知道用天然气的扩散燃烧方法煮盐。后来过了2000多年，被称为“燃气工业之父”的苏格兰工程师默克多才用焦炉气的扩散火焰来照明。当时在181 3年新年除夕之夜，在英国的惠斯顿大桥上两排燃气灯一起照明，结束了靠蜡烛、油灯照明的日子。这也是当时科技界辉煌的成就。燃气灯照明的好景并不常，当爱笛生发明了电白炽灯后，燃气灯几经全力与电竞争照明市场。结果无论在技术上，还是在经济上都竞争不过电白炽灯。在市场经济规律的驱使下，燃气灯不得不让出绝大部分的照明市场。后来还是大气式燃烧的本生火焰为燃气指出了向热能方向发展的道路。由于大气式燃烧方法使燃气燃烧比较完全，易点火，污染少，使用简单，来源充足，价格便宜，运送方便，结果逐步代替了煤，成为城市三大能源之一。随着技术的发展与人们对环境的要求越来越高，人们发现大气式燃烧方法有许多不可避免的缺点，国内外燃气工作者开始进一步研究全一次空气预混燃烧方法及适应这种燃烧方法的燃具。本文目的在介绍各种燃烧方法的特点的基础上，重点论述全预混空气燃烧方法主要特点及这种燃烧设备所需的技术条件。2 扩散式燃烧方法

这是一种最简单的燃烧方法。在燃烧以前，燃气与空气不混合，燃气自火孔流出后，靠扩散与空气混合燃烧。这种燃烧方法有简单，容易点火，不会回火，燃烧稳定，燃具结构简单等优点。但是对于需要空气多的高热值燃气(天然气、液化石油气)，靠层流扩散是达不到完全燃烧的要求的，具体的缺点是烟气中CO含量比较高，燃具的体积比较大。为此所有的民用燃具大部分淘汰了扩散式燃烧方法。但是，层流扩散式燃烧方法也有其不可忽视的优点。例如这种燃烧方法的稳定性比较高，没有回火，不容易离焰。由于在燃烧过程中温度不高，氧气浓度低，所以没有产生NOx的条件，其燃烧产物中几乎没有NOx。相反在这种条件下，CO却容易产生。为此在采用这种燃烧方法时必须充分考虑有足够的燃烧空间。目前我国还有不少使用低热值人工燃气的地区，如果采用大气式燃烧方法火焰达不到稳定时，可以考虑采用扩散式燃烧方法。

强制鼓风扩散燃烧方法多用于工业炉上的工业燃烧器。采用这种燃烧方法需要合理地组织空气与燃气混合，避免产生大量的NOx与CO。

3 部分预混空气(大气式)燃烧方法

预先混入部分空气的大气式燃烧方法与扩散式燃烧方法相比有燃烧完全、火焰短、热强度大的优点。但是这种燃烧方法有回火的可能，也会离焰与

脱火。在控制好一次空气的条件下，能具有一定范围的不离焰不回火的稳定火焰区，在此区内可以调节负荷。这种燃烧方法，结合用燃气引射空气的引射型形成引射型大气式燃器具，在民用燃气用具中得到广泛应用。这是因为其燃烧产物这CO较少，充分利用了燃气的本身压力与空气混合，燃具结构简单，使用操作方便的结果。

引射型大气式燃具用于工业时，会遇到困难。因为工业要求负荷大，结果造成引射器的体积庞大，在安装与维护方面都会发生问题，所以大工业炉一般不采用此种形燃具。

大气式(部分预混空气)燃烧方法最大的优点就是改善了层流扩散燃烧的燃烧不完全的缺点。民用燃具的热负荷不高，靠燃气压力利用引射器完全可以吸入足够的部分空气达到大气式燃烧。同时还可以用调节燃气压力的方法调节热负荷，并且在不同的热负荷下，一次空气系数变化不大。这就是引射型大气式燃烧器百余年来广泛用于民用燃具的原因

大气式(部分预混空气)燃烧方法也有不可避免高了燃气燃烧设备的年热效率。首先这种燃烧方法需要组织好二次空气，为此需要足够的二次空气进口面积及必要的炉膛高度。所以很难减小燃烧设备的体高燃烧稳定范围。

4 全预混空气(无焰式)燃烧方法

将燃烧所需空气全部混入燃气再进行燃烧的全预混空气燃烧方法的特点是火焰短，附着于燃烧表面，看不到火焰，故称无焰式燃烧方法，或称其为全一次预混空气燃烧方法。这种燃烧方法的稳定性燃烧产物可以在火焰面的下方流出，使热流向下，有利于冷凝式热水器，有利于向下辐射的工艺要求；

在全预混空气燃烧的条件下，燃烧产物中CO及NOx含量都比较低；

这种燃烧方法，在稳定的燃气与空气的混合比例下，可以使热效率随着负荷降低而增加。大大提高了燃气燃烧设备的年热效率。尤其对于大负荷热水器在低于额定负荷下能维持高效率，是很有现实节能意义的。

较差，稳定燃烧的范围较小，必须采用防止离焰与回火的稳焰措施。民用燃具中的红外线辐射器和灶具就是采用多孔陶瓷板或双金属网作为稳焰载体，达到稳焰效果。工业燃具中，负荷小的与民用相同，采用多孔陶瓷板，负荷大的则多采用单火道及多火道稳焰。民用燃具负荷小，可以考虑用利用燃气压力引射空气，工业燃具负荷大，如果利用燃气引射空气会使引射器的体积过于庞大，不得不采用强制鼓风的方法。

全预混空气(无焰式)燃烧方法，最大的优点是：燃烧强度大，火焰短，可以降低炉膛高度；

不需要二次空气，省去了二次空气的入口的面积；

具有较大的面积热强度与体积热强度，可缩小燃烧设备体积；

火焰面可以靠近热交换器，加大传热系数。提高热效率；

燃烧产物可以在火焰面的下方流出，使热流向下，有利于冷凝式热水器，有利于向下辐射的工艺要求；

在全预混空气燃烧的条件下，燃烧产物中CO 及NOx含量都比较低；

这种燃烧方法，在稳定的燃气与空气的混合比例下，可以使热效率随着负荷降低而增加。大大提

依靠过去的技术，在民用燃具中，除了红外线辐射器外，其他大负荷燃烧设备(如热水器)难以实现以上要求，为此限制了此种燃烧方法的应用。

目前燃气燃烧设备的发展趋势

4.1社会要求

燃气燃烧设备首先的任务是安全。因为燃气事业本身是造福于人类的，但是，一旦发生了事故，对受害者是百分之百的“造害”。另一方面，安全问题解决不好燃气事业不能发展。

4.2市场需要

随着社会的发展与技术的进步，先是人民生活水平不断提高，对燃气设备提出更高的要求。目前家庭的厨房设备越来越高档，因此要求燃气设备外形漂亮，体积巧小，并且与周围家具及环境协调。除了美观以外还要求使用方便，负荷大、功能多、价格廉等。

4.3安装条件

根据我国民用建筑的现况，除了带有独立烟道的别墅住宅及二、三层建筑和少数带有符合规范的专用烟道的高楼以外，绝大部分建筑基本上没有条件安装靠热压头的自然烟道排烟的热水器或其他燃烧设备。为此生产厂家开发了靠风机排烟或鼓风的燃气燃烧设备。

目前燃气燃烧设备技术水平：早在60年代末70