燃气燃烧方法—完全预混式燃烧

安全管理编号：LX-FS-A99325 燃气燃烧方法—完全预混式燃烧

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燃气燃烧方法—完全预混式燃烧

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在燃烧之前，将燃气与空气按α′≥1预先混合，然后通过燃烧器喷嘴喷出进行燃烧，这种燃烧方法就称为完全预混式燃烧或无焰式燃烧。

这时，燃烧过程的快慢，完全取决于化学反应的速度。实际上，因为燃气与空气不再需要混合，可燃混合气一到达燃烧区就能瞬间燃烧完毕。

完全预混燃烧的主要特点有：

(1)因为空气和燃气是预先混合，所以空气过剩系数可以小一些，一般为1．02～1．05；

(2)燃烧速度快。容积热强度Qv比有焰燃烧时要大l00～1000倍之多；

(3)燃烧高温区比较集中。而且由于所用的过剩空气量少，所以燃烧温度也比有焰燃烧要高；

(4)由于燃烧速度快，燃气中碳氢化合物来不及分解，火焰中的游离碳粒比较少，所以火焰的黑度比有焰燃烧时小，火焰辐射能力较弱；

(5)因为燃气与空气要预先混合，所以它们的预热温度不能太高。原则上不能高于可燃混合气体的着火温度，实际上一般都控制在350～500℃以下；

(6)为了防止脱火和发生回火爆炸，烧嘴的燃烧能力不能太大。进行完全预混燃烧的条件除在燃烧前将一定比例的燃气与空气均匀混合外，还需设置专门的火道或网格等以保持燃烧区稳定的高温。

完全顶混式燃烧的燃烧速度很快，但火焰稳定性较差。工业上的完全预混式燃烧器，常常用一个紧接的火道来稳焰。图3—5—12所示为火道中火焰的稳

定。来自燃烧器1的燃气—空气混合物进入火道3，在火道中形成火焰2。由于引射作用，在火焰的根部吸入炽热的烟气，形成烟气回流区，是一个稳定的点火源。如果火道有足够的长度，则火焰将充满火道的断面，燃烧就稳定。但火道较短时，火焰仅占火道的一部分，可能会吸入来自周围的冷空气使燃烧中断。另外，如果火道的壁面未达到炽热状态，也将增加烟气向周围介质的热损失，使烟气温度降低而失去点燃混合物的能力，因此必须对燃烧室采取良好的保温措施。

图3-5-12 火道中火焰的稳定

1-燃烧器；2-火焰；3-火道

完全预混式燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。正确设计的火道不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对迅速燃尽也起了很大的作用。按化学计量比组成的燃气，空气混合物是一种爆炸性气体，其火焰传播能力很强，因此在完全预混燃烧时很容易发生回火。为了防止回火，必须尽可能使气流的速度场均匀，以保证在最低负荷下各点的气流速度都大于火焰传播速度。为了降低燃烧器出口处的火焰传播速度，还可以采用有水冷却的燃烧器喷头。

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