燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
燃气燃烧方法(正式)
编订：__________________单位：__________________时间：__________________燃气燃烧方法(正式)Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-6024-92 燃气燃烧方法(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：1．扩散式燃烧法将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。
由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数α′=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力学因素控制。
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧完全预混式燃烧是一种高效、环保的燃气燃烧方法。
在该方法中，燃料和空气被完全混合，形成理想的燃烧条件，从而实现更充分、更完整的燃烧过程。
下面我们将对完全预混式燃烧做更详细的介绍。
完全预混式燃烧是如何实现的？完全预混式燃烧的实现需要采用一些技术和设备。
首先需要通过一个鼓风机将气体送到燃烧器中，并与空气进行混合。
接着，需要在燃烧器中形成适宜的燃烧区域，以保证燃料能够完全燃烧。
这个过程中，可以采用不同的方式来形成燃烧区域，比如使用喷汽式燃烧器、喷雾式燃烧器等。
在燃烧器内，气体和空气的混合比例需要控制在一个特定的范围内，以确保理想的燃烧效果，并尽量避免产生有害气体。
一些设备可以通过监测气体比例，控制燃料和空气的流量，以实现更精确的控制。
完全预混式燃烧的优点是什么？和传统燃烧方式相比，完全预混式燃烧有一些显著的优势：1. 更高的热效率完全预混式燃烧通过混合燃料和空气，形成更理想的燃烧条件，提高了燃烧效率。
相比之下，传统燃烧往往形成空气过量的燃烧状态，导致了很多热能的浪费。
2. 更低的排放在完全预混式燃烧中，燃烧产生的有害气体很少，几乎可以达到零排放的标准。
这种燃烧方式不仅对环境友好，而且也符合环保法规的要求。
3. 稳定的燃烧状态完全预混式燃烧的燃烧状态相对稳定，可以避免常规燃烧中出现的剧烈燃烧和爆炸现象，更加安全可靠。
完全预混式燃烧有哪些应用？完全预混式燃烧非常适用于许多工业应用，比如发电、钢铁制造、化工等。
在这些应用中，能够使用燃气燃料的设备通常都采用完全预混式燃烧技术，以提高效率、节约能源和减少排放。
此外，完全预混式燃烧也适用于户外烧烤、烤箱等家庭应用。
相比于传统的烧烤方式，采用完全预混式燃烧可以降低烤炉温度、减少烤肉燃烧产生的烟尘和有害气体，更加健康。
总结完全预混式燃烧是一种高效、环保、稳定的燃气燃烧方式。
它通过混合燃料和空气，形成理想的燃烧条件，提高了燃烧效率，减少了有害气体的排放，并且在许多工业和家庭应用中都有广泛的应用。
第四章 燃气燃烧方法
天然气和空气在多孔陶瓷板上 燃烧时的温度变化曲线
L0为小孔式火道长度
第三节 完全预混式燃烧
2、冷却法防止回火
•冷却火孔以降低火孔出口的火焰传播速度，从而防止回火。
第四节 燃烧过程的强化与完善
一、两个热强度
1. 面积热强度：指燃烧室(或火道)单位面积上在单位时间内
通常碳粒来不及在高温区烧完，随气流流入火焰尾部低温区,燃 烧由扩散区转为动力区(温度低造成)，此后，碳粒的燃烧可能完全中 断，未燃尽的碳粒冷却后便形成碳黑，沉积在加热表面或管壁上。
五、火焰辐射
◆ 燃气火焰辐射有两种情况：
①、不发光的透明火焰的辐射，主要为高温气体的辐射，如 CO2、H2O。
②、黄色、光亮而不透明的光焰辐射，其中火焰内的游离碳 粒子产生的固体辐射占很大比例。气体辐射仅在窄波段进 行，辐射能力弱，而发光固体颗粒辐射具有连续发射光谱 能力，辐射能力强。
四、紊流预混火焰的稳定
◆ 采用人工的稳焰方法，出发点仍为改变气流速度以及改 变传播速度。
◆常用方法：在喷口处设置一个点火源。
1. 连续作用的人工点火装置，如炽热物体，辅助火焰。如图 1 2.使炽热的燃烧产物流回火焰根部形成点火源，如采用火焰稳定器:圆棒、
V型棒、锥体、平盘、鼓形盘等。如图2
图1 用辅助火焰作点火源 1—燃烧器火孔；2—小孔；3—环形缝隙
② 火焰焰面为圆锥形，焰面以内为燃 气，焰面以外为空气，焰面处α=1，燃 烧产物浓度最大。 ③ 火焰长度与气流速度成正比，对同 一种燃气和同一燃烧器，气流速度越大， 火焰越长。 ④ 燃气流量一定时，火焰长度与气流 速度无关，仅与气体的扩散系数成反比。 扩散系数越大，火焰越短。(扩散系数即
3.完全预混式燃烧器
" 决定于燃烧室的背压，负背压有利于空气的吸入，正背压
不利于空气的吸入。燃烧室背压较小时， ' 1 。
• 燃烧器的引射能力 u 不仅与燃烧器的几何尺寸有关，还受工况 F 、
背压 " 及能量损失系数 K 和 K1 的影响。 因此，严格地说高压引射器是没有自动调节特性的。
• 引射能力在下列条件下要发生变化：
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。
•采用小火孔，增大火孔壁对火焰
的散热，从而降低火焰传播速度， 是防止回火发生的有效措施。小
小火孔板式全预混燃烧器
火孔燃烧器在热负荷不是很大的
民用燃具上有着广泛的应用。
• 对于热强度很大的工业燃烧器，大量的小火孔会大大地增加燃烧器头 部尺寸，就变得不合适了。可以采用水冷却燃烧器头部的方式来加强对 火焰的散热，从而降低火焰传播速度。
•负压吸气引射器吸入段形状不合理时，将使其阻力损失增大，使得负压 吸气引射器效率不如常压吸气引射器。所以，吸入段的设计要十分谨慎。 •为了使空气平稳地进入吸气段，并且具有均匀的速度场，引射器的形状 应如下图所示。
负压吸气引射器
能量损失系数 K
负压吸气高压引射器的基本方程
• 负压吸气高压引射器的计算公式与常压吸气低压引射的计算公式虽有 不同，但推导过程极为相似，可得负压吸气高压引射器特性方程:
可得
A1 X 2 2 X A1 0
X
1 1 A1 A1
• 作为高压引射式燃烧器计算的判别式，它与低压引射式燃烧器判别式
的不同在于 A1 值随燃气压力 H 而变化。
如果 A 1 ，则 X 1 ，即 F1 Fop ，表明燃烧器计算工况与最佳工况一致。 如果 A 1 ，则 X 无实数解，表明燃烧器不能保证所要求的引射能力。 如果 A 1 ，则表明燃烧器有多余的燃气压力。为了缩小燃烧器尺寸，可 以非最佳工况作为计算工况或采用图中长度较短的引射器。
燃气燃烧方法
燃气燃烧方法
燃烧方法，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。
燃气燃烧在不同物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。
根据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种：
1．扩散式燃烧法
将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧法。
2．完全预混式燃烧法
按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃烧。
由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混式燃烧法
在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数=0．45～0．75)，然后经燃烧器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧法。
从本质上看燃气的燃烧过程，与其它种类燃料一样，也包括以下三个阶段：
(1)燃气与空气的混合，属物理过程，需要消耗一定的能量和时间；
(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，依靠可燃混合气本身燃烧反应产生的热量来预热；
(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速度受化学动力
学因素控制。
所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括氧化剂与燃气混合预热所需的时间ph和进行化学反应所需的时间ch,即：
=Ph+ch
按燃烧阶段所需时间不同，也可区别出以上不同类型的燃烧方法。
如果ph远大于ch，则ph，燃烧在扩散区进行，物理因素是影响燃烧全过程的主要因素：反之，ph远小于ch，则ch燃烧在动力区进行，化学动力学因素是影响燃烧全过程的主要因素；若phch。
燃烧在中间区进行。
燃气燃烧与应用总结归纳
燃气燃烧与应用总结归纳-2..第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H 2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值 :1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg 。
3高热值是指 1m 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
3低热值是指 1m燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
3一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按 1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为 3800—4060KCal/m3天然气的低热值是 8600—11000KCal/m33液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米 ( 或公斤 ) 燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为333m/m或 m/kg 。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数 : 实际供给的空气量v 与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α—— 1.05-1.20民用燃具α—— 1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于 1.3烟气量含有1m干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
全预混燃气燃烧技术、氧气去极化两项技术[1]
![全预混燃气燃烧技术、氧气去极化两项技术[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a0ee0a1e941ea76e58fa04f8.png)
全预混燃气燃烧技术一、技术名称：全预混燃气燃烧技术二、适用范围：任何需要火焰加热工艺的产业三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：预混燃烧技术相较于传统扩散式或大气式等后混燃烧方式而言，不但燃烧速度更快、效率更高、燃烧更完全、废弃物更少。
乔大全预混式燃气燃烧技术应用在有色金属熔化工艺，节能17.6%，效率提升27.2%；应用在陶瓷烧制工艺，节能26.82%；应用在化工固碱提炼工艺，节能11.38%，效率提升14.26%，产量增加17.44%。
四、技术内容：1.技术原理燃烧效率取决于可燃物与助燃物的混合状态，目前市面燃烧装置普遍利用各种调节阀或装置控制燃料与空气达成一定比例的供量，然后在燃烧室进行混合及燃烧，这种方式受到空间（扩散混合需要足够空间）及时间（燃烧速度与扩散速度匹配）的限制。
而预混式技术则是将燃料与空气在进入燃烧室的喷嘴前已完全混合，经过预混腔将气体分子充分搅散混合，使得混合更完整，同时得以让燃烧速度不再受限于气体扩散速度等物理条件，燃烧速度更快、效率更高，因此更节能、更环保。
2.关键技术自动化预混控制技术，保证混合比例精确，同时保证工作安全，不会产生回火现象。
3.工艺流程以调节阀控制燃气流量作为火力调节，同时考虑实际使用状况有压力波动，因此在气路配有压力传感器，综合流量、压力讯号后自动匹配调整变频风机送风量，首先保证进气量比例精确。
燃气及空气进入预混腔体进行预混，专利技术可有效提升混合效果，同时将燃气及空气的压力、流速经过预混腔达成一致，不会有出口速度不等的情况发生。
经分流火孔喷出后燃烧，由于已完成精确比例混合，燃烧完全，燃烧速度快，火焰温度高。
五、主要技术指标：可使用各种可燃气体作为燃料，除一般常见的液化石油气、天然气、人工煤气、发生炉燃气、二甲醚、氢气等，低热值气体如高炉燃气亦可利用。
六、技术应用情况：2005年1月经江苏省节能技术中心检测，高效节能效果明显2005年4月苏州市科学技术局的科学技术成果鉴定评定为国内先进水平。
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧在燃烧之前，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。
完全预混式燃烧过程的热强度与火道有特别大的关系。
正确设计的火道不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对快速燃尽也起了特别大的作用。
科技成果——金属纤维全预混强制鼓风商用燃气灶节能技术
科技成果——金属纤维全预混强制鼓风商用燃气灶节能技术适用范围轻工行业商用燃气灶具行业现状我国传统的中餐灶技术多采用大功率风机将火焰吹出、火焰对流冲刷加热锅底的燃烧方式，这类技术存在燃烧器功率大、热效率低、风机耗电量大、空烧浪费严重、噪音大、燃烧不充分、污染物排放高等问题。
传统中餐灶每灶眼能耗约为45-60kW，热效率通常在20%-28%，能源损失严重。
目前该技术可实现节能量9万tce/a，减排约24万tCO2/a。
成果简介1、技术原理采用完全预混式的金属纤维表面燃烧方式，使燃气与空气完全预混，实现金属纤维表面均匀的燃烧辐射和高强度的蓝色火焰，并能在红色和蓝色火焰两种模式下平滑过渡，燃烧完全；采用直流风机、文丘里燃气空气混合装置及压力伺服电磁阀实现燃气空气比例调节，燃烧自动控制系统实现自动点火和火力无级负荷控制。
通过上述燃烧方式，相对传统商用灶，能有效提高燃烧器的热效率，节约燃料。
2、关键技术（1）采用耐腐蚀结构的金属纤维表面燃烧技术燃烧器的头部将燃气、空气混合物均匀分布在金属纤维网格上，并进行稳定的完全燃烧。
燃烧器头部采用坛式结构，上封盖及紧固密封件之间设有防水缝隙，坚固密封件上设有挡水檐，可以有效防止含盐汤汁对金属纤维网的腐蚀。
（2）全预混式比例自动调节技术自动控制系统控制风机与电磁阀将燃气与空气在文丘里混合器中按照比例完全预混，将混合后的气体吹送到燃烧器中完全燃烧，通过控制电位器调节档位可实现无级负荷调节。
（3）分离式长明火自动点火技术将自动点火系统设计在燃烧器底部且不接触主燃烧器火焰，不使其他部件过热，解决了点火针附着在燃烧器头部上导致点火针及其导线在高温下易损毁的难题，保证点火的安全可靠性，底部点火速度快，不会产生爆燃。
（4）保温隔热复合炉膛技术炉膛采用锥形复合锅圈设计，设计定制了与锅圈连为一体的锥形复合炉膛，内壁采用不锈钢、外壁采用铸铁制造，夹层采用硅酸铝陶瓷棉的设计，具有良好的保温隔热功能。
全预混锅炉原理
全预混锅炉原理
1.预混燃烧：
在全预混锅炉中，天然气（或其他可燃气体）与空气在进入燃烧室之前就被预先精确地按照化学当量比混合。
这意味着在燃烧前，天然气与所需量的空气就已经完全混合在一起，形成了一个预混气，确保了空气与燃料的比率正好满足燃烧反应的最佳需求。
2.精确配比：
为了实现预混，全预混锅炉通常配备有先进的空气燃气比例调节装置，如文丘里管、精密燃气电磁阀和变频风机等，这些设备可以根据实际负荷需求精确调整进入燃烧室的燃气和空气比例，确保燃烧效率最高，同时减少NOx等有害物质的生成。
3.燃烧过程：
预混气通过燃烧头进入燃烧室后，在点火装置的作用下点燃，由于空气与燃气预先混合均匀，燃烧反应非常充分且迅速，减少了燃烧不完全的可能性，同时降低了燃烧温度，有助于减少热力型氮氧化物的生成。
4.热效率提升：
通过这种方式燃烧，全预混锅炉可以大大提高热效率，因为它能更充分地利用燃气的化学能，并通过冷凝技术回收烟气中大量的潜热（即水蒸气冷凝释放的热量），进一步提升热效率至超过100%，通常称为冷凝式全预混锅炉。
5.污染物减排：
由于燃烧温度较低且空气与燃气比例控制得当，全预混燃烧技术有助于大幅降低氮氧化物（NOx）和其他污染物的排放，符合现代环保法规的要求。
第七章 燃气的燃烧方法
2、紊流扩散火焰的长度 在燃气紊流自由射流中，由实验公式，轴线上的燃气浓度 Cg与射流出口处的原始浓度C1之比为：
Cg C1 0.70 as 0.29 r
α—紊流结构系数； s—轴向距离； r—射流喷口的半径。
射流中各点的燃气浓度与空气浓度之和应该是一样的，它等 于出口处的浓度和 ：
C1 0 C1
13
思考：如何消除层流扩散火焰中的煤烟？
在火焰的内侧高温区：扩散区燃烧，可从内部提供足够多的 氧气。（例如部分预混式，完全预混式燃烧）
在火焰的外侧低温区：动力区燃烧，外部保温。如马灯、煤
油灯的玻璃罩，起到防风、保温作用。
14
3、层流扩散的长度 采用相似关系来分析层流扩散火焰的基本规律。
扩散燃烧装臵 ：管1、管2 ；
家庭用燃气用具大都属于此类。如燃气灶、热水器。日 常生活中常见：打火机、煤油灯。
25
燃气在一定压力下， 以一定流速从喷嘴流 出，进入吸气收缩管， 燃气靠本身能量吸入 一次空气。在引射器 内燃气和一次空气混 合，然后经头部火孔 流出，进行燃烧，形 成本生火焰。
26
27
根据气流喷出速度的不同，部分预混火焰又可分为层流和紊流。
但氧气向焰面扩散的速度基本未变，焰面的收缩点离喷
口越来越远，火焰长度不断增加。这时，火焰表面积增加，
单位时间内燃烧的燃气量↑。
b、当Vm↑→临界值时，
流动状态从层流→紊流→火焰顶点跳动。
19
c、随Vm继续↑，
火焰绝大部分均扰动起来，这时扩散转变为紊流扩散， 混合加剧，燃烧强化→火焰变短。
d、随着扰动程度的加剧，混合时间↓↓，当 在动力区进行。
29
3、点火环 思考：管道上气流的速度按抛物线分布，中心大，四周小， 管壁处为0。火焰会不会传到燃烧器里去？ 不会，火焰传播速度受管壁散热的影响，该处的火焰传播 速度因为管壁散热也减小了。 思考：在焰面任一点上，Sn=Vn， 火焰在该点是否能完全稳定？ 不能，只是在火焰面法向上稳定， 由于存在切向分速度，使质点向上移 动。
燃气燃烧方法-完全预混式燃烧
编号：SY-AQ-01554( 安全管理)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑燃气燃烧方法-完全预混式燃烧Gas combustion method complete premixed combustion燃气燃烧方法-完全预混式燃烧导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
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。
4.1.燃气燃烧方法
•离开管口，气流速度会逐渐变小；而越靠近管口，则管口 壁的散热作用越明显，从而使火焰传播速度降低。 •在离开管口处，必定存在气流速度大于火焰传播速度的1 点及气流速度小于火焰传播速度的2点。 •在1点处，气流法向分速度大于该点的法向火焰传播速度， vn＞Sn，气流切向分速度将使焰面向上移动；而在2点处， 气流法向分速度小于该点的法向火焰传播速度，vn＜Sn， 焰面将向下移动。 •在点1和点2之间必定存在一个气流速度与法向火焰传播速 度相等的点3，在点3上焰面稳定，而且没有分速度，φ＝0。 •这就是说，在燃烧器出口的周边上，存在一个稳定的水平 焰面，它是燃气-空气预混气流的点火源，又称点火环。 部分预混火焰内焰 表面上的速度分析
1.扩散式燃烧
•点燃前，燃气与空气不相接触（’＝0），燃烧所需的氧气完全依靠扩 散作用从周围大气获得，燃气与空气在接触面处边混合边燃烧。 •流态不同，扩散的方式也不同。
•层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用使周围氧气进入燃烧区；
•紊流状态下，则主要依靠紊流扩散作用来获得燃烧所需的氧气。 •两种流态下的火焰结构有很大的差异。
•燃气的火焰传播速度越大，脱火和回火曲线的位臵就越高。 所以火焰传播速度较大的人工燃气容易回火，而火焰传播 速度较小的天然气则容易脱火。
•对于同一种燃料，一次空气系数’与火孔热强度q则集中 反映了二者的变化情况，是影响火焰稳定的主要因素。
•相同火孔热强度下，’＝1时，火焰传播速度达最大值，回火极 限速度也达最大值； •无论增大或减小，火焰传播速度都将减小，从而导致回火极限 速度减小。’增大，点火环的点火能力将减弱，从而脱火极限速 度下降。 •在相同一次空气系数下，火孔热强度q增大将导致气流速度增大， 脱火性增强；同时导致燃烧温度升高，火焰传播速度增大，从而 使回火与离焰曲线的位臵上移。 •火焰稳定性还受周围空气组成的影响。如周围大气被惰性气体污染， 由于空气中氧含量较正常少，使混合气体的燃烧速度降低，从而脱火 的可能性就增加了。 •火焰周围空气的流动对火焰的稳定有不利的影响。
燃气的燃烧方式分类
燃气的燃烧方式分类燃气的燃烧方式通常有三种:扩散式燃烧、部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。
一、扩散式燃烧燃气与空气不预先混合，即一次空气系数α=0，燃气从火孔流出进行燃烧，燃烧所需要的空气，完全依靠扩散作用从周围大气中获取，这种燃烧方式称为扩散燃烧。
例如，燃气从钢管的渗漏孔外泄时的燃烧，就属于这种形式.扩散燃烧的火焰长而无力，它像蜡烛燃烧那样分成三层火焰，中心的火焰较暗，这是还未达到着火温度的可燃气流;中间一层发光明亮，这一层是碳氢化合物受热分解成的碳和氢，游离碳在高温下灼热发光;最外层是可燃气体扩散在空气中燃烧所形成的。
从外形上看，扩散式燃烧的火焰拉得较长，且为黄色，但仍会看到下部的外表有一层薄薄的蓝色，这是周围空气无法进入火焰内部的结果 (“进入”是指空气与燃气混合)，这种扩散式燃烧通常用在工业上生产化工原料 (炭黑)，也普遍用于点火火源。
由于扩散燃烧是通过空气的扩散作用而进行的，其混合速度慢，所以火焰温度较低，常会发生不完全燃烧。
液化石油气不宜采用这种燃烧方式，原因是燃烧需要的空气量较多。
扩散式燃烧器是按层流扩散的原理来设计的。
燃烧所需要的空气量，常用加大过剩空气系数的方式来提供。
但采用过剩空气系数加大办法会使燃烧温度下降，燃烧情况恶化，热强度较低。
如采取适当的强制送风措施，则可加大气流扰动，对提高热强度，减少火焰长度有作用。
二、部分预混式燃烧如果燃气与所需的空气预先进行部分混合，即0<αꞌ<1，然后让混合气体从火孔流出，则一经点燃，就有部分燃气靠一次空气首先燃烧起来，形成火焰的焰心，又称内锥。
内锥中间为预热区，内锥表面叫焰面。
其余的燃气与燃烧产物混合在一起，并与周围的空气进行扩散转移，再将燃烧进行完毕，这时所混合的空气称为二次空气，形成的火焰俗称外锥。
由于火孔内气体压力比周围空气压力大，燃气流出后即向外膨胀，因此，内锥底部直径比火孔直径略大一些。
这种燃烧所形成的火焰结构常称为本生火焰。
火焰离子电流法检测全预混燃烧状态的应用和探讨
有 容积热 强度 高和污 染物排 放低 的优 点 。要 实现稳
定 的全预 混燃烧 ，关键在 于保 持合理 、稳定 的空燃 比。但是在 实 际应 用 中，燃 气热 值 、成 分变 化或者 控 制 空气 燃 气 混 合 比例 的 比例 阀失 调等 会 造 成 空
气 体 受到 电场或热 能 的作用 ，就会 使 中性气 体
流变化 实 时监 测 ，来判 断发动 机 内油气混 合物 的燃 烧 状况 ，进而 通过控 制系 统改变 空气和 燃 油的混合 比例 ， 以达 到 闭环 实 时 控 制 和优 化 燃 烧 状 况 的 目
产生 Ｃ Ｏ 、 ３ Ｃ Ｈ： Ｃ Ｈ； Ｃ 、 、 Ｈ Ｈ ０ 、 、 ， 、 Ｈ３ Ｈ； ＮＯ
ｅ 等大 量离 子 。其 基本 反应式 ： 一
Ｃ ｍ７ ｍＯ ｎ２Ｑ ｍ＋ ＋ ｝－ Ｃ２ Ｈ ＋ Ｈ ｆ Ｏ－ ＋ Ｏ － ￣
＿／ ｒ 厶
（ １ ）
（） ２ （） ３
其 中典型 的化学 反应 为：
Ｃ ＋ Ｃ Ｏ ＋‘ Ｈ Ｏ Ｈ ｅ Ｃ Ｏ Ｈ２ Ｈ Ｏ ＋ Ｏ ｅ Ｈ ＋ Ｏ ３ Ｃ ＋一
完全 预 混 式 燃 烧 是 指燃 气 和 空气 在 着 火 前 预 先按 照化学 当量 比混 合均 匀 ，到达燃 烧 区后混合 物 不 再 与外 部 空气发生 扩散燃 烧 ，瞬 间燃烧 完毕 ，具
燃 气火 焰 电流 变化 来确定 空燃 比和火 焰燃烧 状态 。
同时论述 了建 立火 焰 电流 与空燃 比关 系 的方法 。 １ 火焰 离子 电流产生 机理 及研 究现状
于失去 部分 电子从 而带 正 电。通 常把这 种使 中性 的
分 子 或 原 子 释 放 电子 形成 正离 子 的 过 程 叫做 气 体 电离 。
燃气燃烧方法部分预混式燃烧
燃气燃烧方法部分预混式燃烧燃气燃烧方法中的一种重要类型是预混式燃烧。
预混式燃烧是指燃气和空气在燃烧前事先混合，形成稀薄的可燃气体混合物，然后进行燃烧。
这种燃烧方法具有许多优点，如高燃烧效率、低排放、可控制的燃烧过程等。
以下将详细介绍预混式燃烧的原理、优点以及应用领域。
预混式燃烧的原理是将燃气和空气在燃烧器内先行混合，形成可燃气体混合物，再经过点火点燃。
预混式燃烧的燃气与空气的混合比例可以通过燃气和空气进气量的控制来调节，从而获得适宜的混合比例。
混合气体在燃烧时能够快速燃烧，因为可燃气体和氧气的接触面积更大，同时混合气体的温度和压力也更高。
预混式燃烧的燃焰较小，且燃烧速度较快。
预混式燃烧具有许多优点。
首先，预混式燃烧能够提高燃烧效率。
由于燃气和空气事先混合，使得燃料更充分地与氧气接触，燃烧更完全，从而提高能量利用率。
其次，预混式燃烧可以实现低排放。
由于燃料更充分地燃烧，燃烧产生的废气中的污染物减少，从而减少了废气的排放。
此外，预混式燃烧还具有燃烧温度和燃焰形状可控制的优点，通过调节燃气和空气的混合比例，可以实现燃烧的稳定和控制。
预混式燃烧方法在许多领域得到广泛应用。
首先，它在工业领域中被广泛应用于燃烧炉和锅炉等热能设备中。
预混式燃烧能够提高燃烧效率，减少能源消耗，从而降低能源成本。
其次，预混式燃烧也在家用燃气炉具中得到应用，如燃气灶和燃气热水器等。
这些炉具采用预混式燃烧能够提供高效、环保的烹饪和供暖体验。
此外，预混式燃烧还应用于柴油机、燃气轮机等内燃机中，提高其燃烧效率，并减少尾气排放。
总之，预混式燃烧是燃气燃烧方法的一种重要类型，具有高燃烧效率、低排放、可控制的燃烧过程等优点。
它在工业和家用以及交通领域等多个领域得到广泛应用。
预混式燃烧的发展有助于提高能源利用率，减少环境污染，为可持续发展做出贡献。
全预混燃烧
当需要提高燃烧负荷时，首先提高风机转速，使风量增加，此 时文丘里混合器入口静压Pa1增加，经空气取压管12，使得 膜片8上侧压力增加，指挥阀的阀口7被关小。其结果使得原经 过指挥阀阀口7、联通孔6的燃气泄流阻力增加，进而使得经联 通孔9导入调节阀膜片10下侧的压力增加，调节阀3被开大， 燃气流量增加，此时建立的压力平衡关系为：
四、文丘里型混合器 在全预混燃烧系统中，一般采用文丘里混合装置来保证燃气与空
气的充分混合。燃气与空气的混合可以在风机出口进行（后预 混），也可在风机入口进行（前预混）。 1.后预混型文丘里混合器
Company Logo
上图为混合气的结构，空气流过文丘里混合气，将在文丘里管喉 部产生负压，燃气从文丘里管喉部进入后与空气混合。在文丘里 管入口处设有取压环室，取出的静压用于控制燃气调节阀，实现 燃气流量与空气流量的同步调节，并保持恒定比例，后预混式混 合器的负荷调节范围一般为1：5。下图给出了两种不同型号混 合气的特性曲线。从曲线上可以看出，当提高风机进口压力时， 在保持混合比不变的情况下增大了负荷。文丘里混合气安装在风 机出口。
24kW 1175.8mm2
20.4W
/ mm2
再如，另一个金属纤维表面的全预混燃烧器，输入功率为 33.5kW，金属纤维表面积为37680mm2，则计算得到燃烧器 表面热强度为0.89W/mm2。
Company Logo
三、燃气/空气比例调节系统 1.对于鼓风式全预混燃烧器，在燃烧过程中，特别是在符合变
Company Logo
在分析大气式燃烧热水器的热交换过程时，必须注意到燃烧 产生的是不发光火焰。因此，火焰辐射式依靠三原子气体 （没有固体粒子辐射）。而气体燃料所产生的三原子气体所 占份额很小。更为重要的是，热水器燃烧室尺寸都很小，其 辐射层厚度很小，气体辐射能力很弱，辐射热交换吸热在总 吸热中只占较小的部分。
燃气具的全预混燃烧、换热技术浅析
燃气具的全预混燃烧、换热技术浅析摘要：用更有效、更清洁的先进技术取代旧系统可以节省至少25%的能源效率，这是一项巨大的潜能。
舒适性，就像噪音一样，也是消费者测试评价中的一个很重要的问题。
可靠的高(负荷)调节比已经能实现。
数字化与年轻人相结合，将使我们传统的采暖和生活热水领域发生变化。
冷凝器具，是指能够通过冷凝技术，将烟气中的水蒸汽冷凝，该技术可节省更多的能源。
关键词：高调节比舒适性冷凝能源全预混燃烧不锈钢换热器调节比1．背景在热水器、采暖炉等常见燃气具产品中，燃烧、换热技术是该类产品的核心指标。
全预混燃烧技术搭载冷凝换热技术的组合，在一定程度上决定了燃烧和换热效率。
笔者将从燃烧、换热角度，对其核心特性做简单浅析。
2．全预混燃烧器Pre-mixed 燃烧即为全预混式燃烧，空气会通过文丘里混合器，与燃气阀输出的燃气进行汇合，形成空气、燃气混合气体。
在后续的燃烧过程中，无二次空气的参与。
全预混还可根据预混组合结构的不同，分为前、后预混。
前预混指文丘里混合器和燃气阀组件设置在防爆风机前端，空气、燃气混合气体在风机入口处完成汇合；后预混则指的是文丘里混合器和燃气阀组件设置在防爆风机后端，空气、燃气混合气体在风机出口处完成汇合。
全预混燃烧的主要特点有1.能实现燃烧完全，实际过剩空气相对较小(通常理论。
2.燃烧的强度相对较高，理论可达。
3.燃气燃烧火焰传播相对较快。
目前，全预混燃烧器均为鼓风式全预混燃烧器，按形状可分为：平板式、半球状、圆柱形。
按燃烧头表面材料可分为：不锈钢型、陶瓷型、金属纤维编织物型。
通过实验数据得出，不同款的燃烧器在各个性能上，如燃烧性能、防止回火、避免共鸣音、TDR及成本上表现均不同，具体优劣如下表。
在实际选型中，须结合整机结构来综合考虑。
表1.全预混燃烧器不同性能表现全预混燃烧的火焰传播相对较快，当无金属纤维编织物时，其火焰稳定性相对较差。
通过设计一个相邻的专门火道结构来稳焰。
例如：某款燃烧头设计材质为不锈钢，头部结构由SUSU 316材质冲压而成，增加了稳焰效果的火道设计，其火孔结构包含条状主火孔和圆形稳焰孔，混合气体均可通过主火孔和稳焰孔后进行燃烧，因稳焰孔阻力相对较大，混合气体流速会低于主火孔，故不容易脱火。
燃气燃烧第八章
•
•
由于只预混了燃烧所需的部分空气，而不是 全部空气，故火孔热强度、燃烧温度虽比自然引 风扩散式燃烧器高，仍不能满足某些工艺的要求。 当热负荷较大时，多火孔燃烧器的机构比较笨重。 多火孔大气式燃烧器应用非常广泛，在家 庭及公用事业中的燃气用具，如家用热水灶、 热水器、沸水器及食堂灶上用得最多，在小 型锅炉及工业炉上也有应用。单火孔大气式 燃烧器在中小型锅炉及某些工业炉上也广泛 应用。
K—与燃气性质及一次空气系数有关的系数，见表7-2。
外焰高度 • 式中 • • •
式（7-15）
hOc—火焰的外焰高度，mm； n—火孔排数； n1—表示燃气性质对外锥高度影响的系数： 对天然气，n1=1.0；对丁烷, n1=1.08;
对炼焦煤气 dP=2mm时, n1=0.5; • dP=3mm时, n1=0.6; • dP=4mm时, n1=0.77~0.78;(热强度较大时取较大 值); • fP—一个火孔的面积，mm2； • qp—火孔热强度，kW/mm2; • dP—火孔直径，mm；
•
• 式中 • • • •
式（7-2）
qp—火孔热强度，kW/mm2; Hl—燃气低热值，kJ/m3; а ′—一次空气系数； V0—理论空气需要量，m3/ m3； vP—火孔出口气流速度，m/s。
• 大气式燃烧器常用设计参数
表7-1
2、确定燃烧火孔总面积FP • 根据所选的qp或vP，可以确定燃烧火孔总面积。
• 式中 d—喷嘴直径，mm； • Fj—喷嘴截面积，mm2。 • 3、计算引射系数 • 质量引射系数µ
•
式（7-12）
• • 式中 µ—质量引射系数； • V0—理论空气需要量，m3/ m3。 • s—燃气的相对密度； 2）容积引射系数µs
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
安全管理编号：LX-FS-A99325 燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or
activity reaches the specified standard
编写：_________________________
审批：_________________________
时间：________年_____月_____日
A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
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。
请在该处输入组织/单位名称
Please Enter The Name Of Organization / Organization Here。