燃气燃烧方法
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。
第7章 燃气燃烧的基本理论
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。
§7-1 燃气的燃烧计算
3、燃烧反应计量方程式： 是进行燃烧计算的依据。它可以表示出燃烧前后， 燃气中的各可燃物质与其燃烧产物间的量值比例关系。 如： CH 2O CO 2H O H 4 2 2 2 任何一种形式的碳氢化合物 Cm H n 的燃烧反应方程 式都可用以下通式表示：
n n Cm H n (m )O2 mCO 2 H 2O H 4 2
2、燃烧热量温度tther：
Q2=0，Q3=0，Q4=0；不计由燃气和空气带入的物 理热（Ig=Ia=0）；且假设α =1。
tther
Hl
0 VRO2 cRO2 V H0 O cH O VN c 2 N2
2 2
tther 只与燃气组成有关，即只取决于燃气性质，是燃 气的热工特性之一，是从燃烧温度的角度评价燃气性 质的一个指标。
1、三原子气体体积：
VRO2 VCO2 VSO2 CO2 CO mCm Hn H2 S
2、水蒸气体积：
V
0 H 2O
n H 2 H 2 S Cm H n 1.20(d g V0 d a ) 2
3、氮气体积：
V 0.79V0 N2
0 N2
4、理论烟气量总体积：
干空气中N 2与O2 的容积比为：
燃气燃烧方法范文
燃气燃烧方法范文燃气燃烧方法是指将燃气作为燃料，在燃烧过程中释放出的热能用于各种工业和家庭用途。
燃气通常指的是天然气或液化石油气等，由于其低污染、高效率和易于调控的特点，越来越受到人们的青睐。
本文将详细介绍燃气燃烧方法及其应用。
首先，燃气燃烧的基本原理是通过供给燃气和氧气，在合适的温度和压力条件下，经过燃烧反应产生热能。
燃气和空气的混合比例、供气温度、压力、气体流速等因素都会影响燃烧的效果。
燃气燃烧可以分为直接燃烧和间接燃烧两种形式。
直接燃烧是指将燃气直接喷入燃烧室，并与空气混合后燃烧。
间接燃烧则是通过燃烧炉或锅炉等设备，将燃气燃烧后的热能传递给工作介质（如水蒸气或油）。
在实际应用中，燃气燃烧有多种常见方法。
以下是其中一些常见的方法：1.高温空燃法：这是一种将燃气与空气在燃烧室内进行混合燃烧的方法。
燃气由喷嘴进入燃烧器，经过预混后与预热的空气混合，形成可燃气体。
然后，可燃气体进一步与燃烧室内的剩余空气混合，并点火进行燃烧，产生高温燃气。
该方法具有燃烧稳定、热效率高和热负荷调控方便等优点，广泛用于燃气锅炉等应用中。
2.浓度燃烧法：这是指通过调节燃气和空气的供气比例，使可燃气体的浓度达到最佳燃烧浓度范围的方法。
这种方法要求较高的控制技术和设备，但能实现燃烧的高效率和低污染排放。
浓度燃烧法广泛应用于工业炉、燃气轮机等设备中。
3.逆流燃烧法：这是指将燃气和空气从燃烧室的两端同时喷入，使燃气和空气在燃烧室内互相交叉流动，并产生逆流的方法。
逆流燃烧法具有燃烧稳定、燃烧温度均匀分布、热传递效率高等特点，特别适用于高温和超高温燃烧过程。
4.分层燃烧法：这是指通过将燃气和空气分别喷射到燃烧室的不同位置，使燃气和空气形成分层的燃烧过程。
这种方法可以实现燃烧的高效率和低污染排放，特别适用于大型工业炉和电厂锅炉等应用。
需要注意的是，不同的燃气燃烧方法适用于不同的应用场景和要求。
在具体应用中，还需要考虑燃气的性质、供气压力、温度控制等因素，进行合适的燃气燃烧方式选择和设备设计。
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。
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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。
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
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=vco sψ (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。
燃气燃烧方法
第五章 燃气燃烧方法第一节 扩散式燃烧二、层流扩散火焰的结构将管口喷出的燃气点燃进行燃烧，如果燃气中不含氧化剂(即'0α=)则燃烧所需的氧气将依靠扩散作用从周围大气获得。
这种燃烧方式称为扩散式燃烧。
dC M DFdr∝ (5-1)式中 D ——扩散系数；F ——垂直于扩散方向两股气流的接触面积；dCdr——径向浓度梯度。
对于上述两种相似情况，扩散率之比为：11112222dC D F M dr dC M D F dr ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫⎪⎝⎭ (5-2)111222F d L = (5-3)1212dC d dr dC d dr ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫⎪⎝⎭(5-4)11112112222122M D d L d D L M D d L d D L =⨯⨯= 2111122222D L v d D L v d = 或者2DLvd=常数2vd L D∝(5-5)三、层流扩散火焰向紊流扩散火焰的过渡10.700.29g C asC r=+ (5-6)式中 s ——距出口的轴向距离； a ——紊流结构系数； r ——射流喷口的半径。
1g gC C n=- 或111g C C n =+ (5-7)0.70110.29f al n r=++[0.70(1)0.29]f rl n a=+-(5-8)四、扩散火焰中的多相过程E RTW Be-= (5-9)式中 W ——反应速度；B ——试验系数，取决于气相组成、固相表面积等因素； E ——活化能； R ——气体常数； T ——绝对温度。
dC W DFdr=- (5-10)式中 D ——扩散系数； F ——接触表面积；dCdr——浓度梯度。
五、燃气火焰的辐射第二节 部分预混式燃烧一、部分预混层流火焰在燃烧器出口的周边上，存在一个稳定的水平焰面，它是空气-燃气混合物的点火源，又称点火环。
二、部分预混层流火焰的确定如果燃烧强度不断加大，由于v S =的点更加靠近管口，点火环就逐渐变窄。
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时，一次空气过剩系数a‘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二vn二vcos® (5 —5)式中®——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。
天燃气燃烧技术
天然气的燃烧天然气的燃烧是按连锁反应进行，燃烧过程是靠氧作为激发物，产生分子间的碰撞，在一定温度下裂解、燃烧。
天然气的燃烧是由于碳氢化合物分解形成微小的碳粒子，一般在1130—1180℃温度下发生裂解，这些碳粒子不断的燃烧和不断的裂解形成高强度的火焰辐射热能，供玻璃熔窑使用，而天气中的甲烷确不易裂化，造成火焰亮度底，降低了燃气玻璃熔窑的热效率。
这就是我们常看到的燃气玻璃熔窑看不见火焰，化料速度底的原因。
天然气的增碳燃烧：天然气增碳燃烧分为自增碳和外增碳两种方法，一、自增碳燃烧：自增碳是通过天然气本身裂解产生的碳微粒的增碳方法，燃烧发生的一系列化学反应，在这些反应中，燃料在一些自由基例如O、OH、H碰撞下发生反应，产生更多的H或者是分解成更小的碎片。
甲烷的燃烧是CH4被连续地转化成CH3，CH2，CH。
最初形成的各种氧化的中间产物与燃料中的碳结合而首先变为CO，并且燃料中的氢基变为H2，所有的中间产物将接着进一步氧化，再一次通过自由基的作用，而变为CO2和H2O。
总热量的大部分释放都是发生在第二阶段。
当点燃预混燃料时，局部温度将提高到一个非常高的值，提高了反应速率，从而也引起燃料的燃烧，并且释放出热量。
通过热传导把热量引导到了未燃的相邻区域，相邻区域的温度提高，反应加快，燃烧得以延续。
我们知道，热量的扩散是火焰燃烧得以延续的原因，燃烧传播的速度取决于燃烧后的温度以及未燃混合物的热传导性。
为了把高温区域的自由基传递到与之接触的低温的未燃混合物中，质量扩散也是很重要的；通常质量和热扩散率是相同的。
自增碳是使天然气在1130—1180℃温度、缺氧的环境下，尽可能多的裂化，形成碳微粒，这就在燃烧控制上，出现了问题：由于天然气燃烧速度低，需要在高温缺氧环境裂解析出碳微粒，以在火焰剧烈燃烧段增加火焰的亮度，既增加火焰的辐射强度。
要想出现此环境，就要降低天然气与空气的混合速度，势必会造成火焰软而无力、浑长、刚性下降，不适应玻璃熔窑熔化。
天然气燃烧的化学方程式
天然气燃烧的化学方程式
由于天然气的主要成分是甲烷，因此天然气燃烧的过程就是甲烷的燃烧，这又可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种情况。
完全燃烧：CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O；甲烷+氧气→二氧化碳+水蒸汽。
不完全燃烧：2CH4+3O2=2CO+4H2O；甲烷+氧气→一氧化碳+水蒸汽。
扩展资料
天然气燃烧的用途
天然气具有具有无色、无味、无毒的特性，主要用途是用作燃料，天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。
由于传统燃料煤和石油在燃烧过程中会产生大量有害气体，造成环境污染，因此人们一直在寻找可替代的.清洁能源，天然气作为燃料具有的优点有：
1、绿色环保。
天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，排气污染小。
2、经济实惠。
天然气与人工煤气相比，单位热值高，同比热值价格相当。
3、安全可靠。
天然气是较为安全的燃气之一，比重轻于空气，一旦泄漏会立即向上扩散。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
燃气锅炉的燃烧方式与特点
1燃气锅炉的燃烧方式与特点燃气燃烧的特点是清洁、易于输送、无灰渣、容易进行燃烧调节、作业性好、容易调整发热量。
燃气燃烧方式一般按供给方式和数量划分为扩散式燃烧、大气式燃烧和无焰式燃烧。
扩散式燃烧是指燃气在燃烧前不预先混入空气，即无一次空气供给，其燃烧的特点为燃气与空气的混合全靠燃气与空气之间的扩散作用来实现。
这种燃烧，其燃烧速度低、火焰热强度低、易产生化学不完全燃烧；优点是无回火现象，脱火速度高，燃烧较稳定。
大气式燃烧又称本生式燃烧，它是在燃烧前预先混入一部分空气，一次空气的供给一般靠引射吸入，它的燃烧火焰由内外两部分组成，内焰呈青蓝色，轮廓清晰，短而有力；外焰呈淡蓝色，燃烧温度提高，减少了不完全燃烧，但易发生回火或脱火现象。
无焰式燃烧是燃气燃烧前，燃气与所需空气完全混合，并有高温点火源的存在，燃烧过程在瞬间完成，火焰很短，好像无火焰一般，其燃烧特点是燃烧完全、燃烧温度高，热效率高，赤热的燃烧板表面可产生红外线辐射。
燃气锅炉对燃烧器的特殊要求是燃烧器的燃烧完全程度高，调节性能高、容量范围广。
目前，燃气燃烧器有直燃引风式扩散燃烧器、鼓风式扩散燃烧器，引射式燃烧器等。
燃气锅炉一般是微正压炉，采用内燃方式比较容易实现微正压燃烧。
如燃气卧式蜗壳式锅炉，其炉胆是一个圆筒，炉膛和锅炉封闭问题容易解决，而且炉胆的形状比较符合燃气燃烧器的火焰形状；炉膛和对流受热面布置比较容易，可采用多回程，可以布置适当的尾部受热面以降低排烟温度。
由于炉膛的结构特点，还可使燃烧在炉胆中燃烧后的烟气在炉胆中产生回流作用，使烟气进入烟管换热，这种现象称“中心回燃式”。
采用内燃方式微正压燃烧，使炉内的温度较为均匀，增大对流换热效果，不需要引风机，结构简单合理。
燃气锅炉经然放弃燃烧器喷人炉膛内的燃气，如果熄火或与空气在一定范围内混合，易形成爆炸气体，所以均需采用先进的自动化燃烧系统，包括火焰检测、点火程序控制、熄火保护、各种连锁控制、检漏系统以及声、光，电报警装置。
燃气燃烧与应用
（1-20）
它表明某种燃 tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标。 气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的指按燃烧反应计量方程式， 1m（ 或 kg）
燃气完全燃烧所需的空气量，是燃气完全燃烧所需的最 小空气量，单位为 m3/m3 或 m3/kg。 当燃气组分已知时，根据各组分的反应方程式，可计算 燃气燃烧所需的理论空气量。
1.3.2 实际空气需要量 理论空气需要量是燃气完全燃烧所需的最小空气量。 由于燃气与空气的混合很难达到完全均匀，如果在实际 燃烧装置中只供给理论空气量，则很难保证燃气与空气 的充分混合、接触，因而不能完全燃烧。因此实际供给 的空气量应大于理论空气需要量，即要供应一部分过剩 空气。 过剩空气的存在增加了燃气分子与空气分子接触的机 会，也增加了其相互作用的机会，从而促使其燃烧完全。
燃烧反应的过程都很复杂，人们只对最简单的氢和氧的 反应机理较为清楚。
2H 2 O2 2H 2 O
按照分子热活化理论，要使三个稳定的分子同时碰撞并 发生反应的可能性是很小的。
实验表明，在氢和氧的混合气体中，存在一些不稳定的 分子，它们在碰撞过程中不断变成化学上很活跃的自由 原子和游离基—活化中心（H、O、OH 基） 。通过活化 中心进行反应，比原来的反应物直接反应容易很多。
造成能源的浪费和对环境的污 过小会导致不完全燃烧， 染； 炉膛温度与烟气温度降低， 过大则使烟气体积增大， 导致换热设备换热效率的降低与排烟热损失的增大，同 样造成能源的浪费。因此，先进的燃烧设备应在保证完 全燃烧的前提下，尽量使 值趋近于 1。
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。
燃气燃烧方法扩散式燃烧
燃气燃烧方法扩散式燃烧燃气燃烧方法，是指利用空气中氧气与燃气反应产生火焰的过程。
在不同的工业和家庭应用中，燃气的供应、混合、点火等环节都有所不同，因此，各种燃气燃烧方法，适用于不同的场合。
其中，扩散式燃烧是一种常见的方法，本文将详细介绍其原理及应用。
扩散式燃烧原理扩散式燃烧是通过将燃气从一个小孔喷射出来，并在空气中逐渐扩散，形成火焰。
具体来说，扩散式燃烧的步骤包括：1.燃气混合：将燃气与空气以一定的比例混合，使其能够燃烧。
在燃气燃烧器中，通常使用混合器完成这一步骤。
2.喷射：将混合后的燃气通过喷嘴喷射出来。
喷嘴是一个细小的管道，在其出口处形成了一个小孔，以便燃气能够逐渐扩散。
3.扩散：喷嘴喷出的燃气将在空气中逐渐扩散，直到形成火焰。
4.燃烧：在扩散的过程中，燃气与空气混合，达到可燃的状态，然后点燃生成火焰。
扩散式燃烧的原理非常简单，但是其应用范围广泛，燃气热水器、燃气灶具等家庭用品中都使用了这种燃烧方法。
扩散式燃烧的特点扩散式燃烧具有以下几个特点：1.燃气的喷射速度较慢，热释放速度也相对较低，因此火焰温度较低。
这种燃烧方式适用于一些需要较低温度的场合，例如家庭燃气热水器。
2.燃气的流量和空气的混合比例容易控制，因此燃气的燃烧效率较高。
3.火焰较为稳定，不易出现燃烧不完全或烟气排放问题。
4.较为安全，因为燃气喷射速度较慢，不易发生高温油花、火花等现象，降低了火灾的风险。
综上所述，扩散式燃烧非常适用于家庭和工业场合中，不需要高温的、燃烧效率要求较高的情况。
扩散式燃烧的应用扩散式燃烧广泛应用于燃气设备、燃气灶具、燃气热水器等领域。
以下是一些常见的应用：燃气热水器燃气热水器是一种家庭用品，其内部有一只燃气燃烧器，用于加热水。
燃气热水器通常采用扩散式燃烧，将燃气和空气混合后喷射出来，然后在燃烧室内扩散，形成火焰，加热水。
燃气灶具燃气灶具也是一种常见的家庭用品，用于烹饪食物。
与燃气热水器类似，燃气灶具也采用扩散式燃烧。
第05章 燃气燃烧方法
第二节 部分预混式燃烧
三、部分预混紊流火焰
• 紊流火焰的特点：火焰长度短，顶部圆，焰 面皱曲，火焰厚度增加，表面积增加。 • 紊流火焰结构： ¾ 焰核：燃气空气混合物尚未点着的冷区 ¾ 焰面：着火与燃烧区 ¾ 燃尽区：此区边界看不见，通过气体分析确 定。
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第二节 部分预混式燃烧
四、紊流预混火焰的稳定 • 紊流火焰工作的稳定区变得很窄，常常全 部消失，只有人工办法稳焰。 • 要想稳焰，就要想办法在局部地区保持气 流速度和火焰传播速度之间的平衡。 ¾ 从气流速度着手→流体动力学方法 ¾ 从改变火焰传播速度着手→热力学和化学 方法
二、部分预混层流火焰的确定
• 离焰：当燃烧强度不断加大，气流速度v↑， 使得v=S的点更加靠近管口，点火环变窄，最 后使之消失，火焰脱离燃烧器出口，在一定 距离以外燃烧。 • 脱火：若气流速度再增大，火焰被吹熄。 • 回火：若进入燃烧器的燃气流量不断减小， 即气流速度v↓，兰色锥体高度↓，最后由于 气流v小于Sn，火焰缩进燃烧口，熄灭。
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第二节 部分预混式燃烧
• 分析根部：在火焰根部气速度降为0，但 火焰不会传到燃烧器里去。 •在1-1环上，S<v→推离 •在2-2环上，S>v→回燃 •必存在3-3环，该环上 S=v，该环没有切向分 速，φ=0→水平焰面→点 火源→又称点火环，使层 流火焰根部得到稳定。
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第二节 部分预混式燃烧
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第三节 完全预混式燃烧
• 在部分预混式燃烧的基础上发展起来的， 技术合理。广泛应用。 • 在下列条件下进行的燃烧，称为完全预混 式燃烧，又称无焰燃烧 • 进行完全预混的条件： ¾ 燃气和空气在着火前预先按大于等于化学 计量比混合均匀（即α’≥1）； ¾ 设置专门的火道，使燃烧区保持稳定的高 温。
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。
燃气燃烧方法
气体燃烧法燃烧方法，它是影响燃烧装置热性能的最直接和最重要的因素之一。
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，可将气体燃烧法分为三种：1．扩散燃烧法将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者燃气直接喷人空气中，两者在接触面上混合时会燃烧，也称有焰燃烧法。
2．全预混合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，一旦可燃混合物到达燃烧区域，即可立即燃烧，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故电称为无焰燃烧法。
3．部分预混合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)，然后通过燃烧器将其注入空气中进行燃烧，也称为半无焰燃烧法。
本质上，气体的燃烧过程，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，这需要一定的精力和时间；(2)混合气的加热和达到着火，也屑物理过程，预热取决于可燃混合物本身燃烧反应产生的热量；(3)完成燃烧化学反应，属化学过程，反应速率由化学动力学因素控制。
所以，燃气燃烧过程所需的时间，包括预热氧化剂和燃气混合物所需的时间τ<font size="2">ph和进行化学反应所需的时间τ<font size="2">ch,即：按燃烧阶段所需时间不同，还可以区分上述不同类型的燃烧方法。
如果τ<font size="2">ph远大于τ<font size="2">ch，则τ≈τ<font size="2">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，τ<font size="2">ph远小于τ<fontsize="2">ch，则τ≈τ<font size="2">ch燃烧在动力区进行，化学动力学因素是影响整个燃烧过程的主要因素；若τ<fontsize="2">ph≈τ<font size="2">ch。
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燃气燃烧方法
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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。
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τph和进行化学反应所需的时间τch,即：τ=τPh+τch
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τph远大于τch，则τ≈τph，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，τph远小于
τch，则τ≈τch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τph≈τch。
燃烧在中间区进行。
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