3.完全预混式燃烧器
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。
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 oractivity 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。
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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。
燃气燃烧与应用 知识点
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 、 H2S 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。
高热值是指1m3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。
低热值是指1m3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。
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/m3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/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算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m3/m3或m3/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.烟气量含有1m3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。
2024年燃烧器的分类及技术要求（三篇）
2024年燃烧器的分类及技术要求用来实现燃烧过程的装置，统称为燃烧装置。
对于燃气而言，它的燃烧装置就是指燃气燃烧器，即燃气烧嘴。
燃气燃烧器是将燃气的化学能转变为热能的一种装置。
工业或民用的燃气燃烧器的基本用途，就是在炉子或燃烧室中，合理组织燃气的燃烧过程，以保证炉子或燃烧室的热工工作符合工艺、技术和经济的要求。
一、燃烧器的分类燃气燃烧器的结构多种多样，可以从不同的角度进行分类。
首先，从适用性考虑，可将燃气燃烧器分为普通燃气燃烧器和特殊燃气燃烧器两大类。
对于普通燃气燃烧器，我国常用的分类法见表361至表364。
表3-6-1按适应燃气种类分类任何一种燃气燃烧铝的工作都是为了满足一定生产或生活条件的要求。
一般来说，一种性能良好的燃烧器主要应满足如下要求：(1)工艺要求燃烧器的额定热负荷应与设计值相符，偏差不大于10％；热负荷凋节比2％～5％；能适应一种或几种燃气，当然气华白指数波动值小于5％时，必须正常燃烧；产生的火焰特征(火焰形状及尺寸、发光程度、燃烧温度等)和炉内气氛特性(氧化性、还原性或中性)应与加热工艺相符合。
(2)燃烧质量要求在额定热负荷下，各类燃烧器的空气过剩系数不得过高，一般小于1．08～1.15；燃烧室出口烟气的化学不完全燃烧热损失不高于0．4％。
(3)结构和材质要求为了检修，应便于拆卸和组装；易损零件应能很方便的维修或更换；各部零件的材质应符合要求。
(4)安全要求烟气中CO含量、燃烧器表面温度、密封性等都应符合安全要求。
2024年燃烧器的分类及技术要求（二）随着环境保护和能源利用效率的要求不断提高，燃烧器作为一种常见的能源转化设备，也在不断进行创新和改进。
预测到2024年，燃烧器可能会在分类和技术要求方面经历一些重大变化。
本文将对2024年燃烧器的分类及技术要求进行详细阐述。
燃烧器分类按燃烧介质分类：1. 液体燃烧器：主要包括煤油燃烧器和液化气燃烧器。
2. 气体燃烧器：主要包括天然气燃烧器和液化石油气燃烧器。
全预混燃烧器设计原理
全预混燃烧器设计原理
预混燃烧器是指在燃烧前，燃料和空气经过预混合后再一起进入
燃烧室进行燃烧。
其设计原理主要包括以下几个方面：
1. 确定混合方式：预混燃烧器的混合方式通常有强制混合和自
然混合两种。
强制混合是通过多种方式（如喷雾嘴、旋流器等）将燃
料和空气强制混合后再进入燃烧室；自然混合则是利用燃烧室内的湍
流和涡流作用，使燃料和空气自然混合。
2. 确定燃烧室结构：预混燃烧器的燃烧室结构通常由进气口、
混合室、燃烧室和排气口等部分组成。
其中混合室是燃料和空气混合
的关键部分，其结构应尽可能地使燃料和空气均匀混合，以提高燃烧
效率。
3. 确定燃烧条件：预混燃烧器的燃烧条件包括燃料和空气的混
合比、燃料喷射速率和燃烧室的温度等。
这些条件应根据具体的应用
要求进行确定，以确保燃烧效率和稳定性。
4. 优化燃烧过程：预混燃烧器的燃烧过程涉及燃料喷射、燃烧
和排放等方面。
为了提高燃烧效率、降低排放和延长设备寿命，需要
对燃烧过程进行优化，包括燃料选择、喷射方式、氧化剂选择等方面。
总之，预混燃烧器的设计原理是通过合理的混合方式、优化的燃
烧条件和精细的燃烧过程，实现高效、稳定的燃烧过程，以满足不同
应用领域的需求。
燃烧器认识-入门-应用基本知识
燃烧器基本知识A-什么是燃烧器、B-燃烧器的选用、C-常用符号单位换算、D-型号代表解读、E-基本操作常识A 、什么是燃烧器 燃烧器的定义是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备燃烧器的基本结构原理一、燃烧器的工作六步骤：给电、风机启动、安全检测、点火、输送燃料、燃烧。
二、燃烧器主要组成部份：机身、风机马达、油泵/电磁阀组、点火变压器、程序控制器等组成。
三、燃烧器(英语名Burner)：是使燃料和空气以一定方式喷出混合或混合喷出的燃烧装置统称。
四、广义上的燃烧器按应用领域分：工业、民用、特种(电站)。
五、根据燃料通常被分为：燃气、燃油、双燃料。
1.燃气又可分为--天然气、城市煤气、液化气等；2.燃油又可分为--轻油、重(渣)油等；3.双燃料又可分为--轻油/天然气、重油/天然气等。
六、根据使用地点分为：陆用，船用(需船级社认证)。
七、根据结构又可分为：一体式，分体式。
八、燃烧类型很多,按燃烧方法分类:1.扩散式燃烧器(燃烧所需的空气不预先与燃气混合)；2.大气式燃烧器(燃烧所需的部分空气预先与燃气混合)；3.完全预混式燃烧器(燃烧所需的全部空气预先与燃气充分混合)；4.引射式燃烧器(空气被燃气射流吸人或燃气被空气射流吸入)；5.自然供风燃烧器(靠炉膛中的负压将空气吸入组织燃烧)；6.鼓风式燃烧器(用鼓风设备将空气送人炉内组织燃烧)；7.纯燃气燃烧器(仅限于燃用燃气)；8.燃气+燃油联合燃烧器(可同时或单独燃用燃气或燃油)；9.燃气+煤粉联合燃烧器(可同时或单独燃用燃气或煤粉)；10.低NOx 燃烧器(低氮氧化物排放)。
九、燃烧器的应用范围：凡是以液体和气体燃料为能源，直接利用其热能的设备或场合都可适用,如：热水炉、 蒸汽炉、工业炉、焚烧炉，筑路机械、直燃式空调机等等。
十、燃烧器的基本要求：运行安全、节约能源、保护环境。
十一、燃烧过程的三要素为：燃料、氧化剂和点火源(这里指的是工业燃烧为迅速氧化碳氢燃料而产生大量能 源用于工业加热的过程)。
全预混燃烧
一、燃气全预混燃烧的特点 1.燃气全预混燃烧是指燃气在燃烧器前与足够的空气进行充 分混合，在燃烧的过程中不再需要供给空气的燃烧方式。 全预混燃烧的火焰传播速度快，燃烧室容积热强度很高，一 般可达28~56x103kW/m2或更高，且能在很小的过剩空 气系数下达到完全燃烧（通常α=1.05~1.1），几乎不存 在化学不完全燃烧现象。因此，燃烧温度很高，但火焰稳定 性较差，易发生回火。为防止回火，应尽可能使气流速度场 均匀，保证在最低负荷下燃烧器上各点的气流速度均大于火 焰传播速度。同时，气流分布均匀也保证了燃烧器表面火焰 的均匀，避免在燃烧器表面上火焰过长，接触到换热器表面 导致不完全燃烧。 2.全预混燃烧方式有效降低污染物的排放 1）全预混燃烧降低了氮氧化物的排放 首先，全预混燃烧不产生燃料型氮氧化物；其次，全预混燃 烧不产生快速型氮氧化物；最后，全预混燃烧降低了温度型
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1-燃气进口；2-安全电磁阀；3-调节阀；4、6、9-联通孔；5-伺服 电磁阀；7-指挥阀；8-指挥阀膜片；10-调节阀膜片；11-比例调节 阀；12-鼓风压力信号管；13-燃气喷嘴；14-空气进口；15-文丘 里混合器；16-混合气（燃气+空气）出口；17-零点调节螺丝；18比例调节螺丝
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另外，由于是用于全预混燃烧系统，因此从防爆的角度考虑，风 机采用抗静电叶轮。这种风机比普通型壁挂炉中使用的风机具有 更高的扬程，因为在冷凝式壁挂锅炉中使用鼓风式全预混燃烧系 统要克服比普通型壁挂炉更高的阻力；其次，燃气比例调节阀在 工作时需要较高的空气压力驱动。 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
第08章 完全预混式燃烧器
思考题
• 完全预混式燃烧器的分类方式有哪些？ • 完全预混式燃烧器的特点及应用范围是什 么？
火道的作用： ¾ 烟气再循环，高温回流 ¾ 预热燃气空气混合物， 提高燃烧强度 ¾ 耐火砖和高温回流烟气 形成点火源，防脱火
完全预混式燃烧器的构造及特点
完全预混式燃烧器的构造及特点
• 预先混好的燃气空气混合物，从 耐热金属制成的 分配帽喷出，在 环状凹面耐火砖 中燃烧。
完全预混式燃烧器的构造及特点
完全预混式燃烧器的构造及特点
二、完全预混式燃烧器的特点及应用范围 （一）优点 • 燃烧完全 • α小，1.05～1.10，工件不致过分氧化 • tth高，满足高温工艺要求 • qv大，燃烧室容积小 • 易燃低热值燃气 • 不需鼓风
完全预混式燃烧器的构造及特点
（二）缺点 • 火焰稳定性差，易回火 • 调节比小 • 大负荷时结构庞大、笨重 • 噪音大，特别是高压、大负荷 （三）应用范围 • 工业加热装置
第八章 完全预混式燃烧器
本章要点
• 完全预混式燃烧器：按照完全预混燃烧方 法设计的燃烧器称为完全预混式燃烧器， 其α =α’≥1 。 • 本章主要内容为完全预混式燃烧器的构造 及特点。
2
完全预混式燃烧器的构造及特点
一、完全预混式燃烧器的构造及工作原理 • 构成：头部和混合装置。 • 按压力分类：低压，高（中）压 • 按混合方式分类： 加压混合、引射混合 • 按头部结构分类： ¾ 无火道头部 ¾ 有火道头部 ¾ 用金属或陶瓷稳焰器做成的头部→多火道 头部
完全预混式燃烧器的造及特点
• 燃气由喷嘴喷出，引射燃烧用全部空气， 在炽热的火道壁面和高温回流烟气的稳焰 作用下进行燃烧。
完全预混式燃烧器的构造及特点
一、完全预混式燃烧器的构造及工作原理 • 喷头→防止回火 渐缩形、风冷、水冷 • 火道→防脱火 高温回流区、绝热燃烧室
3.完全预混式燃烧器
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烧器的特点及应用范围 • 完全预混式燃烧器火焰短、燃烧热强度大，因而可缩小燃烧室体积。
• 燃烧温度高，容易满足高温工艺要求。
• 过剩空气少（α＝1.05～1.10），用于工业炉直接加热工件，不会引 起工件过分氧化。 • 设有火道，容易燃烧低热值燃气。 • 完全预混式燃烧器燃烧完全，化学不完全燃烧较少，节约能源。 • 可以采用引射器引射空气，不需鼓风，节省动力。
h 2 2 2K (1 u)(1 us) " H H F F ( F F ) 2
H —
考虑燃气可压缩性而引入的校正系数；
K2 1 B K
"
B
u s (1 u)(1 us)
2
K2
2 en 1
2
en 2
• 高压引射器的最佳无因次面积
K ①当 K 2 、 和 K 2 随燃烧器工况改变时；
②当燃烧室与空气吸入口之间存在压力差时； ③当燃气在高（中）压下工作时；
④当燃气和空气预热温度发生变化而引起相对密度发生变化时；
⑤当燃气成分发生变化时。 • 尽管如此，在一定的负荷变化范围内，工程上仍可近似认为高压引射 式燃烧器具有自动调节特性。
燃气职称复习材料
燃气职称复习材料绪论能源与燃气能源是能够转换为机械能热能电磁能化学能等各种能量的资源燃气：可以作为燃料的气体，以可燃气体为主要成分的多组分的混合气体天然气 NG 基方一个大气压20o C，标方一个大气压0o C人工煤气MG 煤制气：干馏煤气气化煤气液化石油气：LPG C3C4特点：液化石油气在常温常压下层气态，但升高压力或降低温度就可以转为液态；液化石油气从气态转为液态，体积约缩小250-300倍（液化天然气体积缩小600倍）；液化石油气热值高，低热值为48.1MJ/Kg(液态) 或87.8-108.7 MJ/m3(气态)；气态液化石油气比空气重，约为空气的1.5倍；易燃易爆；气化需要吸收大量的热量。
燃气的基本性液体温度升高粘度降低；气体温度升高，粘度升高压力越低沸点越低体积膨胀：V2=V1[1+β(t2-t1)]钢瓶的容积充满度：K= V1/V2 <100 %热值一般指低热值 CH4 5%-15%(爆炸极限)城镇燃气的基本要求：热值高，毒性小，杂质少燃气的加臭1、无毒燃气达到爆炸下限的20%能察觉2、加臭剂的特性：（1）正常浓度，不应对人体、管道或与其接触的材料有害（2）具有持久、难闻且与一般气体气味有明显区别的特殊臭味（3）有适当的挥发性（4）完全燃烧，燃烧产物不应对人体呼吸系统有害，并不应腐蚀或伤害与燃烧产物经常接触的材料（5）不与燃气的组分发生化学反应（6）加臭剂溶于水的程度不大于2.5%（7）价格低廉四氢噻吩THT 乙硫醇 EM第二章燃气供应规划的编制3、燃气供应规划的基础资料：（1）国家及地方关于燃气事业的方针、政策，技术规范和规定等（2）城镇现状及近期、远景总体规划资料（3）燃气资源和城镇能源供应情况的有关资料（4）城镇的自然条件资料（5）其他资料第三章燃气供应与需求4、燃气用户类型（1）城镇居民用户特点：单户用气量不大，用气随机性较强（2）商业用户特点：用气量不很大，用气比较有规律（3）工业用户特点：用气比较有规律，而且用气比较均衡5、用气指标：用气量指标又称耗气定额，常用热量指标来表示用气量指标。
燃气燃烧器知识汇总介绍
燃气经喷嘴进入内管，与从侧面进入的空气混合、 完全燃烧，产生的高温烟气加热外管后预热空气，然后由 排烟管排出。
外管以辐射方式加热炉窑以及炉内待处理的工件等。
整理课件
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特点
烟气不进炉内—间接加热、炉内气氛易控制； 炉内温度分布可调—调辐射管的配置； 据炉子类型、用途选合适的辐射管形式 便于废热回收—热效率高。
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1、平焰燃烧器
火焰：
是圆盘形的薄层火焰， 它紧贴炉墙或炉顶向四周 均匀伸展。
n 结构：由引射器、头部、烧嘴（火孔）三部分组成。
n 工作原理：
燃气经喷嘴吸入一次空气，混合后经头部条形火孔 流出。二次空气依靠炉内负压吸入，在火孔出口处与燃 气混合物相遇，二者边混合边进入烧嘴砖沟槽内进行燃 烧，形成平展火焰。
——克服气流在燃烧器头部的阻力损失 ——混合物在火孔出口获得必要的速度 ③输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热负荷。
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形式
1型
1型——最佳，能量损失最小，但 引射器最长。 2型和3型——阻力较大、但长度较 短。当喷嘴前燃气压力较高，允许 有较大能量损失时，可采用。
整理课件
2型 3型
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调风装置
作用：保证燃烧器正常工作，获得预定的火 焰特性——运行时需经常调节一次空气量。
装置分类
在一次空气吸入口外面安装调风板 通过转动调风板来改变一次空气吸入口的有效流通 截面，从而调节一次空气的吸入量——广泛应用。 在引射器混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条 借助螺丝或钢条的上下运动来改变燃气射流的能量 损失，从而调节一次空气吸入量。
作符合工艺、技术和经济的要求。
技术要求
燃 满足加热所需热量或燃烧温度——具有一定热负荷； 烧 具一定火焰特性（着火浓度、温度，燃烧速度），火焰稳定 好 燃烧效率高——燃烧完全
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
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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。
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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。
燃气燃烧方法—完全预混式燃烧
燃气燃烧方法—全预混合燃烧在燃烧之前，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全预混合燃烧或无焰式燃烧。
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，一旦可燃混合物到达燃烧区域，即可立即燃烧。
全预混合燃烧的主要特点是：(1)因为空气和燃气是预先混合，因此，过量空气系数可以更小，一般为1．02～1．05；(2)燃烧速度快。
容积热强度Q<font size="2">v比火焰燃烧时大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，因此，燃烧温度也高于火焰燃烧温度；(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，因此，火焰的黑度小于火焰燃烧的黑度，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。
原则上不应高于可燃气体混合物的点火温度，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。
完全预混合燃烧的条件是一定比例的气体和空气在燃烧前均匀混合，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。
工业上的全预混合燃烧器，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，可能吸入周围的冷空气以中断燃烧。
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。
全预混合燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。
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
最新燃气的分类及基本性质
燃气的分类及基本性质第一部分燃气的分类及基本性质一、燃气的分类（一）天然气1、常规天然气（1）、气田气：是指产自天然气气藏的纯天然气，主要组分是甲烷。
（2）、石油伴生气：是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气，其主要组分是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。
（3）、凝析气田气：是指从深层气田开采的含石油轻质馏分的天然气。
主要组分是甲烷、2%-5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。
2、非常规天然气：是指受目前技术经济条件的限制尚未投入工业开采及制取的天然气资源，包括天然气水合物、煤层气、页岩气、煤制天然气等。
（1）、天然气水合物俗称可燃冰:是天然气与水在一定条件下形成的类冰固态化合物。
主要组分为甲烷。
（2）、煤层气:是煤层形成过程中经过生物化学和变质作用以吸附或游离状态存在于煤层及固岩中的自储式天然气。
（3）、页岩气：是以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩或高碳泥页岩中的天然气。
（4）、煤制天然气：是指煤经过气化产生的合成气，再经过甲烷化处理，生产代用天然气(SNG)。
（二）、人工燃气1、固体燃料干馏煤气：利用焦炉等对煤进行干馏所获得的煤气。
2、固体燃料气化煤气：是指以煤作为原料采用纯氧和水蒸气作为气化剂，获得的煤气。
如：水煤气、发生炉煤气等。
2、油制气；是指利用重油（炼油厂提取汽油、煤油、柴油之后剩余的油品）制取城市燃气。
3、高炉煤气：是冶金工厂炼铁时的副产气，主要组分是一氧化碳和氮气。
(三)、液化石油气：是指在天然气及石油开采或炼制石油过程中，作为副产品而获得的。
(四)、生物气：各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体，也叫做沼气。
二、燃气的基本性质1、热值：单位体积的燃气完全燃烧所产生的热量。
2、热值单位的换算关系：1千卡=4.187千焦；1千焦=0.239千卡：1千瓦小时=3600千焦=859.8千卡3、常用燃气的热值：4、、爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围成为爆炸极限。
全预混燃烧器工作原理
全预混燃烧器工作原理预混燃烧器是一种燃烧器，它将燃料和空气混合后再进入燃烧室，以实现更为高效和低排放的燃烧过程。
它的工作原理可以分为以下几个方面：1. 混合系统：预混燃烧器的混合系统通常包括燃料喷嘴、进气风门、混合室和燃烧室。
燃料和空气通过燃料喷嘴和风门分别进入混合室，然后在混合室中进行混合，形成可燃混合气体。
混合室的设计可以采用不同的形状和结构，以实现更好的混合效果。
2. 着火系统：为了让混合气体着火燃烧，需要提供合适的火源。
着火系统通常包括电极、火花塞或者火焰传感器等。
当混合气体通过着火系统时，电极或火花塞会在混合气体中产生电火花，从而点燃混合气体。
火焰传感器则可以检测到混合气体的火焰状态，并控制着火系统的开关。
3. 燃烧系统：燃烧室是混合气体进行燃烧的地方，它通常采用封闭的结构，在内部提供合适的空间和氧气，以使混合气体得以充分燃烧。
燃烧室内部通常设计有多个孔洞或喷孔，以让混合气体和燃烧产物在其中流动，保证燃烧和混合气体的均匀分布。
燃烧室在燃烧过程中会产生高温和高压，因此需要选用高耐受性的材料。
4. 控制系统：预混燃烧器的控制系统通常包括燃料控制系统、进气控制系统、着火控制系统和燃烧控制系统。
这些系统可以自动调节燃料和空气的输入量、着火时间和燃烧过程中的温度和压力等参数，以使燃烧过程更为稳定和高效。
控制系统可以采用电子或机械控制方式，其精度和可靠性对预混燃烧器的性能和安全性具有重要影响。
总之，预混燃烧器是一种高效、低排放的燃烧器，其工作原理涉及混合系统、着火系统、燃烧系统和控制系统。
这些方面的设计和实现都需要严格遵守相关的技术标准和要求，以达到可靠、安全、节能、环保的效果。
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。
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" 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。
完全预混式燃烧器的特点及应用范围 • 完全预混式燃烧器火焰短、燃烧热强度大，因而可缩小燃烧室体积。
• 燃烧温度高，容易满足高温工艺要求。
• 过剩空气少（α＝1.05～1.10），用于工业炉直接加热工件，不会引 起工件过分氧化。 • 设有火道，容易燃烧低热值燃气。 • 完全预混式燃烧器燃烧完全，化学不完全燃烧较少，节约能源。 • 可以采用引射器引射空气，不需鼓风，节省动力。
燃气燃烧应用装置
3. 完全预混式燃烧器
• 按照完全预混燃烧方法设计的燃烧器称为完全预混式燃烧器。 • 在燃烧之前，供给完成燃烧所需的全部空气（即＝’≥1），并使燃气
与空气充分混合，再经燃烧器火孔喷出进行燃烧。
• 由于预先混合均匀，所以完全预混式燃烧能在较小的过剩空气系数下 （通常＝1.05～1.10）实现完全燃烧，因此燃烧温度可以很高。
h 2 2 2K (1 u)(1 us) " H H F F ( F F ) 2
H —
考虑燃气可压缩性而引入的校正系数；
K2 1 B K
"
B
u s (1 u)(1 us)
2
K2
2 en 1
2
en 2
• 高压引射器的最佳无因次面积
• 完全预混式燃烧器火焰稳定性差，尤其是发生回火得可能性大，因此 调节范围较小。为保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定。
• 为防止回火，头部结构比较复杂和笨重。由 •于燃气与空气全预混，火孔出口流量明显增大，因而噪声大，特别是 高负荷时更是如此。 • 主要应用于工业加热装置上。
完全预混式燃烧器的设计计算
K ①当 K 2 、 和 K 2 随燃烧器工况改变时；
②当燃烧室与空气吸入口之间存在压力差时； ③当燃气在高（中）压下工作时；
④当燃气和空气预热温度发生变化而引起相对密度发生变化时；
⑤当燃气成分发生变化时。 • 尽管如此，在一定的负荷变化范围内，工程上仍可近似认为高压引射 式燃烧器具有自动调节特性。
• 完全预混式燃烧，由于在燃前预混了大量空气，使预混气流出口速度 大大提高。当负荷较大时，也有出现脱火的可能。
• 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。
引射式单火道无焰燃烧器 1—引射器；2—喷头；3—火道
混合均匀的燃气-空气混合物经火孔进入火道时，由于流通截面突然扩大，在火道入口处形成了高温烟气回流区。回 流烟气不仅将混合物加热，同时也是一个稳定的点火源。火道由耐火材料做成，近似于一个绝热的燃烧室，可燃气 体在此燃烧可以达到很高的燃烧温度。高温回流烟气和赤热的火道壁面都起到了很好的稳焰作用。
• 完全预混式燃烧器的设计计算也是包括头部与引射器的计算两部分， 计算方法与大气式燃烧器类似。
• 类似于低压引射式大气燃烧器，根据燃烧器最佳工况与引射器最佳工 况的一致性，并忽略背压的影响（ " 1），可以得到： K F1op " K1
令 X
F1 F1op
K1 (1 u)(1 us) Fj F1op 1 A1 Fp F
或 A1
2
K (1 u)(1 us) Fj 1 Fp F1op F
负压吸气引射器的形状及工作原理 •完全预混燃烧需引射大量空气，为了提高引射能力，常采用高压引射器。
•高压引射器多数属于负压吸气的引射器。
高压引射器的工作原理 1-喷嘴；2-吸气收缩管；3-混合管；4-扩压管；5-喉部
•负压吸气高压引射器与常压吸气低压引射器不同的是：前者的吸气收缩 管较小，被吸入的空气流速，因而吸入段的压力不能维持常数且等于大气 压力，而是低于大气压力。 •与常压引射器相比，由于空气流速与燃气流速相差较少，因此减少了在 混合管内的气流撞击损失，有利于引射效率的提高。但其吸气收缩管的形 状要有利于空气的吸入，在此不应产生过多的附加压力损失，否则将降低 引射效率。v2 比较大，故其动量不能忽略。由于空气流速比较大，在吸入 段产生了阻力损失 hen 。 •在高压引射器中，喷嘴前后燃气的压力变化较大，因此燃气从喷嘴流出 时必须考虑其可压缩性。燃气、空气及其可燃混合物在混合管内的压力变 化不大，可不考虑气体的可压缩性。 •燃气流出喷嘴后，由于气体膨胀，温度便降低，但这一变化对可燃混合 物密度的影响可以忽略不计。
完全预混式燃烧器的构造及工作原理
完全预混式燃烧器的构造
• 完全预混式燃烧器由混合装置及头部两部分组成。 • 根据燃烧器头部结构的不同，完全预混式燃烧器可分三种： ①有火道头部结构； ②无火道头部结构； ③用金属网或陶瓷板稳焰器做成的头部结构。 • 完全预混式燃烧火焰传播速度很快，火焰稳定性较差，很容易发
( F F ) op K (1 u)(1 us) "
h 2 ( ) op H H ( F F ) op
ห้องสมุดไป่ตู้
• 高压引射器的最佳无因次压头
若燃气压力小于20000Pa，则压缩系数可忽略不计。
F " 类似于低压引射式大气燃烧器，可得到：(1 u)(1 us) 2 K K1 F1 ' K2 F Fhba ' 1 B " 1 2 2 2 H H K K1 F1