脉冲燃烧器

脉冲燃烧器

1.脉冲燃烧器的工作原理及特点

脉冲燃烧器从构造上分为有阀型与无阀型两大类。脉冲燃烧器的工作原理与常规的燃烧器不同，而近似于内燃机的燃烧。下图是一种最简单的脉冲燃烧器也称施米特燃烧器。

在脉冲燃烧器中燃烧和热量释放是周期性进行的。一个循环周期分三个过程，即燃烧过程、排气过程和吸气过程。

(1)燃烧过程

供给燃烧室的燃气-空气混合物由前一个周期的高温残存燃烧产物点燃引起燃烧(最开始用点火器点燃)，由于气体膨胀燃烧室内压力急剧上升。

(2)排气过程

由于燃烧室内压力升高，使燃气和空气瓣阀关闭，燃烧产物从排气管(尾管)被排出。排气终了时靠排气的惯性作用，燃烧室的压力降至大气压力以下。

(3)吸气过程

由于燃烧室内形成负压，使燃气和空气瓣阀打开，燃气和空气被吸入燃烧室，同时部分燃烧产物从排气管逆向流向燃烧室，将燃气-空气混合物点燃，开始下一个循环。如此自动进行下去。

脉冲燃烧的优点有以下几个方面。

①燃烧室容积热强度大，可高达23260kW/m³，因此由脉冲燃烧器组成的加热装置结构紧凑、体积小。

②加热效率高。由于脉冲燃烧是在声波作用下进行，燃气和空气混合均匀，燃烧加剧、空燃比接近化学计量比，而且排烟温度可降至露点以下，充分利用了烟气中的潜热，所以热效率高，比目前最先进的燃烧装置提高10%左右。当用作热风采暖时，热效率可达96%;当用作热水锅炉时，热效率接近或超过100% (按低热值计算)。

③传热系数大。脉冲燃烧存在着较高的脉动频率，气流具有相当强的脉冲性，严重破坏了气流的传热边界层，同时在脉冲燃烧周期中有部分时间出现了高速气流，所以总的传热系数很高。比普通的加热设备大一倍以上。

④NOx排放量低。通常只有常规燃烧器的50%。

⑤正常运行时，燃烧室平均压力高于大气压，为正压排气。由于是正压排气，不必考虑烟囱的设置位置，安装自由度较大，一般只要用一根较细的管子将烟气排出室外即可。

⑥除了在启动时需要点火和鼓风外，正常运行时点火和排烟不再需要外界能量，可节约电能。

脉冲燃烧器的缺点有以下几个方面。

①噪声大，需装有消声器或隔声设备。

②调节比小，因脉冲燃烧器只有在一定的热负荷范围内才能保持良好的运行稳定性和一氧化碳排放量。

③由于脉冲振动而引起设备提前损坏的可能性较大。

2.脉冲燃烧器应用示例

下图为脉冲燃烧液体加热装置。

它是将脉冲燃烧装置的燃烧室、尾管及排气去耦室等置于装有液体的箱体中而形成。如果将燃烧室、尾管及排气去耦室等置于有空气流通的箱体或管道中，就组成脉冲燃烧空气加热装置。