燃烧系统及控制
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(2) 可以通过改变燃料层厚度来改变燃烧产物的成分，从 而改变焰气性质；
4.4 温度控制及操作
4.4.1 玻璃窑炉的温度测量及仪表 温度是玻璃工业中最重要的热工参数。 直接影响到玻璃产品的质量、产量与成 本等指标。
热电阻温度计、热电偶温度计、辐 射式高温计在玻璃熔窑热工测试和 自动控制中应用最广泛。
固体燃料燃烧过程分三个阶段：
准备 包括干燥（脱水）、预热和干馏（逸出挥发分）；
燃烧 包括挥发分和固态碳的燃烧； 燃烬 即灰渣形成阶段，需保持一定的温度和时间，
放热不大，需要的空气也不多。
4.3.1.2 燃烧方法
(1) 层燃法——将煤块（末）放在炉篦上铺成一定厚度的煤层 进行燃烧的方法。
(2) 喷燃法——将原煤经过破碎、烘干和粉磨，制成一定细度 的煤粉，然后随空气喷到燃烧室内或窑内进行 悬浮燃烧。
操纵杆 连杆
一次风 二次风 三次风
进油口 低压空气
蝶形螺母
4.2 气体燃料燃烧系统
4.2.1 燃烧过程及方法
燃烧过程
(1) 气体燃料与空气的混合； (2) 混合气体加热至着火温度； (3) 燃烧反应。
制约燃烧速度的因素是混合（扩散）。混合过程是一个湍流扩 散及机械掺混的过程。
影响混合的因素
(1) 煤气与空气的流动方式； (2) 气流速度（相对速度）； (3) 煤气与空气气流的交角、流股（束）直径； (4) 煤气的热值； (5) 空气过剩系数。
b. 全辐射高温计 物体受热后能发射全 波长范围的辐射能，当将全辐射能集中 在一个感温元件热电堆上后，热电堆将 产生相应的热电势，可用毫伏计或电位 差计测出，即可知被测物体温度。
4.4.2玻璃熔窑温度控制
⑴ 熔窑的温度测量 对于中小型不分隔或半分隔、冷却池不单 独加热的熔窑采用热点处温度作为控制指 标。热点:横火焰熔窑在最后两对小炉之间， 马蹄焰熔窑在距小炉喷火口2/3池长处。
燃烧时间 = c·d2，所以希望<50m的油滴>85%
4.1.2 重油的雾化
重油雾化的原理：利用外力（空气、蒸汽 或机械力）克服油本身的内力（粘性力和 表面张力），而使其破碎成微小的油滴并 悬浮在空气中成雾状，称为“雾化油”。
4.1.3 燃油烧嘴（喷嘴）
种类：低压喷嘴、高压喷嘴、油压式喷嘴及转杯式喷嘴。
(3) 气化燃烧法——将煤在煤气发生炉中先行气化成（发生炉） 煤气，再进行燃烧。
(4) 沸腾燃烧法——利用空气动力作用，使煤在沸腾状态下完 成传热、传质和燃烧反应。
4.3.2层燃时煤的燃烧 4.3.2.1 层燃燃烧过程特点
燃烧产物入窑 加煤
火焰(空层) 新煤层（干燥干馏层）
灼热 焦炭层
还原层： CO2+CCO Q
基本要求：
(1) 易于实现和调节工艺要求的温度、热负荷及火焰形状； (2) 雾化性能好，消耗能量小； (3) 燃烧完全和稳定； (4) 喷嘴结构简单，价格低，寿命长； (5) 操作可靠，管理、调节、检修、清扫方便； (6) 易于实现油和空气的比例调节。
外混涡流式高压烧嘴：
斜槽 雾化介质 油
油嘴
特点：火焰短，火根温度较高，扩散角较大。
GNB—III型内混式烧嘴：
油
雾化剂
特点：雾化效果好，耗油低，雾化介质用量少，污染小，操作 简便。喷孔的数目、形状和排列方式视火焰要求而定。
缺点：要求的气压、油压较高，内混室易结焦。
GNB—IV型内混式烧嘴：
燃料油 雾化剂
克服了III型的缺点，适用于大型窑炉。
R型比例调节式低压烧嘴：
油喷嘴 空气喷嘴
热电偶温度计
温度显示仪
热电偶的测温原理: 当将热电偶的两端均 连接成为闭合回路时，见图11-3(a)所示， 如果其热端和冷端温度不同，例如t＞t0， 则在回路中产生一定大小的电动势 ，这 种物理现象称为热电效应，产生的电动 势称为热电势。
辐射式高温计属非接触测温仪表，根据物 体的热辐射与其温度的关系测量温度的。 a. 光学高温计 单色辐射高温计，采用一 已知温度的亮度（高温计灯泡丝亮度）与 被测物体亮度进行比较来测量物体的温度 的。
保证燃烧反应进行的主要因素是着火温度和着火浓度范围。
根据煤气与空气在燃烧前（烧嘴内）是否预混合及混合的程度， 燃烧方式分：
(1) 长焰燃烧：完全没混合，也叫扩散式燃烧； (2) 短焰燃烧：部分混合； (3) 无焰燃烧：完全混合。
4.2.2 气体燃料燃烧设备——烧嘴的种类
4.2.2.1 长焰烧嘴
单管式
在烧嘴内混合——喷射式无焰烧嘴； 另一种是通过加压机将煤气与空气按比例混合后送入烧嘴。
喷射式无烟烧嘴的基本构造是一喷射器，一般为了混合气 体的速度在断面上更加均匀，在扩张段后面加一个收缩段，接 下去是烧嘴砖。
空气吸入口
混合管
燃烧通道
高压煤气
炉墙
冷风喷射式无焰烧嘴
4.3 固体燃料燃烧过程及设备
4.3.1 固体燃料燃烧过程 4.3.1.1 燃烧特点
氧化层： C+O2CO 2+Q 灰渣层
一次空气
二次空气wenku.baidu.com
O2 CO2 t
CO
高 度
烟气成分或温度
[结论]
(1) 一次空气主要是用来供给焦炭燃烧用的，它的加入量 可控制煤层的消耗量，以适应窑内热负荷的变化。而 二次空气则是供挥发分和CO等的燃烧用的。 煤层越厚，完全燃烧所需要的空气量就越多，一般二 次空气量约占全部空气用量的10~15%，而在半煤气燃 烧室中可达30~60%；
长焰烧嘴
平行的 双管式
同心相套
A
空气
B
煤气 空气
C
煤气
空气
煤气 空气
煤气
玻璃熔窑燃气烧嘴
4.2.2.2 短焰烧嘴
低压涡流式（DW—I型）在硅工业、冶金工业中广泛采用。
空气
A A-A
煤气
A
特点：结构简单，煤气压力要求低(400~800Pa)，对燃料要求低。
4.2.2.3 无焰烧嘴
混合方式有两种： 一种是在高压煤气的喷射作用下，按比例吸入助燃空气并
4 玻璃熔窑燃烧系统及热工控制
4.1液体燃料燃烧系统
液体燃料包括：重油、柴油、煤油（汽油）
4.1.1 重油的燃烧方法与燃烧过程
加热
混合
燃烧的特点：油（液态） 蒸发 油气 着火 燃烧
燃烧方法：
(1) 气化燃烧法——将重油蒸发、裂化成油气，然后用煤气 烧嘴进行燃烧；
(2) 雾化燃烧法——将重油喷成液体雾滴，再与空气混合燃烧。
玻璃窑炉热工控制方案
4.5 液面控制及操作
4.4 温度控制及操作
4.4.1 玻璃窑炉的温度测量及仪表 温度是玻璃工业中最重要的热工参数。 直接影响到玻璃产品的质量、产量与成 本等指标。
热电阻温度计、热电偶温度计、辐 射式高温计在玻璃熔窑热工测试和 自动控制中应用最广泛。
固体燃料燃烧过程分三个阶段：
准备 包括干燥（脱水）、预热和干馏（逸出挥发分）；
燃烧 包括挥发分和固态碳的燃烧； 燃烬 即灰渣形成阶段，需保持一定的温度和时间，
放热不大，需要的空气也不多。
4.3.1.2 燃烧方法
(1) 层燃法——将煤块（末）放在炉篦上铺成一定厚度的煤层 进行燃烧的方法。
(2) 喷燃法——将原煤经过破碎、烘干和粉磨，制成一定细度 的煤粉，然后随空气喷到燃烧室内或窑内进行 悬浮燃烧。
操纵杆 连杆
一次风 二次风 三次风
进油口 低压空气
蝶形螺母
4.2 气体燃料燃烧系统
4.2.1 燃烧过程及方法
燃烧过程
(1) 气体燃料与空气的混合； (2) 混合气体加热至着火温度； (3) 燃烧反应。
制约燃烧速度的因素是混合（扩散）。混合过程是一个湍流扩 散及机械掺混的过程。
影响混合的因素
(1) 煤气与空气的流动方式； (2) 气流速度（相对速度）； (3) 煤气与空气气流的交角、流股（束）直径； (4) 煤气的热值； (5) 空气过剩系数。
b. 全辐射高温计 物体受热后能发射全 波长范围的辐射能，当将全辐射能集中 在一个感温元件热电堆上后，热电堆将 产生相应的热电势，可用毫伏计或电位 差计测出，即可知被测物体温度。
4.4.2玻璃熔窑温度控制
⑴ 熔窑的温度测量 对于中小型不分隔或半分隔、冷却池不单 独加热的熔窑采用热点处温度作为控制指 标。热点:横火焰熔窑在最后两对小炉之间， 马蹄焰熔窑在距小炉喷火口2/3池长处。
燃烧时间 = c·d2，所以希望<50m的油滴>85%
4.1.2 重油的雾化
重油雾化的原理：利用外力（空气、蒸汽 或机械力）克服油本身的内力（粘性力和 表面张力），而使其破碎成微小的油滴并 悬浮在空气中成雾状，称为“雾化油”。
4.1.3 燃油烧嘴（喷嘴）
种类：低压喷嘴、高压喷嘴、油压式喷嘴及转杯式喷嘴。
(3) 气化燃烧法——将煤在煤气发生炉中先行气化成（发生炉） 煤气，再进行燃烧。
(4) 沸腾燃烧法——利用空气动力作用，使煤在沸腾状态下完 成传热、传质和燃烧反应。
4.3.2层燃时煤的燃烧 4.3.2.1 层燃燃烧过程特点
燃烧产物入窑 加煤
火焰(空层) 新煤层（干燥干馏层）
灼热 焦炭层
还原层： CO2+CCO Q
基本要求：
(1) 易于实现和调节工艺要求的温度、热负荷及火焰形状； (2) 雾化性能好，消耗能量小； (3) 燃烧完全和稳定； (4) 喷嘴结构简单，价格低，寿命长； (5) 操作可靠，管理、调节、检修、清扫方便； (6) 易于实现油和空气的比例调节。
外混涡流式高压烧嘴：
斜槽 雾化介质 油
油嘴
特点：火焰短，火根温度较高，扩散角较大。
GNB—III型内混式烧嘴：
油
雾化剂
特点：雾化效果好，耗油低，雾化介质用量少，污染小，操作 简便。喷孔的数目、形状和排列方式视火焰要求而定。
缺点：要求的气压、油压较高，内混室易结焦。
GNB—IV型内混式烧嘴：
燃料油 雾化剂
克服了III型的缺点，适用于大型窑炉。
R型比例调节式低压烧嘴：
油喷嘴 空气喷嘴
热电偶温度计
温度显示仪
热电偶的测温原理: 当将热电偶的两端均 连接成为闭合回路时，见图11-3(a)所示， 如果其热端和冷端温度不同，例如t＞t0， 则在回路中产生一定大小的电动势 ，这 种物理现象称为热电效应，产生的电动 势称为热电势。
辐射式高温计属非接触测温仪表，根据物 体的热辐射与其温度的关系测量温度的。 a. 光学高温计 单色辐射高温计，采用一 已知温度的亮度（高温计灯泡丝亮度）与 被测物体亮度进行比较来测量物体的温度 的。
保证燃烧反应进行的主要因素是着火温度和着火浓度范围。
根据煤气与空气在燃烧前（烧嘴内）是否预混合及混合的程度， 燃烧方式分：
(1) 长焰燃烧：完全没混合，也叫扩散式燃烧； (2) 短焰燃烧：部分混合； (3) 无焰燃烧：完全混合。
4.2.2 气体燃料燃烧设备——烧嘴的种类
4.2.2.1 长焰烧嘴
单管式
在烧嘴内混合——喷射式无焰烧嘴； 另一种是通过加压机将煤气与空气按比例混合后送入烧嘴。
喷射式无烟烧嘴的基本构造是一喷射器，一般为了混合气 体的速度在断面上更加均匀，在扩张段后面加一个收缩段，接 下去是烧嘴砖。
空气吸入口
混合管
燃烧通道
高压煤气
炉墙
冷风喷射式无焰烧嘴
4.3 固体燃料燃烧过程及设备
4.3.1 固体燃料燃烧过程 4.3.1.1 燃烧特点
氧化层： C+O2CO 2+Q 灰渣层
一次空气
二次空气wenku.baidu.com
O2 CO2 t
CO
高 度
烟气成分或温度
[结论]
(1) 一次空气主要是用来供给焦炭燃烧用的，它的加入量 可控制煤层的消耗量，以适应窑内热负荷的变化。而 二次空气则是供挥发分和CO等的燃烧用的。 煤层越厚，完全燃烧所需要的空气量就越多，一般二 次空气量约占全部空气用量的10~15%，而在半煤气燃 烧室中可达30~60%；
长焰烧嘴
平行的 双管式
同心相套
A
空气
B
煤气 空气
C
煤气
空气
煤气 空气
煤气
玻璃熔窑燃气烧嘴
4.2.2.2 短焰烧嘴
低压涡流式（DW—I型）在硅工业、冶金工业中广泛采用。
空气
A A-A
煤气
A
特点：结构简单，煤气压力要求低(400~800Pa)，对燃料要求低。
4.2.2.3 无焰烧嘴
混合方式有两种： 一种是在高压煤气的喷射作用下，按比例吸入助燃空气并
4 玻璃熔窑燃烧系统及热工控制
4.1液体燃料燃烧系统
液体燃料包括：重油、柴油、煤油（汽油）
4.1.1 重油的燃烧方法与燃烧过程
加热
混合
燃烧的特点：油（液态） 蒸发 油气 着火 燃烧
燃烧方法：
(1) 气化燃烧法——将重油蒸发、裂化成油气，然后用煤气 烧嘴进行燃烧；
(2) 雾化燃烧法——将重油喷成液体雾滴，再与空气混合燃烧。
玻璃窑炉热工控制方案
4.5 液面控制及操作