加热炉燃烧器.

油气燃烧器主要结构型式及运行性能

油气燃烧器是一种将油气燃料和空气按规定的比例、速度和混合方式送入炉膛进行及时着火和高效、清洁燃烧的装置。这种装置一般设有自动点火、火焰监视和自动调节装置的全自动燃烧器。目前我国工业炉窑领域采用的油气燃烧器绝大多数都是这种属于全自动燃烧器。

油气燃烧器是油气工业炉窑最重要的关键设备。按燃用的燃料可分为油燃烧器和燃气燃烧器；也有具备燃用两种不同燃料（燃油及燃气或两种不同的燃气）功能的双燃料燃烧器，如油气两用燃烧器等。

油燃烧器主要由油喷嘴（雾化器）和调风器等组成；燃气燃烧器则主要由燃气喷管或喷孔及调风器组成。

§3.1 燃烧器的基本要求[35]

为适应炉内燃烧过程的需要，确保锅炉等设备安全可靠、高效经济和低污染排放下运行，燃烧器应具有下列主要技术性能：

（1）高的燃烧效率

为确保运行高的燃烧效率，对于燃油燃烧器要求在一定的运行调节范围内，具有良好的雾化性能即：燃料油经雾化后的油滴群中油滴粒度细而均匀，雾化角适当，油雾沿圆周的流量密度分布与配风一致，油雾与空气的混合良好等。

对于燃气燃烧器在额定燃气压力下，应能通过额定燃气量并将其充分燃烧，以满足锅炉额定热负荷的生产。

（2）合理地配风，保证燃料燃烧稳定、完全。

在雾化炬的根部应及时地供给适量空气，防止油气因高温缺氧而热解为碳黑；在燃烧气流出口处应形成一个大小适中，位置恰当的回流区，使燃料与空气处于较高的温度场中，以保证着火迅速及稳定；在燃烧的中后期要使空气与油雾混合迅速均匀，确保燃烧完全，并使燃烧烟气中生成的有害物质(CO、NO

x 等)越少越好。

（3）燃烧火焰形状及长度应与炉膛相适应，火焰充满度好，火焰温度与黑度都应符合炉窑的要求。不应使火焰冲刷炉墙、炉底及出口窗处的对流受热面。（4）调节性能好。燃烧器应能适应炉窑负荷的调节需要，即在炉窑最低负荷至最高负荷之间，燃烧器都能稳定工作，不发生回火和脱火。

（5）喷嘴在雾化时所消耗的能量越少越好。

（6）调风装置的阻力小，运行噪声小。

（7）点火和运行调节等操作方便，安全可靠。

（8）结构简单、紧凑，运行可靠，自动化程度高，维修方便。

油气锅炉及炉窑燃烧工况的好坏，主要取决于燃烧器的运行性能。油燃烧器雾化质量不好或配风不合理将会造成以下不良影响：

（1）燃烧不完全，污染锅炉尾部受热面，排烟温度上升，甚至造成二次燃烧。（2）可燃气体未完全燃烧热损失增加。

（3）可燃固体未完全燃烧热损失增加。

（4）油燃烧器出口或炉膛中结焦。

（5）出现熄火、打炮甚至炉膛爆炸等事故。

§3.2 燃烧器主要结构型式[35-39]

§3.2.1 燃油燃烧器

燃油燃烧器按油雾化器（或称油喷嘴）的型式分类如下：

有时将转杯雾化器称为组合式雾化器，它是机械雾化与介质雾化的组合型式。各种常用燃油雾化喷嘴的特性见表3-1。

1．油简单压力雾化喷嘴

简单压力雾化喷嘴的进油压力一般为2~5MPa，运行过程中的喷油量是通过改变进油压力来调节的，但进油压力降低会使雾化质量变差，因此负荷调节范围受到限制，这种喷嘴的最大负荷调节比为1：2。

图3-1为切向槽式简单压力雾化喷嘴，主要由雾化片、旋流片、分流片构成。由油管送来的具有一定压力的燃油，先经过分流上的几个进油孔汇合到环形槽中，

图3－1 切向槽式简单压力雾化喷嘴

1－雾化片 2—旋流片 3—分流片

表3-1 常用燃油雾化喷嘴特性比较表

类别

特性

压力雾化式转杯雾化式蒸汽雾化式低压空气雾化式

雾化原理高压油通过切向槽和

旋流室时产生强烈旋

转，再经喷孔雾化. 油随高速旋转的杯旋

转，在离心力作用下雾

化,空气介质作二次雾

化.

利用高速蒸汽射流

冲击油流，使油雾化

利用喷射的空气射

流使油雾化

雾化细度油粒粒径为20－

250µm，粗细不均匀，

低负荷时油粒变粗油粒粒径为

100200µm，粗细均匀，

低负荷时油粒变细

油粒粒径小于

100µm，细而均匀，

低负荷时油粒变化

不大

油粒粒径小于

100µm，细而均匀，

低负荷时油粒变化

不大

雾化角70°~120°50°~80°15°~45°25°~40°

适用油种可用于各种油品粘度

11~27mm2/s 可用于各种油品粘度

11~42mm2/s

用于油品粘度

56~72mm2/s

不宜用于残渣粘度

35mm2/s

燃烧特性火炬形状随负荷变化，

火焰短粗火炬形状不随负荷变

化，易于控制

火炬形状容易控制，

火焰狭长

火炬形状容易控制，

火焰较短

调节比简单压力式1：2

回油压力式1：4

1：6~1：8 1：6~1：10 1：5

出力100~3500kg/h 1~5000kg/h 3000kg/h以下1000kg/h以下

进口油压2~-5Mpa需用高压油不用油泵或用低压油不用油泵或用低压不用油泵或用低压

泵

泵 油泵 油泵 结构特点 雾化片制造维修要求

高，易堵塞，运行噪声

较小

旋转部件制造要求高，无堵塞，运行噪声较小 结构简单，无堵塞，运行噪声大 结构简单，无堵塞，运行有噪声

雾化介质参数 - 转速3000~5000r/min 蒸汽压力0.

3~1.2MPa 低压3~10kPa

雾化剂耗量 - - 0.3~0.6kg/kg(汽/油) 理论空气量的

75%~100%

适用范围 用于小型或前墙以及

两侧墙布置的大型锅

炉，可用于正压或微正

压锅炉 用于小型或前墙以及两侧墙布置的大型锅炉，不宜用于正压或微正压锅炉 用于小型或四角布置的大型锅炉，可用于正压或微正压锅炉 只用于小型锅炉不宜用于正压或微正压锅炉

注：目前大多数燃油锅炉采用机械雾化、低压空气雾化、蒸汽雾化和转杯雾化。

再进入旋流片上的切向槽，获得很高的速度后，以切向流入旋流片中心的 旋流室，燃油在旋流室中产生强烈的旋转，最后从雾化片上的喷口喷出，并在离心力作用下迅速被粉碎成许多细小的油粒，同时形成一个空心的圆锥形雾化炬。

2. 回油式压力雾化喷嘴

回油式压力雾化喷嘴如图3-2所示，其结构原理与简单压力雾化喷嘴基本相同。它们的不同点

图3-2 回油式压力雾化喷嘴

1--螺母 2—雾化片 3—旋流片 4—分油嘴

5—喷嘴座 6—进油管 7—回油管

在于回油式压力雾化喷嘴的旋流室前后各有一个通道，一个是通向喷孔，将燃油喷向炉膛，另一个则是通向回油管，让燃油流回流到储油罐。因此，回油式压力雾化喷嘴可以理解为是由二个简单压力雾化喷嘴对叠而成。在油喷嘴工作时，进入油喷嘴的油被分成喷油和回油两部分。理论和试验表明，当进油压力保持不变时，总的进油量变化不大。因此只要改变回油量，喷油量就自行改变。回油式压力雾化喷嘴也正是利用这个特性来调节负荷的。显然，当回油量增大