[科普中国]-自然引风扩散式燃烧器

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自然引风式扩散燃烧器可根据加热工艺的需要做成多种形式。

1、管式扩散燃烧器

这种燃烧器的头部由不同形状的管子组成。

右图1所示为直管式扩散燃烧器。

右图2所示为排管式扩散燃烧器，它由若f根钻有火孔的排管焊在一根集气管上组成。

为了使燃烧所需的空气畅通到每个火孔，要求排管间的净距e=（0.6-1.0）dout（dout——排管外径）。

右图3所示为涡卷式扩散燃烧器。它由若于根钻有火孔的涡卷形管子焊在一根集气管上组成，这样既保证了燃烧所需的空气畅通到每个火孔，又保证了涡卷形管子所组成的圆形平面内火孔的均匀分布。1

2、扇形火焰式扩散燃烧器

右图4所示为扇形火焰式扩散燃烧器，火孔呈扇形扁缝孔。燃气燃烧时形成很薄的扇形火焰，增大了与空气的接触面，因此火焰短，火馅长度变化小，燃烧完全而稳定。

3、冲焰式扩散燃烧器

右图5所示为冲焰式扩散燃烧器。它采用两个扩散火焰相撞的方法来加强气流扰动。增进燃气与空气的混合，从而提高燃烧稳定性和强化燃烧过程。火焰的撞击角度θ一般为50°~70° ，两根管子的中心跟约为管外径的两倍(e=2dout)。为使燃气均匀地分布在各火孔上，火孔总面积必须小于管子截面积。

4、炉床式扩散燃烧器

炉床式扩散燃烧器一也称缝隙式扩散燃烧器。它主要在小型燃煤锅炉改烧燃气时应用，其构造如右图6所示。这种燃烧器由直管式扩散燃烧器和火道组成。直管管径为50~100mm，火孔直径dp=2~4mm，火孔中心距s=(6~10)dp。

炉床式扩散燃烧器工作时，空气靠炉内负压吸入(也可用鼓风机供给)。燃气经火孔逸出后与空气成定角度相遇，进行紊流扩散棍合，在离开火孔约20一40mm处着火，约在0.5一1m处强烈燃烧:因此火道上方要有足够的空间以保证燃气燃烧完全。

为了保证供给燃烧所需的空气量，对于2~10t/h的蒸汽锅炉，炉内负压不应小于20~30Pa；对于小型采暖锅炉，不应小于8Pa。

当使用天然气时，最住火孔出口速度为25~80m/s，空气流速为2.5~8m/s。

火道截面热强度可达(2.9~23)×10-3kw/mm2，最高火道温度可达900~1200℃常用的过剩空气系数为1.1~1.3。

当火孔呈双排布置时，火孔夹角β取90~180℃。实验证明，当β接近90℃时，燃气射流对炉膛吸入空气的阻碍作用较小，故炉内过剩空气系数较大，空气对燃气管道的冷却效果较好。随着β的增大，燃气射流对炉膛吸入空气的阻碍作用增大，过剩空气系数减小，空气对燃气管道的冷却效果较差，燃气管道温度增高。因此，供给冷空气时可取β=90°~180℃，供给热空气或采用低几燃气时可取β=90℃。1

火孔热强度自然引风式扩散燃烧器能否进行稳定燃烧，关键在于其火孔热强度是否选得合适。右图7表示了直径不同的火孔在燃烧不同性质的燃气时，火孔热强度对火焰状况的影响。.以下分别对不同成分的燃气进行分析:

1、炼焦煤气

火孔热强度在曲线1以下时为无黄焰的扩散燃烧，这时由于热强度低，故火焰较软；曲线1与2之间为黄焰区，这时气流处于层流状态，火焰轮廓清晰，呈长圆锥形。越过曲线2火焰仍为黄色，但部分产生了紊流。曲线2与3之间为过渡区，这时气流从层流向紊流转变。曲线3以上气流完全处于紊流状态，黄焰消失，火焰变为蓝色。如果允许产生黄焰，则火孔热强度可在曲线1~2之间进行选取。

2、天然气

天然气与炼焦煤气不同之处在于没有曲线3。当火孔热强度越过层流极限——曲线2时，火焰便产生离焰现象。

3、丁烷

丁烷火焰特性大体与大然气相同，但在曲线1与2之间存在曲线4。当火孔热强度超过曲线4时，火焰将产生烟炱。即使允许有黄焰存在，在选取火孔热强度时也不应越过曲线4，而应在曲线1一4之间选取。

图7所示的火焰特性变化范围并非绝对，当火孔方向变化时，曲线位置也会上下摆动。1

特点（1）优点

1、燃烧稳定，不会回火，运行可靠’；

2、结构简单，制造方便；

3、操作简单，容易点火；

4、可利用低压燃气，燃气压力为2(1O一400Pa或更低时，仍能工常工作；

5、不需要鼓风。

（2）缺点

1、燃烧热强度低，火焰长，需要较大的燃烧室；

2、容易产生不完全燃烧。为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气(α=1.2~1.6)。

3、由于过剩空气系数较大，燃烧温度低。1

应用范围根据自然引风式扩散燃烧器的优缺点可知，它最适用于温度要求不高，但要求温度均匀、火焰稳定的场合例如，用于沸水器、热水器、纺织业和食品业中的加热设备及小型采暖锅炉，用作点火器和指示性燃烧器。有些工业窑炉要求火焰具有一定亮度或某种保护性气氛时，也可用自然引风式扩散燃烧器。由于‘它结构简单和操作方便，也常用一于临时性加热设备。

层流扩散式燃烧器一般不适用于天然气和液化石油气。因为这两种燃气燃烧速度慢、火孔热强度小、容易产生不完个燃烧和烟炱。1