[科普中国]-常压预混式燃烧器

预混式燃烧器及分类预混式燃烧器

燃料气和空气预先混合均匀后再燃烧的燃烧器称为预混式燃烧器：其燃烧火焰非常稳定且紧凑。燃料和空气混合物离开喷头处的速度必须大于火焰的传播速度，否则火焰会返回文丘里管发生回火。预混式燃烧器的燃料/空气混合情况比扩散式燃烧器好，它可在较低的过剩空气系数下操作。其特点是燃烧速度快，燃烧剧烈。2

分类预混式燃烧器按照燃烧前燃料的混合程度分为：常压（大气式）预混式燃烧器、部分预混式燃烧器和全预混式燃烧器。

常压预混式燃烧器是按照燃烧前部分预混助燃空气方法设计的燃烧器。由喷嘴、引射管和燃烧器头部组成。一次空气系数一为0．45～0．75。一定压力的燃气从喷嘴喷出，依靠引射作用将一次空气吸人引射管，燃气和空气混合均匀后经排列在燃烧头部的火孔喷出燃烧，形成本生火焰。广泛用于商业、民用和工业的加热设备。3

部分预混式燃烧器中燃气与所需的部分空气预先混合，一次空气系数为0.2～0.8，燃气喷出后再和燃烧所需的其余二次空气逐步混合。根据空气供给方式的不同，部分预混式燃烧器又可分为大气式煤气燃烧器和送风式部分预混燃烧器。前者，燃气靠本身的能量吸入一次空气，后者靠送风机供给空气。4

全预混燃烧器是将煤气燃烧所需的全部空气在燃烧器喷口前与煤气充分混合，一次空气系数为1.05～1.15，混合的气体在燃烧道、或称火道内充分燃烧，火道内热强度高、温度高且火焰短，在火道出口几乎看不见火焰，故也称之为无焰燃烧器。全预混式燃烧器可分为引射式全预混燃烧器和强制送风式全预混燃烧器，前者煤气依靠自身的能量引射燃烧所需的全部空气；后者由送风机送风。

工作原理常压预混式燃烧器，天然气从喷嘴喷射入燃烧器，外界空气在天然气射流的自然引射下，进入燃烧器，在混合管段与燃气混合，最终从火孔流出并燃烧。因其内部结构提供了燃气与空气混合的时间和空间，故不需要预混风机的帮助，实际使用中只需在换热器末端加装一个普通的排烟风机即可。常压预混燃烧器具有造价低、可置换性强等优点，是一种值得推广的低排放燃烧器。

常压预混式燃烧器的基本原理，就是通过燃烧器内部结构的特殊设计，结合大气式燃烧器和预混式燃烧器的特点，使燃气和空气在进入燃烧器之后、到达火孔出口之前得到充分混合，而独特的火孔形状，可保证火孔出口速度和气流分配的均匀性，这样可以在较少的二次空气甚至是不需要二次空气的情况下实现较低的氮氧化物和一氧化碳排放。5

工作特性常压预混式燃烧器的一次空气系数α1通常为0.2-0.85左右，这种火焰一般包括预混内焰和扩散外焰两部分。α1较小时，大部分火焰为黄色扩散火焰；随着α1的增加，黄焰逐渐缩小，直至消失，而兰色预混内焰缩短，且开始出现回火倾向；继续增大α1，内焰的颜色由深蓝变为淡蓝，火焰长度增加，根部时而浮起，即出现吹脱趋势。燃烧器正常工作时，要求预混火焰处于稳定燃烧区内，即火焰不发生黄焰、回火和脱火，同时又能燃烧完全。6