燃气燃烧器理论PowerPoint演示文稿.ppt

第第2章章 燃烧器燃烧器 n2.1 燃烧器技术要求及分类燃烧器技术要求及分类n2.2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器n2.3 大气式燃烧器大气式燃烧器n2.4 完全预混式燃烧器完全预混式燃烧器n2.5 新型燃烧器新型燃烧器n2.6 点火装置与燃具安全保护装置点火装置与燃具安全保护装置12.1 燃烧器技术要求及分类燃烧器技术要求及分类n燃烧器：燃烧器：用来实现燃烧过程的装置的统称用来实现燃烧过程的装置的统称n基本用途：基本用途：合理组织燃烧过程，以保证燃烧室的热工工合理组织燃烧过程，以保证燃烧室的热工工作符合工艺、技术和经济的要求作符合工艺、技术和经济的要求n技术要求技术要求n满足加热所需满足加热所需热量热量或或燃烧温度燃烧温度——具有一定热负荷；具有一定热负荷；n具一定火焰特性具一定火焰特性（着火浓度、温度，燃烧速度），（着火浓度、温度，燃烧速度），火焰稳定火焰稳定n燃烧效率高燃烧效率高——燃烧完全燃烧完全n燃烧器配备必要的自动调节、自动安全装置燃烧器配备必要的自动调节、自动安全装置——自控自控n烟气毒素少烟气毒素少——安全、环保安全、环保n结构紧凑、安全可靠、成本低结构紧凑、安全可靠、成本低。

燃燃烧烧好好方便方便安全安全环保环保省地省地省钱省钱2n分类分类n按一次空气分：按一次空气分：扩散式、大气式、完全预混式扩散式、大气式、完全预混式n按空气供给方法分：按空气供给方法分：引射式、鼓风式、自然引引射式、鼓风式、自然引风式风式n按燃气压力分：按燃气压力分：低压、高（中）压低压、高（中）压n按火焰形状分：按火焰形状分：直焰、平焰、可调焰直焰、平焰、可调焰n按火道处烟气出口速度分：按火道处烟气出口速度分：低速（＜低速（＜50m/s50m/s）、）、高速（高速（200200～～300m/s300m/s）、）、32.2 扩散式燃烧器扩散式燃烧器n定义：定义：按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器n分类：分类：燃烧所需空气供给的动力燃烧所需空气供给的动力n自然引风式：自然引风式：依靠依靠自然抽力自然抽力、靠扩散作用供给、靠扩散作用供给空气，多用于空气，多用于民用民用——扩散式燃烧器扩散式燃烧器n强制鼓风式：强制鼓风式：依靠依靠鼓风机鼓风机供给空气，多用于供给空气，多用于工工业业——鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器42.2.1 自然引风扩散式燃烧器自然引风扩散式燃烧器n工作原理工作原理n燃气在燃气在一定压力一定压力下进入管下进入管内，经火孔逸出后从周围内，经火孔逸出后从周围空气中获得氧气而燃烧，空气中获得氧气而燃烧，形成扩散火焰。

形成扩散火焰n结构形式：结构形式：5n特点：特点：n结构简单，制造方便结构简单，制造方便n燃烧稳定、不会回火；点火容易、调节方便燃烧稳定、不会回火；点火容易、调节方便n可利用低压燃气（可利用低压燃气（200200～～400Pa400Pa或更低），且不需鼓风，或更低），且不需鼓风，无动力消耗无动力消耗n燃烧热强度低，火焰长、需较大燃烧室燃烧热强度低，火焰长、需较大燃烧室n为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气（为使燃烧完全，必须供给较多的过剩空气（αα=1.2=1.2～～1.61.6）；燃烧温度低，排烟热损失大燃烧温度低，排烟热损失大6n应用范围应用范围n适于：适于：温度要求均匀、且不高，火焰稳定的场合温度要求均匀、且不高，火焰稳定的场合n如：小型采暖锅炉的点火器、临时性加热设备如：小型采暖锅炉的点火器、临时性加热设备n分类分类n燃气流动状态分：燃气流动状态分：层流和紊流扩散燃烧器层流和紊流扩散燃烧器n层流扩散式燃烧器：层流扩散式燃烧器：—般般不适用不适用于天然气和液化石油于天然气和液化石油气气——燃气燃烧速度慢，易产生不完全燃烧和煤烟燃气燃烧速度慢，易产生不完全燃烧和煤烟n设计计算设计计算n目的：目的：定火孔直径、数目、间距；燃烧器前所需燃气定火孔直径、数目、间距；燃烧器前所需燃气压力压力n基础：基础：动量定理、连续性方程、火焰稳定性动量定理、连续性方程、火焰稳定性72.2.2 鼓风扩散式燃烧器鼓风扩散式燃烧器n工作原理工作原理n燃气燃烧所需全部空气均由鼓风机一次供给，但燃烧燃气燃烧所需全部空气均由鼓风机一次供给，但燃烧前燃气与空气并前燃气与空气并不顶混不顶混————燃烧过程属扩散燃烧。

燃烧过程属扩散燃烧n结构形式结构形式n选择原因：选择原因：为了强化燃烧过程和缩短火焰长度，常采为了强化燃烧过程和缩短火焰长度，常采用各种措施来用各种措施来加速燃气与空气的混合加速燃气与空气的混合n具体形式：具体形式：套管式、套管式、旋流式旋流式、平流式等平流式等8n套管式燃烧器套管式燃烧器n结构：结构：由大管和小管相套而成由大管和小管相套而成n工作原理：工作原理：燃气和空气在火道或燃烧室内边混合边燃烧燃气和空气在火道或燃烧室内边混合边燃烧 n特点：特点：n结构简单，工作稳定（不会回火）；结构简单，工作稳定（不会回火）；n燃气和空气属同心平行气流燃气和空气属同心平行气流————混合差、火焰长混合差、火焰长9n导流叶片旋流燃烧器导流叶片旋流燃烧器10n蜗壳式旋流燃烧器蜗壳式旋流燃烧器调调风风板板导导流流叶叶片片1112n特点特点n与自然引风式比与自然引风式比：燃烧热强度大，火焰长短可调节燃烧热强度大，火焰长短可调节n与热负荷相同的引射式燃烧器比与热负荷相同的引射式燃烧器比：结构紧凑，体形轻：结构紧凑，体形轻巧，占地面积小巧，占地面积小n与完全预混式燃烧器比：与完全预混式燃烧器比：燃烧室容积热强度小，火焰燃烧室容积热强度小，火焰较长较长——需较大的燃烧室容积。

需较大的燃烧室容积n要求燃气要求燃气压力低压力低，热负荷，热负荷调节范围大调节范围大，能适应正压炉，能适应正压炉膛，容易实现粉煤膛，容易实现粉煤-燃气或油燃气或油-燃气燃气联合燃烧联合燃烧n可可预热空气或燃气预热空气或燃气，预热温度可接近燃气着火温度，预热温度可接近燃气着火温度——极大地提高燃烧温度极大地提高燃烧温度n需鼓风需鼓风——耗电耗电n需配需配自动比例（空气自动比例（空气-燃气比例）调节装置燃气比例）调节装置13n适用适用n各种工业炉及锅炉中各种工业炉及锅炉中n设计计算设计计算n要求：要求：空气、燃气两股气流在有限空间内充分混合空气、燃气两股气流在有限空间内充分混合n包括：包括：空气系统、燃气系统的计算空气系统、燃气系统的计算142.3 大气式大气式燃烧器燃烧器n定义：定义：按照按照部分预混部分预混燃烧方法设计的燃烧器燃烧方法设计的燃烧器n结构结构调风板调风板15n分类分类：（：（据燃气压力分）据燃气压力分） n低压引射式低压引射式————多用于民用燃具多用于民用燃具n高高( (中中) )压引射式压引射式————多用于工业装置多用于工业装置实际应用：实际应用：一次空气系数一次空气系数=0.45～～0.75；；过量空气系数过量空气系数=1.3～～1.8n工作原理：工作原理： 燃气在一定压力下，以一定速度从喷嘴喷燃气在一定压力下，以一定速度从喷嘴喷出，依靠燃气动能产生的出，依靠燃气动能产生的引射作用引射作用从一次空气口从一次空气口吸入一次空气，在引射器内燃气与一次空气混合，吸入一次空气，在引射器内燃气与一次空气混合，经头部火孔流出而燃烧。

经头部火孔流出而燃烧16n喷嘴喷嘴n作用：作用：输送输送一定量的燃气，并将燃气的压力一定量的燃气，并将燃气的压力转换成动能，转换成动能，引射引射一定量的空气一定量的空气n结构形式结构形式 17n分类分类: :n固定喷嘴固定喷嘴: :结构简单、阻力较小，引射空气性能较结构简单、阻力较小，引射空气性能较好，但出口截面积不能调节好，但出口截面积不能调节————只能适应一种燃气只能适应一种燃气如果燃气性质改变，就需要更换喷嘴如果燃气性质改变，就需要更换喷嘴n可调喷嘴可调喷嘴: :结构复杂，阻力较大，引射空气的性能结构复杂，阻力较大，引射空气的性能较差，但能适应燃气性质的变化较差，但能适应燃气性质的变化18n喷嘴孔径与燃具热负荷的关系喷嘴孔径与燃具热负荷的关系192021n 调风装置调风装置n作用：作用：保证燃烧器正常工作，获得预定的火保证燃烧器正常工作，获得预定的火焰特性焰特性——运行时运行时需经常调节一次空气量需经常调节一次空气量n装置分类装置分类n在一次空气吸入口外面安装调风板在一次空气吸入口外面安装调风板 通过转动调风板来改变一次通过转动调风板来改变一次空气空气吸入口的吸入口的有效流通有效流通截面截面，从而调节一次空气的吸入量，从而调节一次空气的吸入量——广泛应用。

广泛应用n在引射器混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条在引射器混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条 借助螺丝或钢条的上下运动来改变借助螺丝或钢条的上下运动来改变燃气燃气射流的射流的能量能量损失损失，从而调节一次空气吸入量从而调节一次空气吸入量2223n 引射器引射器n结构：结构：n工作原理工作原理 燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴1喷出，进喷出，进入吸气收缩管入吸气收缩管2，燃气靠自身动量传递来吸入，燃气靠自身动量传递来吸入一次空一次空气气；在混合管；在混合管3内和一次空气的流速、成分内和一次空气的流速、成分充分混合充分混合均匀均匀，然后，经扩压管，然后，经扩压管4进一步匀速后，经燃烧器头进一步匀速后，经燃烧器头部火孔流出燃烧部火孔流出燃烧24n作用：作用： ①①以高能量的气体以高能量的气体引射引射低能量的气体，并使两者低能量的气体，并使两者混合均匀混合均匀 ② ②在引射器末端在引射器末端形成所需剩余压力，形成所需剩余压力，保证燃烧器稳定工作保证燃烧器稳定工作 ——克服气流在燃烧器头部的阻力损失克服气流在燃烧器头部的阻力损失 ——混合物在火孔出口获得必要的速度混合物在火孔出口获得必要的速度 ③ ③输送一定的燃气量输送一定的燃气量，以保证燃烧器所需的热负荷。

以保证燃烧器所需的热负荷25n形式形式1 1型型————最佳，能量损失最小，但最佳，能量损失最小，但引射器最长引射器最长2 2型和型和3 3型型————阻力较大、但长度较阻力较大、但长度较短当喷嘴前燃气压力较高，允许短当喷嘴前燃气压力较高，允许有较大能量损失时，可采用有较大能量损失时，可采用1 1型型2 2型型3 3型型26n头部头部n形式形式 27n作用作用 将燃气将燃气——空气混合物空气混合物均匀地分布均匀地分布到各火孔上，并运到各火孔上，并运行行稳定、稳定、燃烧燃烧完全完全 ① ①要求头部要求头部各点混合气体的压力相等；各点混合气体的压力相等； ② ②要求要求二次空气二次空气能均匀地畅通到每个火孔上；能均匀地畅通到每个火孔上； ③ ③头部容积不宜过大，否则头部容积不宜过大，否则灭火噪声灭火噪声很大n分类分类————根据用途分根据用途分 多火孔头部（民用燃具）多火孔头部（民用燃具）——火孔形状影响燃烧状况火孔形状影响燃烧状况 单火孔头部（工业燃具）单火孔头部（工业燃具）——火力集中、火孔热强度高火力集中、火孔热强度高。

28多火孔大气式燃烧器多火孔大气式燃烧器 29单火孔大气式燃烧器单火孔大气式燃烧器 火道火道稳焰孔稳焰孔二次空气二次空气当热负荷较大时，多当热负荷较大时，多火孔燃烧器头部比较火孔燃烧器头部比较笨重笨重————单火孔头部单火孔头部30n特点特点n与扩散式燃烧器比：与扩散式燃烧器比：火焰短、火力强、燃烧温度高、火焰短、火力强、燃烧温度高、稳定性较差稳定性较差n与全预混燃烧器比：与全预混燃烧器比：热负荷调节范围宽、适应性强热负荷调节范围宽、适应性强n可燃烧各种燃气和低压燃气，燃烧较完全、效率较高可燃烧各种燃气和低压燃气，燃烧较完全、效率较高n引射式燃烧器：引射式燃烧器：具有自动调节特性，调节方便；不需具有自动调节特性，调节方便；不需送风设备，节省动力送风设备，节省动力n不适应正压炉膛不适应正压炉膛31n应用范围应用范围n多火孔大气式燃烧器多火孔大气式燃烧器————广泛应用在家庭及公用事广泛应用在家庭及公用事业中的燃气用具业中的燃气用具n单火孔大气式燃烧器单火孔大气式燃烧器————广泛应用在中小型锅炉及广泛应用在中小型锅炉及某些工业炉中某些工业炉中322.4 完全预混式燃烧器完全预混式燃烧器n定义定义n按照完全预混燃烧方法设计的燃烧器。

按照完全预混燃烧方法设计的燃烧器n工作原理工作原理n使燃气与空气充分预先混合，再经燃烧器火使燃气与空气充分预先混合，再经燃烧器火孔喷出进行燃烧孔喷出进行燃烧33n结构结构n混合装置混合装置n头部头部n分类分类据燃烧器头部结构分：据燃烧器头部结构分：n①①有火道头部结构有火道头部结构：（头部冷却：（头部冷却——防回火；火道防回火；火道——防脱火）防脱火）n②②无火道头部结构；无火道头部结构；n③③用金属网或陶瓷板稳焰器做成的头部结构用金属网或陶瓷板稳焰器做成的头部结构头部头部34n特点特点n火焰短、燃烧热强度大、燃烧温度高火焰短、燃烧热强度大、燃烧温度高————可缩小燃烧可缩小燃烧室体积、易满足室体积、易满足高温工艺高温工艺要求要求n过剩空气少过剩空气少————不会引起直接加热工件的过分氧化不会引起直接加热工件的过分氧化n易燃烧低热值的燃气易燃烧低热值的燃气n燃烧完全，节约能源燃烧完全，节约能源n可用引射器引射空气可用引射器引射空气————不需鼓风、节省动力不需鼓风、节省动力n火焰稳定性差火焰稳定性差————调节范围较小调节范围较小n保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定保证燃烧稳定，要求燃气热值及密度要稳定。

n为防止回火，为防止回火，头部结构头部结构比较复杂和笨重比较复杂和笨重n火孔出口流量明显增大火孔出口流量明显增大————噪声大噪声大35n防止回火措施防止回火措施n措施：措施：①①圆锥形喷口圆锥形喷口————尽可能使喷口气流尽可能使喷口气流速度均匀速度均匀，以保证在，以保证在最低负荷最低负荷下各下各点的气流速度点的气流速度都大于火焰传播速度都大于火焰传播速度②②小火孔小火孔————增大火孔壁对火焰的散增大火孔壁对火焰的散热，以热，以降低火焰传播速度；降低火焰传播速度；广泛适广泛适用于热负荷不大的民用燃具上用于热负荷不大的民用燃具上③③冷却燃烧器头部冷却燃烧器头部————加强对火焰的加强对火焰的散热，以降低火焰传播速度；散热，以降低火焰传播速度； 适适用于热强度很大的工业燃烧器用于热强度很大的工业燃烧器36小火孔小火孔————防回火防回火37n防脱火措施防脱火措施n工业上工业上——常用一个紧接着的常用一个紧接着的火道来稳焰火道来稳焰38撞击式撞击式————防脱火防脱火39n应用范围应用范围n主要应用于主要应用于热强度大或高温工艺的工业热强度大或高温工艺的工业加热装置上加热装置上。

n设计计算设计计算n头部计算头部计算n引射器的计算引射器的计算402.5 新型燃烧器新型燃烧器n平焰燃烧器平焰燃烧器n高速燃烧器高速燃烧器n浸没燃烧器浸没燃烧器n燃气辐射管燃气辐射管n脉冲燃烧器脉冲燃烧器n富氧燃烧器富氧燃烧器n低低NOx燃烧器燃烧器n蓄热式高温空气燃烧器蓄热式高温空气燃烧器411、平焰燃烧器、平焰燃烧器n火焰：火焰： 是圆盘形的薄层火焰，是圆盘形的薄层火焰，它紧贴炉墙或炉顶向四周它紧贴炉墙或炉顶向四周均匀伸展均匀伸展 n结构：结构：由引射器、头部、烧嘴（火孔）三部分组成由引射器、头部、烧嘴（火孔）三部分组成n工作原理：工作原理： 燃气经喷嘴燃气经喷嘴吸入一次空气吸入一次空气，，混合后混合后经头部条形火孔经头部条形火孔流出二次空气依靠炉内负压吸入二次空气依靠炉内负压吸入，在火孔出口处与燃，在火孔出口处与燃气混合物相遇，二者边混合边进入烧嘴砖沟槽内进行燃气混合物相遇，二者边混合边进入烧嘴砖沟槽内进行燃烧，形成平展火焰烧，形成平展火焰4243双旋平焰燃烧器双旋平焰燃烧器n特点特点n加热均匀加热均匀，防止局部过热，防止局部过热——因火焰因火焰中心为一回流区中心为一回流区，，有稳焰、搅拌作用。

有稳焰、搅拌作用n火焰中心是回流区火焰中心是回流区——强化强化燃烧、需过量空气少燃烧、需过量空气少——降降低烟气中低烟气中NOx含量含量n炉子升温（对流、辐射传热炉子升温（对流、辐射传热加剧）、并且离受热件近加剧）、并且离受热件近——物料加热快，省燃气物料加热快，省燃气n炉内炉内压力均匀压力均匀（炉壁四周为（炉壁四周为正压区）正压区）——防冷风吸入防冷风吸入n制造、安装制造、安装要求高要求高，布置方，布置方位受限，热负荷不能太大位受限，热负荷不能太大442、高速燃烧器、高速燃烧器n工作原理工作原理n以对流传热为基础以对流传热为基础n燃气和空气在燃烧室内进行燃气和空气在燃烧室内进行强烈混合、燃烧强烈混合、燃烧，完全燃，完全燃烧的高温烟气以烧的高温烟气以200—300m／／s的高流速的高流速直接吹向物直接吹向物料表面料表面，高速气流，高速气流破坏物料表面的气体边界层破坏物料表面的气体边界层，与物，与物料进行强烈的对流换热料进行强烈的对流换热n结构结构n相当于一个鼓风式燃烧器相当于一个鼓风式燃烧器n出口增设一个带烟气喷嘴出口增设一个带烟气喷嘴的燃烧室的燃烧室(火道火道)45n特点特点n炉体小、热强度大、加热快、热惯性小。

炉体小、热强度大、加热快、热惯性小n负荷调节范围大负荷调节范围大——1：：50n可高温预热空气可高温预热空气——低热值燃气可获高温低热值燃气可获高温n炉内可调气氛（氧化、还原或中性）炉内可调气氛（氧化、还原或中性）n需需较高较高燃气和空气燃气和空气压力压力——耗能多耗能多n燃烧室内要求耐高温、耐磨损材料燃烧室内要求耐高温、耐磨损材料n噪声大噪声大—需采取消声措施需采取消声措施n应用范围应用范围n热处理炉、玻陶制品窑炉、金属熔化炉等热处理炉、玻陶制品窑炉、金属熔化炉等高温工业炉高温工业炉463、浸没燃烧器、浸没燃烧器n工作原理工作原理 将燃气与空气预先将燃气与空气预先充分充分混合，送入燃烧室混合，送入燃烧室进行完全燃烧，燃烧产生的进行完全燃烧，燃烧产生的高温烟气直接喷入高温烟气直接喷入液体中液体中，从而，从而加热液体加热液体的方法 属完全预混式燃烧、直接接触传热属完全预混式燃烧、直接接触传热n结构结构 燃烧装置、水槽、排烟装置三部分燃烧装置、水槽、排烟装置三部分4748n特点特点n气、液气、液直接接触直接接触—不存在传热面上的结晶、结垢、腐不存在传热面上的结晶、结垢、腐蚀等问题；蚀等问题；n高温烟气从液体中高温烟气从液体中鼓泡后排出鼓泡后排出—气、液剧烈混合气、液剧烈混合—强强化传热。

化传热n排烟温度低排烟温度低—热效率高、能耗少热效率高、能耗少n设备简单、投资少设备简单、投资少n应用范围应用范围n广泛用于广泛用于液体加热液体加热、各种酸洗液的加热、再生和浓缩，、各种酸洗液的加热、再生和浓缩，废水净化，液体气化，清洗储罐和管道等废水净化，液体气化，清洗储罐和管道等49n结构结构 管体、烧嘴、烟管体、烧嘴、烟气废热回收装置气废热回收装置4、燃气辐射管、燃气辐射管5051n特点特点n气、液气、液直接接触直接接触—不存在传热面上的结晶、结垢、腐不存在传热面上的结晶、结垢、腐蚀等问题；蚀等问题；n高温烟气从液体中高温烟气从液体中鼓泡后排出鼓泡后排出—气、液剧烈混合气、液剧烈混合—强强化传热n排烟温度低排烟温度低—热效率高、能耗少热效率高、能耗少n设备简单、投资少设备简单、投资少n应用范围应用范围n广泛用于广泛用于液体加热液体加热、各种酸洗液的加热、再生和浓缩，、各种酸洗液的加热、再生和浓缩，废水净化，液体气化，清洗储罐和管道等废水净化，液体气化，清洗储罐和管道等52n工作原理工作原理 燃气经喷嘴进入内管，与从侧面进入的空气混合、燃气经喷嘴进入内管，与从侧面进入的空气混合、完全燃烧，产生的高温烟气完全燃烧，产生的高温烟气加热外管加热外管后后预热空气预热空气，然后由，然后由排烟管排出。

排烟管排出 外管以外管以辐射辐射方式加热炉窑以及炉内待处理的工件等方式加热炉窑以及炉内待处理的工件等53n特点特点n烟气不进炉烟气不进炉内内—间接加热、炉内间接加热、炉内气氛气氛易控制；易控制；n炉内温度分布可调炉内温度分布可调—调辐射管的配置；调辐射管的配置；n据炉子类型、用途选合适的辐射管形式据炉子类型、用途选合适的辐射管形式n便于便于废热回收废热回收—热效率高热效率高n应用范围应用范围n用于需用于需控制炉内气氛控制炉内气氛的热处理炉的热处理炉n要求炉内要求炉内温度均匀温度均匀的加热炉；的加热炉；n不不跟废气、废水跟废气、废水直接接触直接接触的热处理炉等的热处理炉等n技术性能指标技术性能指标n热效率、辐射管表面温度、辐射管使用寿命热效率、辐射管表面温度、辐射管使用寿命545、脉冲燃烧器、脉冲燃烧器n结构结构n燃料供应系统、空气供应系统、燃气阀、空气阀、燃料供应系统、空气供应系统、燃气阀、空气阀、燃燃烧室、尾管烧室、尾管( (共振管共振管) ) 、点火器、进出口消音器等组成、点火器、进出口消音器等组成55 燃烧过程：燃烧过程：燃气燃气—空气温空气温合物由前一周期合物由前一周期残存残存的高的高温烟气加热、燃烧温烟气加热、燃烧——气气体膨胀体膨胀——燃烧室内燃烧室内压力压力急剧上升。

急剧上升 排气过程：排气过程：燃烧室内压力升高燃烧室内压力升高——燃气和空气阀关闭燃气和空气阀关闭——烟烟气从尾管排出气从尾管排出——排气终了，排气终了，靠惯性靠惯性——燃烧室压力燃烧室压力降至大降至大气压力以下气压力以下吸气过程：吸气过程：燃烧室内形成燃烧室内形成负压负压——燃气和空气阀打开燃气和空气阀打开——燃燃气和空气被气和空气被吸入吸入燃烧室，同时部分燃烧室，同时部分烟气烟气从排气管从排气管逆向逆向流入燃流入燃烧室烧室——将燃气将燃气—空气混合物空气混合物点燃点燃——开始下一个循环，如开始下一个循环，如此自动进行下去此自动进行下去循环周期的三个过程循环周期的三个过程将燃气供应系统与将燃气供应系统与燃烧室燃烧室中的气流振荡中的气流振荡分隔开分隔开56n工作原理工作原理n近似于内燃机的燃烧近似于内燃机的燃烧n燃烧和热量的释放是周期性燃烧和热量的释放是周期性进行的进行的n是一台靠是一台靠自身动力驱动自身动力驱动的共振器的共振器n燃料类型燃料类型n气体燃料、液体燃料、粉末状固体燃料气体燃料、液体燃料、粉末状固体燃料n燃气和空气通过阀门进入燃烧室；液体和固体燃料，燃气和空气通过阀门进入燃烧室；液体和固体燃料，可以直接喷入燃烧室，也可随空气进入燃烧室。

可以直接喷入燃烧室，也可随空气进入燃烧室57n特点特点n脉冲振动脉冲振动————n燃气、空气混合均匀，燃烧加剧燃气、空气混合均匀，燃烧加剧————热效高热效高n严重破坏了气流的传热边界层严重破坏了气流的传热边界层————传热系数大传热系数大n燃烧室容积热强度大燃烧室容积热强度大————结构紧凑、体积小结构紧凑、体积小n易引起设备提前损坏易引起设备提前损坏 n正常运行时，点火和排烟不需外界能量正常运行时，点火和排烟不需外界能量————节能n正压排气正压排气————不需考虑烟囱的设置位置不需考虑烟囱的设置位置n调节比小调节比小————只有在一定的热负荷范围内才能保持良好只有在一定的热负荷范围内才能保持良好的运行稳定性的运行稳定性n污染污染————nNONOx x排放量低排放量低————烟气回流，只有常规燃烧器的烟气回流，只有常规燃烧器的5050％％n噪声大噪声大————需装消声器或隔声设备需装消声器或隔声设备586、富氧燃烧器、富氧燃烧器n工作原理工作原理n采用采用氧含量较高的空气氧含量较高的空气作为助燃空气的燃烧方式作为助燃空气的燃烧方式n特点特点n理论空气需要量少、排烟量减少、火焰温度高理论空气需要量少、排烟量减少、火焰温度高——氧氧浓度一般控制在浓度一般控制在28％以下为宜；％以下为宜；n烟温升高，当遇低温表面时，将放出大量分解热；烟温升高，当遇低温表面时，将放出大量分解热； NO2生成量增加；生成量增加；n节能节能——火焰温度高、炉内温压大火焰温度高、炉内温压大-辐射换热量增大；辐射换热量增大；排烟量少排烟量少-排烟热损失小排烟热损失小——热效率高、损失小。

热效率高、损失小59一次空气一次空气一次空气一次空气二次空气二次空气60617、低、低NOx燃烧器燃烧器n工作原理工作原理n通过通过降低燃烧温度降低燃烧温度、、降低燃烧区内降低燃烧区内O2浓度浓度、缩、缩短烟气短烟气在高温区的停留时间在高温区的停留时间来控制来控制温度型温度型NO的产生n类型类型n 1）烟气自身再循环型低）烟气自身再循环型低NOx燃烧器燃烧器 利用燃气和空气的利用燃气和空气的喷射作用喷射作用将炉内烟气吸入，使烟将炉内烟气吸入，使烟气在燃烧器内部进行循环由于烟气混入，气在燃烧器内部进行循环由于烟气混入，降低降低了燃烧了燃烧过程中过程中氧气的浓度氧气的浓度，从而抑制了，从而抑制了NOx的生成62n2)2)阶段燃烧型低阶段燃烧型低NONOx x燃烧器燃烧器n空气两段供给的阶段燃烧型低空气两段供给的阶段燃烧型低NONOx x燃烧器n一次燃烧一次燃烧————空气不足空气不足、燃气过浓，燃烧释放热量、燃气过浓，燃烧释放热量少，燃烧温度低少，燃烧温度低——NO——NOx x生成受抑制生成受抑制n二次燃烧二次燃烧————一次燃烧产生的一次燃烧产生的烟气的存在烟气的存在，使得二，使得二次燃烧过程的次燃烧过程的氧浓度与燃烧温度都低氧浓度与燃烧温度都低——抑制了抑制了NONOx x的的生成。

生成n同理同理————可以将燃气分两次供给、实现阶段燃烧可以将燃气分两次供给、实现阶段燃烧一次空气一次空气二次空气二次空气一次燃烧一次燃烧二次二次燃烧燃烧63n3)3)浓淡火焰对冲型低浓淡火焰对冲型低N0N02 2燃烧器燃烧器n头部头部——有两种火孔，布置成呈一有两种火孔，布置成呈一定角度相对的形式定角度相对的形式n一火孔燃烧一火孔燃烧——可燃气体混合物中可燃气体混合物中燃气过浓，燃气过浓，n另一火孔燃烧另一火孔燃烧——混合气体中空气混合气体中空气过浓n两种火焰两种火焰——对冲、混合后，一方对冲、混合后，一方过剩的燃气就在另一方过剩的空气过剩的燃气就在另一方过剩的空气中得以完全燃烧中得以完全燃烧n浓谈火焰各在偏离化学计量比的情浓谈火焰各在偏离化学计量比的情况下燃烧况下燃烧——燃烧温度较低，燃烧温度较低，可以可以较好地抑制较好地抑制NOx的生成64n4) 4) 组合型低组合型低NONOx x燃烧器燃烧器n组合型低组合型低NONOx x燃烧器是将促进阶段燃烧型、烟气自身燃烧器是将促进阶段燃烧型、烟气自身再循环型、浓淡燃烧型、分割火焰型四种抑制原理再循环型、浓淡燃烧型、分割火焰型四种抑制原理部分或全部组合在一起形成的。

部分或全部组合在一起形成的n结构更加复杂，效果则更好些结构更加复杂，效果则更好些n适用不同燃料、不同用途的低适用不同燃料、不同用途的低NONO，工业燃烧器种类，工业燃烧器种类很多，它们大部分属于组合型很多，它们大部分属于组合型658、蓄热式、蓄热式高温空气高温空气燃烧器燃烧器n蓄热式高温空气燃烧技术（蓄热式高温空气燃烧技术（HTACHTAC））n原理原理————通过高效蓄热材料将助燃空气从室温预热至通过高效蓄热材料将助燃空气从室温预热至前所未有的前所未有的800℃800℃高温高温，同时，同时大幅度降低大幅度降低NONOx x排放量，排放量，使排烟温度控制在露点以上、使排烟温度控制在露点以上、150℃150℃以下范围内，最大以下范围内，最大限度地限度地回收烟气余热回收烟气余热，使炉内燃烧温度更趋均匀使炉内燃烧温度更趋均匀n据燃料种类或热值分类据燃料种类或热值分类：：n单蓄热单蓄热————适于油类、高热值煤气及含焦油粉尘的发适于油类、高热值煤气及含焦油粉尘的发生炉煤气生炉煤气n双蓄热双蓄热————适于清洁的低热值燃料（高炉煤气、转炉适于清洁的低热值燃料（高炉煤气、转炉煤气）煤气）66672.6 点火装置与燃具安全保护装置点火装置与燃具安全保护装置2.6.1 2.6.1 自动点火装置自动点火装置1 1、电热丝点火、电热丝点火n工作原理：工作原理：利用电流将电阻丝加热至炽热状态，使通利用电流将电阻丝加热至炽热状态，使通过它的可燃混合气流被点燃过它的可燃混合气流被点燃n特点：特点：可实现连续点火、点火可靠。

可实现连续点火、点火可靠2 2、电火花点火、电火花点火n工作原理：工作原理：利用点火装置产生的高压电在两电极间产利用点火装置产生的高压电在两电极间产生的电火花来点燃燃气生的电火花来点燃燃气n点火方式分类：点火方式分类：单脉冲和连续脉冲单脉冲和连续脉冲3 3、小火点火、小火点火n工作原理：工作原理：先用电火花或电热丝等方式点燃小流量的先用电火花或电热丝等方式点燃小流量的点火燃烧器，形成小火焰，再用小火焰对主气流点火点火燃烧器，形成小火焰，再用小火焰对主气流点火n适用范围：适用范围：在功率较大的各类工业燃烧器上在功率较大的各类工业燃烧器上68n单脉冲点火装置单脉冲点火装置n工作原理工作原理 每按一次点火开关，每按一次点火开关，点火装置只产生点火装置只产生一个一个电电脉冲火花脉冲火花n适用范围适用范围 主要用于小负荷的主要用于小负荷的民用灶具民用灶具n点火装置分类点火装置分类 压电陶瓷压电陶瓷 电子线路电子线路电子线路单脉冲点火装置电子线路单脉冲点火装置绝缘陶瓷绝缘陶瓷高压导线高压导线压电陶瓷压电陶瓷撞锤撞锤机构机构单脉冲陶瓷点火装置单脉冲陶瓷点火装置69n连续电脉冲点火装置连续电脉冲点火装置n工作原理工作原理 按点火开关，点火装按点火开关，点火装置可置可连续不断连续不断地放出电地放出电脉冲火花。

脉冲火花n特点特点 操作方便，点火着火操作方便，点火着火率可达率可达100％n适用范围适用范围 主要用于燃气热水器主要用于燃气热水器n点火装置分类点火装置分类 可控硅式可控硅式 电压开关式电压开关式燃气灶脉冲点火器燃气灶脉冲点火器702.6.2 自动控制装置自动控制装置1 1、燃气压力控制器、燃气压力控制器n作用作用 避免管路燃气压力避免管路燃气压力波动，影响燃烧装置的波动，影响燃烧装置的运行工况运行工况————保持燃烧保持燃烧器入口压力稳定器入口压力稳定调压器工作原理图调压器工作原理图1-1-气孔；气孔；2-2-重块；重块；3-3-薄膜；薄膜；4-4-阀芯；阀芯；5-5-导压管导压管n设备设备 燃气调压器燃气调压器n适用范围适用范围 多数燃气工业炉窑、燃气锅炉、热水器多数燃气工业炉窑、燃气锅炉、热水器n安装位置：安装位置：炉前炉前712 2、燃气流量、燃气流量控制控制器器n作用作用：： 保持燃烧器入口流量稳定保持燃烧器入口流量稳定n节流原理：节流原理： 节流元件前后的节流元件前后的压差压差与通过的与通过的流量成正比流量成正比。

n流量控制器工作原理：流量控制器工作原理：n节流孔板节流孔板1 1后与前的压力，分别作用在薄膜的上、后与前的压力，分别作用在薄膜的上、下两侧，靠流量改变时产生的压差变化推动阀芯下两侧，靠流量改变时产生的压差变化推动阀芯n当燃气流量当燃气流量超过设定值超过设定值时，孔板前后的时，孔板前后的压差增大压差增大，，薄膜因上下负荷变化而薄膜因上下负荷变化而向下移动向下移动，阀口燃气，阀口燃气流通面流通面积减小积减小，从而使燃气，从而使燃气流量减小至设定值流量减小至设定值72n适用范围：适用范围：鼓风式鼓风式燃烧器上燃烧器上n分类：分类：气动、电动、液动及机械等比例混合调节装置气动、电动、液动及机械等比例混合调节装置3 3、燃气、燃气- -空气比例混合调节器空气比例混合调节器MB-VEF系列比例式燃气多功能组合调节器系列比例式燃气多功能组合调节器 73n工作原理：工作原理：n当阀门当阀门1关小关小，空气量减，空气量减少，阀少，阀1后后压力降低压力降低，通，通过脉冲管过脉冲管8经喷嘴经喷嘴7使使薄膜薄膜上部空间受力也降低上部空间受力也降低n调压器调压器阀芯上升阀芯上升，，燃气量燃气量随之减少随之减少，从而使两者，从而使两者按按设定的比例混合设定的比例混合。

气动比例调节装置气动比例调节装置n气量比例的平衡压力是靠节流装置气量比例的平衡压力是靠节流装置6来实现的来实现的n燃气压力（量）完全取决于空气压力（量）的变化，燃气压力（量）完全取决于空气压力（量）的变化，因此燃烧器的热负荷随空气压力而变因此燃烧器的热负荷随空气压力而变——必须保证鼓必须保证鼓风机供气压力稳定；否则，燃烧工况就无法保持稳定风机供气压力稳定；否则，燃烧工况就无法保持稳定 742.6.3 安全控制装置安全控制装置n目的：目的：保证燃烧安全、可靠，发生异常时保证燃烧安全、可靠，发生异常时及时及时切断切断燃气，以避免事故的发生燃气，以避免事故的发生1 1、预防燃气压力不足的安全装置、预防燃气压力不足的安全装置n目的：目的：燃气压力不足，易熄火；燃气继续流出，会积聚形燃气压力不足，易熄火；燃气继续流出，会积聚形成爆炸混合物成爆炸混合物————及时关闭燃气及时关闭燃气75n工作原理：工作原理： 当燃气量不足而压力下降时，当燃气量不足而压力下降时，靠重块使阀芯下降，关闭燃气通路，靠重块使阀芯下降，关闭燃气通路，同时关闭后面的旋塞同时关闭后面的旋塞燃气通过小燃气通过小孔流出，薄膜下压力逐渐升高而将孔流出，薄膜下压力逐渐升高而将阀芯重新打开。

阀芯重新打开当燃气流量足够，当燃气流量足够，即阀芯开度足够大时，阀后压力足即阀芯开度足够大时，阀后压力足够大时，旋塞才能打开够大时，旋塞才能打开这样，燃这样，燃气才能重新通过安全装置气才能重新通过安全装置如果旋如果旋塞不关闭，就没有足够的压力顶开塞不关闭，就没有足够的压力顶开阀芯，安全装置处于关闭状态，从阀芯，安全装置处于关闭状态，从而提供了双重保险而提供了双重保险n构造：构造：阀芯阀芯薄膜薄膜小孔小孔呼吸孔呼吸孔重块重块旋塞旋塞防止燃气压力不足的安全装置防止燃气压力不足的安全装置762、预防空气不足的安全装置、预防空气不足的安全装置n目的：目的：当鼓风机发生故障，空气中断或空气不足时、当鼓风机发生故障，空气中断或空气不足时、可关断燃气可关断燃气电流中断：电磁阀直接切断燃气；电流中断：电磁阀直接切断燃气；电流恢复：电磁阀开，燃气通过电流恢复：电磁阀开，燃气通过其作用与鼓风机的风量、风压无关其作用与鼓风机的风量、风压无关7778n3)3)浓淡火焰对冲型低浓淡火焰对冲型低N0N02 2燃烧器燃烧器n头部头部——有两种火孔，布置成呈一有两种火孔，布置成呈一定角度相对的形式定角度相对的形式。

n一火孔燃烧一火孔燃烧——可燃气体混合物中可燃气体混合物中燃气过浓，燃气过浓，n另一火孔燃烧另一火孔燃烧——混合气体中空气混合气体中空气过浓n两种火焰两种火焰——对冲、混合后，一方对冲、混合后，一方过剩的燃气就在另一方过剩的空气过剩的燃气就在另一方过剩的空气中得以完全燃烧中得以完全燃烧n浓谈火焰各在偏离化学计量比的情浓谈火焰各在偏离化学计量比的情况下燃烧况下燃烧——燃烧温度较低，燃烧温度较低，可以可以较好地抑制较好地抑制NOx的生成793 3、止回阀及安全切断阀、止回阀及安全切断阀n鼓风式燃烧器上鼓风式燃烧器上 止回阀止回阀 当当空气压力空气压力> >燃气压力燃气压力时，为时，为防空气逆流防空气逆流进入燃气进入燃气管道中形成爆炸混合物，在燃气管道上可设止回阀管道中形成爆炸混合物，在燃气管道上可设止回阀 安全切断阀安全切断阀 在燃烧器前的燃气管路上设压力传感器，当压力太在燃烧器前的燃气管路上设压力传感器，当压力太高或太低时，安全切断阀动作，切断燃气高或太低时，安全切断阀动作，切断燃气安全阀安全阀804、水、水—气联动安全装置（热水器中）气联动安全装置（热水器中）n作用作用 ——避免避免水量不足水量不足造成干烧而损坏燃具。

造成干烧而损坏燃具 ——断水断水的同时，的同时，切断燃气切断燃气通路n工作原理工作原理 靠水的压力或水流过阻力元件后形成的压力差把燃气靠水的压力或水流过阻力元件后形成的压力差把燃气阀打开，一旦停水，该压力或压力差阀打开，一旦停水，该压力或压力差消失消失，燃气阀关闭燃气阀关闭导压管导压管815、熄火保护装置、熄火保护装置n作用作用 当燃烧设备内的火焰熄灭时，能自动切断燃气，防止当燃烧设备内的火焰熄灭时，能自动切断燃气，防止未燃气体继续进入燃烧设备，避免发生爆炸事故未燃气体继续进入燃烧设备，避免发生爆炸事故n装置分类装置分类————根据检测原理不同根据检测原理不同n①①热电式熄火保护装置热电式熄火保护装置n②②光电式熄火保护装置光电式熄火保护装置n③③火焰离子探针熄火保护装置火焰离子探针熄火保护装置82①①热电式熄火保护装置热电式熄火保护装置n组成：组成：热电偶热电偶—火焰传感元件；火焰传感元件；电磁阀电磁阀—执行元件执行元件n分类：分类：直接关闭、隔膜阀式直接关闭、隔膜阀式n直接关闭式直接关闭式的工作原理的工作原理：：n按下气阀钮按下气阀钮—同时产生的电同时产生的电 火花点燃长明火种火花点燃长明火种—直到热电偶产生的电流能激励电直到热电偶产生的电流能激励电 磁阀的铁芯和衔铁保持吸合磁阀的铁芯和衔铁保持吸合—松开气阀钮。

松开气阀钮n常明火种熄灭或其他原因造成热电偶感热部分温度下常明火种熄灭或其他原因造成热电偶感热部分温度下降降—热电偶产生的电流降低到一定值热电偶产生的电流降低到一定值—电磁阀的铁芯电磁阀的铁芯和衔铁脱离，在弹簧力的作用下，电磁阀的密封垫切和衔铁脱离，在弹簧力的作用下，电磁阀的密封垫切断燃气通路断燃气通路气阀钮气阀钮长明长明火种火种热电偶热电偶高压放电针高压放电针电磁阀电磁阀直接关闭式熄火保护装置直接关闭式熄火保护装置83n隔膜阀式隔膜阀式熄火装置工作原理熄火装置工作原理n基本同直接关闭式基本同直接关闭式n唯一不同之处：唯一不同之处：利用塑料隔膜来切断气路利用塑料隔膜来切断气路n热电式熄火保护装置的缺点热电式熄火保护装置的缺点n热电偶的热惯性较大．尤其是在有辐射热的炉膛中熄热电偶的热惯性较大．尤其是在有辐射热的炉膛中熄火后很久也不会冷却，因此火后很久也不会冷却，因此负荷较大的工业燃烧器上负荷较大的工业燃烧器上很少使用很少使用84②②光电式熄火保护装置光电式熄火保护装置n过去：过去： 接受接受红外线辐射红外线辐射的火焰检测元件的火焰检测元件————由于灼热炉膛与由于灼热炉膛与火焰的红外线很容易相互火焰的红外线很容易相互混淆。

混淆n现在：现在：n利用火焰的利用火焰的紫外线辐射紫外线辐射作为信号作为信号n紫外线光电管的灵敏范围较窄紫外线光电管的灵敏范围较窄————减少其他辐射源干扰减少其他辐射源干扰n气体和油气体和油火焰的紫外线辐射强度火焰的紫外线辐射强度比炉膛的辐射强度比炉膛的辐射强度大大得得多，这就消除了对火焰检测元件的干扰多，这就消除了对火焰检测元件的干扰n紫外线火焰检测元件的布置：紫外线火焰检测元件的布置：n必须很准确地对准气体火焰的紫外线辐射区必须很准确地对准气体火焰的紫外线辐射区，才能保证，才能保证捡测元件的正常工作捡测元件的正常工作紫紫外外线线火火焰焰检检测测器器85n检测元件内装有检测元件内装有一个一个指示器指示器 ————反映、发出反映、发出信号信号 ————信号放大后信号放大后 ————及时开、闭及时开、闭燃气燃气电磁阀紫外线紫外线辐射区辐射区火焰火焰火焰检火焰检测元件测元件二次二次空气空气调风器调风器天天然然气气一次一次空气空气气枪气枪火焰紫外线辐射区与火焰检测元件的布置火焰紫外线辐射区与火焰检测元件的布置n特点：特点：n灵敏度高、动作迅速，灵敏度高、动作迅速，n制作复杂、成本较高，并且要引入交流电。

制作复杂、成本较高，并且要引入交流电n可与自动点火、自动保护、报警等功能兼容可与自动点火、自动保护、报警等功能兼容n适于范围：适于范围：n工业燃烧装置、高档民用燃具中工业燃烧装置、高档民用燃具中 86③③火焰离子探针熄火保护装置火焰离子探针熄火保护装置n 工作原理：工作原理： 高温火焰中的气体会高温火焰中的气体会电离而具有导电性金属电离而具有导电性金属导体导体探针探针置于火焰中，则置于火焰中，则回路导电，电磁阀开回路导电，电磁阀开 火焰一旦熄灭，电流火焰一旦熄灭，电流消失，则与之相连的电磁消失，则与之相连的电磁阀动作，切断燃气通路阀动作，切断燃气通路 电磁阀作执行元件电磁阀作执行元件 ——动作迅速，可靠性好动作迅速，可靠性好火焰离子探针式快速安全装置火焰离子探针式快速安全装置87④④双金属片熄火保护装置双金属片熄火保护装置n燃气阀阀杆上有个弯曲的双金属片，处在长明小火旁燃气阀阀杆上有个弯曲的双金属片，处在长明小火旁边，靠小火把它加热才能使气阀开启若是小火灭了，边，靠小火把它加热才能使气阀开启。

若是小火灭了，双金属片冷却力量把燃气阀关闭双金属片冷却力量把燃气阀关闭88 6、过热保护装置、过热保护装置n作用及适用范围：作用及适用范围：n防止防止燃具自身温度过高燃具自身温度过高——燃具燃具机壳附近机壳附近装过装过热保护装置热保护装置n防止出水温度过高（家用快速热水器）防止出水温度过高（家用快速热水器）——在在出水管路上出水管路上装过热保护装置装过热保护装置n当测点温度过高时，熄火保护装置使电磁阀关当测点温度过高时，熄火保护装置使电磁阀关闭，切断燃气通路闭，切断燃气通路8990③③火焰离子探针熄火保护装置火焰离子探针熄火保护装置n 工作原理：工作原理： 高温火焰中的气体会高温火焰中的气体会电离而具有导电性金属电离而具有导电性金属导体导体探针探针置于火焰中，则置于火焰中，则回路导电，电磁阀开回路导电，电磁阀开 火焰一旦熄灭，电流火焰一旦熄灭，电流消失，则与之相连的电磁消失，则与之相连的电磁阀动作，切断燃气通路阀动作，切断燃气通路 电磁阀作执行元件电磁阀作执行元件 ——动作迅速，可靠性好动作迅速，可靠性好。

火焰离子探针式快速安全装置火焰离子探针式快速安全装置91思考题思考题n燃烧器基本技术要求、分类（按与空气混合情况、按空气燃烧器基本技术要求、分类（按与空气混合情况、按空气供给方式分）供给方式分）n扩散式（自然引风式、鼓风式）、大气式、完全预混式燃扩散式（自然引风式、鼓风式）、大气式、完全预混式燃烧器工作原理烧器工作原理n完全预混式燃烧器防回火、防脱火措施完全预混式燃烧器防回火、防脱火措施n引射器的结构、工作原理、作用引射器的结构、工作原理、作用n了解了解扩散式、大气式、完全预混式燃烧器特点、应用范围扩散式、大气式、完全预混式燃烧器特点、应用范围n自动点火装置常用种类及其工作原理、应用范围自动点火装置常用种类及其工作原理、应用范围n燃气调压控制器、流量控制器、比例调节器的作用燃气调压控制器、流量控制器、比例调节器的作用n设置各自动安全装置的目的设置各自动安全装置的目的n自动熄火保护装置的分类自动熄火保护装置的分类92。