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煤氣燒嘴分有焰燒嘴和無(wú)焰燒嘴兩類。有焰燒嘴的特點(diǎn)是：煤氣與助燃空氣在燒嘴內(nèi)部只進(jìn)行部分混合或不進(jìn)行混合，噴到爐內(nèi)后再邊混合邊燃燒，火焰較長(zhǎng)并有明顯的輪廓，如低壓煤氣燒嘴、平焰燒嘴、自身預(yù)熱燒嘴等。無(wú)焰燒嘴的特點(diǎn)是：煤氣與空氣在燒嘴內(nèi)部即已達(dá)到完全混合，混合氣噴出燒嘴后能立即著火燃燒，火焰很短且無(wú)明顯輪廓，如高壓噴射式燒嘴。

平焰燒嘴的特點(diǎn)是燃料與助燃空氣以強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)噴出燒嘴，并沿垂直于燒嘴中心的爐壁（或爐墻）展開，在緊靠爐壁表面的一層空間內(nèi)完全燃盡，形成圓盤形平火焰，能在相當(dāng)大的平面內(nèi)造成均勻的溫度場(chǎng)，而且火焰黑度大，可實(shí)現(xiàn)均勻加熱、快速加熱，而取得一定的節(jié)能效果。

平焰燒嘴有鼓風(fēng)式煤氣平焰燒嘴和引射式煤氣平焰燒嘴。

高速燒嘴的基本原理是：燃料在燃燒室內(nèi)即實(shí)現(xiàn)完全燃燒。由于燃燒室是密閉的，并保持足夠的正壓力，使高溫燃燒產(chǎn)物以高速噴出，因而強(qiáng)化了對(duì)流傳熱，促進(jìn)爐內(nèi)氣流循環(huán)，均勻了記溫。如果增大一、二次風(fēng)的過(guò)剩量，還可以調(diào)節(jié)出口氣體的溫度，使之接近于工件的加熱溫度，防止工件過(guò)燒，保證加熱質(zhì)量，這種燒嘴又稱高速調(diào)溫?zé)臁?br />
我國(guó)天然氣和煤制氣（原料為煤）資源豐富，且屬于潔凈能源，顧有著良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。燃?xì)馊紵龣C(jī)符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策，市場(chǎng)前景很好，大有發(fā)展前途。然而在燃?xì)馊紵龣C(jī)研制設(shè)計(jì)中，燃?xì)馓匦浴兹肌⒁妆岸拘裕刂频氖滓獑?wèn)題。下面介紹一下燃?xì)馊紵龣C(jī)的控制要求 ：

根據(jù)燃?xì)庠跔t膛內(nèi)的燃燒特性，對(duì)其控制要求內(nèi)容主要有預(yù)吹風(fēng)、自動(dòng)點(diǎn)火、燃燒狀態(tài)監(jiān)控、點(diǎn)不著火的保護(hù)、熄火的保護(hù)、燃?xì)鈮毫Ω叩拖薇Ｗo(hù)、空氣壓力不足保護(hù)、斷電保護(hù)、燃?xì)庑孤┦鹿实拇胧┑取?br />
預(yù)吹風(fēng)：燃燒機(jī)在點(diǎn)火前，必須有一段時(shí)間的預(yù)吹風(fēng)，把爐膛與煙道中余氣吹除或稀釋。因?yàn)槿紵龣C(jī)工作爐膛內(nèi)不可避免地有余留的燃?xì)猓粑催M(jìn)行預(yù)吹風(fēng)而點(diǎn)火，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)．必須把余氣吹除干凈或稀釋，保證燃?xì)鉂舛炔辉诒O限內(nèi)。預(yù)吹風(fēng)時(shí)間與爐膛結(jié)構(gòu)及吹風(fēng)量有關(guān)一般設(shè)置為15-60秒

自動(dòng)點(diǎn)火：燃?xì)馊紵龣C(jī)宜采用電火花點(diǎn)火，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。可用高壓點(diǎn)火變壓器產(chǎn)生電弧點(diǎn)火，要求其輸出能量為：電壓≥3. 5K V、電流≥15mA ， 點(diǎn)火時(shí)間一般為：2～5秒。


電廠鍋爐的工作過(guò)程：由原煤倉(cāng)落下的原煤經(jīng)給煤機(jī)送入磨煤機(jī)磨制成煤粉。在原煤磨制過(guò)程中，需要熱空氣對(duì)煤進(jìn)行加熱和干燥，因此外界冷空氣通過(guò)送風(fēng)機(jī)送入鍋爐尾部煙道的空氣預(yù)熱器中，被煙氣加熱成為熱空氣進(jìn)入熱風(fēng)管道。其中一部分熱空氣經(jīng)排粉機(jī)送入磨煤機(jī)中，對(duì)煤進(jìn)行加熱和干燥，同時(shí)這部分空氣也是輸送煤粉的介質(zhì)；另一部分熱空氣直接經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛參與煤粉的燃燒。從磨煤機(jī)排出的煤粉和空氣的混合物經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。

煤粉在爐膛內(nèi)迅速燃燒后放出大量的熱量，使?fàn)t膛火焰中心的溫度具有1500度或更高的溫度。爐膛四周內(nèi)壁布置有許多的水冷壁管，爐膛頂部布置著頂棚過(guò)熱器及爐膛上方布置著屏式過(guò)熱器等受熱面。水冷壁和頂棚過(guò)熱器等是爐膛的輻射受熱面，其內(nèi)部的工質(zhì)在吸引爐膛的輻射熱的同時(shí)，使火焰溫度降低，保護(hù)爐墻不致被燒壞。為了防止熔化的灰渣黏結(jié)在煙道內(nèi)的受熱面上，煙氣向上流動(dòng)到達(dá)爐膛上部出口處時(shí)，其溫度要低于煤灰的熔點(diǎn)。

高溫?zé)煔饨?jīng)爐膛上部出口離開爐膛進(jìn)入水平煙道，與布置在水平煙道的過(guò)熱器進(jìn)行熱量交換，然后進(jìn)入尾部煙道，并與再熱器、省煤器、和空氣預(yù)熱器等受熱面進(jìn)行熱量交換，使煙氣不斷放出熱量而逐漸冷卻下來(lái)，使得離開空氣預(yù)熱器的煙氣溫度通常在110-160度之間。低溫?zé)煔庠俳?jīng)過(guò)除塵器除去大量的飛灰，后只有少量的細(xì)灰粒隨煙氣由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。

煤粉在爐膛中燃燒后所生成的較大灰粒沉降到爐膛底部的冷灰斗中，被冷卻凝固落入排渣裝置中，形成固定排渣。

由給水泵送向鍋爐的給水，經(jīng)過(guò)高壓加熱器加熱后進(jìn)入省煤器，吸收鍋爐尾部煙氣的熱量后進(jìn)入汽包，并通過(guò)下降管引入水冷壁下聯(lián)箱再分配給各個(gè)水冷壁管。水在水冷壁中吸收爐膛高溫火焰和煙氣的輻射熱，使部分水蒸發(fā)變成飽和蒸汽，從而在水冷壁內(nèi)形成了汽水混合物。汽水混合物向上流動(dòng)并進(jìn)入汽包，通過(guò)汽包中的汽水分離裝置進(jìn)行汽水分離，分離出來(lái)的水繼續(xù)循環(huán)。而分離出來(lái)的飽和蒸汽經(jīng)汽包上部的飽和蒸汽引出管送入過(guò)熱器進(jìn)行加熱。后達(dá)到要求的過(guò)熱蒸汽通過(guò)主蒸汽管道引入汽輪機(jī)做功。



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	在傳統(tǒng)的工業(yè)爐設(shè)計(jì)中，燃燒器的火焰速度大約為每秒幾米，當(dāng)燃燒產(chǎn)物溫度在600 °C～800 °C時(shí)，爐內(nèi)對(duì)流換熱與輻射換熱各占50％；在燃燒產(chǎn)物溫度為800 ℃以上時(shí)，以輻射換熱為主；在燃燒產(chǎn)物溫度達(dá)到1 400 ℃時(shí)，輻射換熱是對(duì)流換熱的10倍,所以大部分爐窯設(shè)計(jì)中,是以輻射換熱為基礎(chǔ)。但是在采用高速氣體燃燒器后，即使在高溫區(qū)，爐內(nèi)被強(qiáng)化的對(duì)流換熱在綜合換熱中所占的比重大大提高，具體說(shuō)明如下：

采用普通燃燒器時(shí)，火焰速度低，燃燒產(chǎn)物在被加熱物表面的流動(dòng)為層流，層流的對(duì)流換熱系數(shù)為h1-Nu＊λ/d。

式中 努謝爾特?cái)?shù)Nu=0.332Pr1/3＊Re1/2；Pr為普朗特?cái)?shù)；Re為雷諾數(shù)；λ為氣體的導(dǎo)熱系數(shù)；d為流道當(dāng)量直徑。

采用高速氣體燃燒器, 火焰噴射速度高(100 m/s～300 m/s),被加熱體表面流動(dòng)以紊流為主，紊流附面層局部放熱系數(shù)為h2=Nu＊λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)

設(shè)加熱爐內(nèi)腔尺寸為6.45m×2.3m×2.9m，燃燒產(chǎn)物溫度為1 790 ℃，被加熱體溫度為900 ℃。

采用普通燃燒器，燃燒產(chǎn)物流速為5 m／s時(shí)，燃燒產(chǎn)物與被加熱體表面之間的對(duì)流換熱比熱流為q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h＊m2。

采用高速氣體燃燒器，燃燒產(chǎn)物流速為150 m/s時(shí)，燃燒產(chǎn)物與被加熱體表面之間的對(duì)流換熱比熱流為q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h＊m2。q2是q1的4倍。

國(guó)外曾就輻射加熱爐和高速對(duì)流加熱爐進(jìn)行過(guò)比較試驗(yàn)，在0 ℃～1 200 ℃的加熱過(guò)程中，輻射加熱爐所需加熱時(shí)間是高速對(duì)流加熱爐的6倍，在750 ℃～1 200 ℃的加熱過(guò)程中，輻射加熱爐所需加熱時(shí)間是高速對(duì)流加熱爐的10倍。

1980年，國(guó)內(nèi)引進(jìn)高速氣體燃燒器在井式加熱爐上進(jìn)行技術(shù)改造，原有的輻射加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫需要24 h，而采用了高速氣體燃燒器的加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫只需4 h，并且燃料消耗量也由于采用了高速氣體燃燒器可以節(jié)省25%～30％。在油田，用高速氣體燃燒器改造成三合一加熱爐，加熱效率提高了1倍，而燃料消耗量節(jié)約了20％。

高速氣體燃燒器的燃燒產(chǎn)物高速?zèng)_進(jìn)加熱爐內(nèi)，攪動(dòng)多倍的爐內(nèi)氣體隨之摻混，可以大大提高爐內(nèi)溫度均勻度。國(guó)外一家工廠用高速氣體燃燒器改造加熱爐后，爐內(nèi)溫度均勻度可由±15 ℃提高到±2 ℃。國(guó)內(nèi)井式加熱爐采用高速氣體燃燒器后，爐溫均勻度達(dá)到±7 ℃。



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