燃氣在燒嘴中的燃燒過程和燒嘴設計原理

時間：2021-08-21作者：鄭州大科環(huán)保設備有限公司瀏覽：68

燃氣在燒嘴從氣體燃料到火焰是如何完成的？看似很簡單的過程其實經歷了復雜的物理變化和化學反應，從燃燒的原理分析整個過程可以較好的掌握設計燒嘴時原理，同時也方便后續(xù)燒嘴的調試工作。
本文主要以天然氣這種氣體燃料為主講解、適用的燒嘴也是天然氣燒嘴，其它類型的燃燒器可以做參考。天然氣作為一種清潔能源其燃燒過程簡單易控，溫控自控精準，燃燒溫度高，空氣過剩系數(shù)小，爐壓容易控制。天然氣的燃燒是一個復雜的物理過程與化學過程，整過程可分為燃氣空氣的混合、燃氣的著火、燃氣的反應階段，看似很長的過程其實它們是短時間快速完成的。
首先是燃氣和氧氣混合階段。要實現(xiàn)燃氣可燃部分的氧化反應，必須使甲烷分子能和氧氣中氧分子接觸，簡單講就是天然氣和空氣的充分混合。天然氣與空氣的混合是一種物理層面的變化，這個過程比燃燒反應過程本身慢得多。在天然氣與空氣分別通過燒嘴進氣管和進風管入燒嘴導焰管時，天然氣的燃燒速度主要和天然氣與空氣的混合速度。大科廠家在設計天然氣燒嘴時，充分了解了天然氣與空氣混合的規(guī)律和影響因素，在燒嘴穩(wěn)焰盤和混合結構上做了很大改進。
燃氣燒嘴在生產時針對燃燒過程特征做的設計改變。為了使燃氣與空氣流充分混合，氣流和空氣流形成一定的交角，穩(wěn)焰盤的氣孔和風口角度成90度，這樣可以讓機械的攪動占主導地位。一般說來，兩股氣流的交角越大，混合越快。天然氣發(fā)熱量很大，所需的空氣量也大，空氣和燃氣均勻混合較困難一些，這時燒嘴*特的穩(wěn)焰裝置，造成氣流強烈的旋轉運動，有利于混合。
燒嘴氣帽孔徑和間隙的精確計算，改變了氣流狀態(tài)。使天然氣在噴出時在近距離空間內形成紊流，在紊流狀態(tài)下，氣流的擴散大大加強，混合速度也增大。
燒嘴孔徑的設計也使天然氣噴出流速處于良好的混合狀態(tài)，大科廠家根據(jù)經驗測量所得，采用較大的流速可以使混合改善。但改變氣流和空氣流的相對速度，有利于混合的改善，從而促進燃燒。
大科公司燒嘴氣帽一般以數(shù)量多孔徑小為主，特別是小功率燒嘴時較加明顯，從另一個角度講這樣也增大了燃氣與空氣的接觸面積，有利于加快混合速度。
另一方面是燃氣與空氣混合物的著火過程。燃氣與空氣的混合物達到一定濃度時，加熱到一定溫度才能著火燃燒。反應物質開始正常燃燒所必要的較低溫度叫著火溫度。在開始著火時，需要一火源把可燃氣體與空氣的混合物點燃。這一局部燃燒反應所放出的熱，把周圍可燃物又加熱到著火溫度，從而使火焰?zhèn)鞑ラ_來。
燒嘴點火高壓包的選用時根據(jù)燃氣著火溫度選擇的，目前大科公司燒嘴主要以高熱值和低熱值燃氣為主，以DKGH天然氣燒嘴為例，天然氣的著火溫度的是750-850℃，高壓包選擇意大利cofi TRE820P/4型號，點火效率比較高，對使用者來說屬于經濟實惠的配置。也有一些場合需要配置其他能量級別的高壓包。
在可燃混合物的燃燒過程中，火焰好像一層一層地向前推移，火焰鋒面連續(xù)向前移動，這種現(xiàn)象叫火焰的傳播?；鹧?向前推移的速度叫火焰?zhèn)鞑ニ俣?。引出支兩個概念是因為有時會出現(xiàn)燒嘴回火和燒嘴脫火現(xiàn)象。
燒嘴的脫火和回火在大科技術支持里面單獨講解過，現(xiàn)在燒嘴為了減少脫火和回火的危險發(fā)生，大都采取措施進行避免，穩(wěn)焰盤就是常用的方式。
最后一個過程就是空氣中氧與燃氣氣中的可燃物完成化學反應，就是所說的燃燒。空氣與燃氣的混合物加熱到著火溫度以后，就產生激烈的氧化反應。化學反應的速度與反應物質的溫度有關，溫度越高，反應速度越快。燃燒反應本身的速度是很快的，實際上是在一瞬間完成的。對整個燃燒進程起較直接影響的是煤氣與空氣的混合過程。


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• 燃氣在燒嘴中的燃燒過程和燒嘴設計原理

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