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第三节 大气式燃烧器
大气式燃烧器: 0 < α ' < 1
一、大气式燃烧器的构造和工作原理
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2.缺点 （1）需要鼓风，耗费电能； （2）燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器 小，火焰较长，因此需要较大的燃烧室容积； （3）不具备燃气与空气成比例变化的自动调节特 性，最好能配置自动比例调节装置。
单位：W/mm2(J/mm2h)
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不同燃气的火孔热强度对火焰的影响：
蓝色 紊流
离
焰
过
渡
层 流
区
烟
黄
炱
焰
火
层
硬
流
黄 焰
火 软
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2.缺点 （1）燃烧强度低，火焰长，燃烧室大；
（2）容易产生不完全燃烧；
（3）过剩空气系数大，燃烧温度低。
3.应用范围
要求温度不高，但是温度分布均匀、火焰 稳定的场合。例如：沸水器、热水器、纺织工 业烧毛、食品工业的加热、小型采暖锅炉、点 火器、指示性燃烧器等。
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¾ 在混合管内安装调节螺丝或弯曲钢条
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（5）扩压管 ① 扩压管的作用
把气体的动压变成静压，另外使燃气-空气 进一步混合。
② 扩压管的形式
张角 l
张角: 60--80 长度l=(3.5-4)dt
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（4）混合管 ① 混合管的作用 使气体的速度场、浓度场趋于均匀。 ② 混合管的形式
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2.引射器的组成 引射器由喷嘴、吸气收缩管、混合管、
扩压管四部分组成。
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③ 喷嘴结构形式
喷嘴结构形式分：固定喷嘴和可调喷嘴两种。 ¾ 固定喷嘴
参数： β = 600
l =1~ 2 d
特点： 加工简单，造价低
廉,只适用于一种燃气。
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（1）喷 嘴 ① 喷嘴作用 输送燃气，并将燃气势能转变为动能以引射 空气。 ② 喷嘴流量计算
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夹角： 900-1800
直管管径d： 50-100mm
火孔直径dp： 2-4mm
火孔中心距： (6-10)dp
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3. 冲焰扩散燃烧器
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特点: 火焰相撞增加了
混合强度，提高了 燃烧的稳定性。
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（二）自然引风式扩散燃烧器火孔热强度
火孔热强度: 1mm2火孔面积在单位时间内所放出的热量。
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(4)阶段燃烧型低NOX燃烧器
分段燃烧型低NOx燃烧器
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民用本生燃烧器分段燃烧
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（1）自身烟气再循环燃烧器
是利用高温高速的燃烧气体的引射作用，使烟气 回流到燃气中，增加燃烧区惰性气体的含量，以 降低火焰温度和氧气浓度，从而抑制NOx的生成。
dt
lmix
lmix = (1 ~ 3)dt
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（二）燃烧器头部
1.头部的作用 将燃气—空气混合物均匀地分配到各个火孔
上，以实现稳定和完全燃烧。 2.头部的要求
（1）各个火孔压力相同，保证火焰同高； （2）能很好地组织二次空气均匀流畅通过各个火孔； （3）头部容积不宜过大，避免熄火噪音。
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2、烟气再循环燃烧技术及装置
烟气再循环燃烧技术分为自身烟气再循环和风 机引入烟气再循环。
目前进口的锅炉用全自动燃气（油）燃烧器 上，采用了许多烟气再循环专利技术，以满足 日益迫切的环保要求。
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(2)民用燃烧器烟气循环
利用燃气的引射作用，使烟气回流到燃气空气混 合气体中，增加混合气体中惰性气体的含量，消 除本生火焰的局部高温，抑制NOx生成。
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③ 条形火孔
特点: 在热负荷相同时,条形火孔所占据的面积比
圆火孔和方火孔少。但是，二次空气与火焰接触面
小，易出现黄焰。
横向
适用于燃气量大
、加热面积较小
的地方。如，燃
气热水器。
纵向
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201的火孔
（2）单火孔头部
燃气 节流圈 或阀门
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（2）涡卷式扩散 燃烧器
特点: a.节省炉膛所占有的面
积; b.在组成的平面上火孔
分布均匀; c.空气流畅。
集气管
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涡卷形管子
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2. 扇形火焰扩散燃烧器
特点: a.火孔呈缝隙状; b.火焰与空气接触面
大; c.燃烧快，火焰短。
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4. 炉底（床）扩散式燃烧器
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（2）中心供气蜗壳式旋流燃烧器
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（二）鼓风式燃烧器的特点和应用范围
1.优点
（1）与热负荷相同的引射式燃烧器相比，其结构 紧凑、体形轻巧，占地面积小；
（2）热负荷调节范围大，调节系数一般大于5； （3）可以预热空气或预热燃气； （4）要求燃气压力较低； （5）容易实现煤粉—燃气、油—燃气联合燃烧。
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（二）完全预混式式燃烧器的缺点 1.容易或回火,调节范围小,头部结构笨重； 2.要求燃气的质量恒定; 3.热负荷大的燃烧器,结构笨重; 4.噪音大。
（三）完全预混式燃烧器的应用范围 工业加热装置。
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二、完全预混式燃烧器的特点及应用范围
（一）完全预混式燃烧器的优点
1.燃烧完全； 2.燃烧温度高，能满足高温工艺要求； 3.过剩空气少，可用于直接加热金属，不会引起工 件过分氧化； 4.火道式的燃烧容积热强度大，燃烧室小、紧凑； 5.容易使用低热值燃气； 6.不需鼓风设备，节约电能。
dt D = 2.2dt
锥形
流线形
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（3）一次空气吸入口 ① 空气吸入形式 吸入口开口面积 =（1.25 ~ 2.25）Fp
l = (0 ~ 0.5)D' l = (1.0 ~ 1.5)dt
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② 一次空气量的调节 ¾ 在一次空气吸入口外面安装调风板
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1．分段燃烧技术及装置
分段燃烧方法是分段供给燃料或空气以降低NOx产生 的方法。在工业炉、锅炉得到广泛采用，在内燃机、
燃气轮机上也获得实用。
分段供给燃烧用空气，第一段燃烧在一次空气系数 小于1下进行，此时氧浓度小及燃烧温度低，所以NOx 产生量低；第二段燃烧是剩余燃气与二次空气接触 后进行，此时由于烟气的稀释，温度及氧浓度均 低，故NOx生成也受到抑制。
鼓风式燃烧器形式:
¾ 套管式; ¾ 旋流式; ¾ 平流式等。
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（一）鼓风式燃烧器的构造和工作原理
1.套管式燃烧器
优点：
（1）结构简单； （2）工作稳定，
不回火。
缺点：
燃气、空气为同 心平行流，混合强度 弱，火焰较长。
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燃气喷嘴
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2.旋流式燃烧器 （1）导流叶片式旋流燃烧器
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（二）按空气的供给方式分类
1.引射式燃烧器 2.鼓风式燃烧器 3.自然引风式燃烧器
（三）按燃气的压力分类
1.低压燃烧器：燃气压力在5000Pa以下 2.高（中）压燃烧器:燃气压力在5000Pa-
3×105 Pa之间
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对工业燃烧器的另外技术要求:
1.严格按照要求的燃烧方法进行燃烧，并建立 炉内所需要的气氛（氧化、还原、中性）；
2.火焰特性符合要求（温度、高度等）； 3.配备必要的自动调节和自动安全装置。
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第二节 扩散式燃烧器
自然引风式扩散燃烧器 扩散式燃烧器
强制鼓风式扩散燃烧器
一、自然引风式扩散燃烧器
（一）构造及工作原理
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1.管式扩散燃烧器
（1）排管式扩散燃烧器
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（二）大气式燃烧器的缺点 1.火孔热强度、燃烧温度仍受限制，不能满 足某些工艺的要求； 2.当热负荷较大时，结构较笨重。
（三）大气式燃烧器的应用范围 家用燃气用具、小型工业锅炉及工业炉。
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第四节 完全预混式燃烧器
完全预混式燃烧器: α = α ' ≥ 1
一、完全预混式燃烧器的构造和工作原理
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（3）用金属或陶瓷稳焰器做成的头部结构
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4.其他种类完全预混式燃烧器
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Lg = 0.0035μd 2
H S
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¾ 可调喷嘴 参数： β = 600