燃烧方式

煤气燃烧方式，按一次空气和二次空气的比例及混合方法，可分为以下四种方式：

1） 扩散式燃烧

在燃烧之前，煤气不与空气混合，不形成混合气，只是把煤气喷射到空气中，使其燃烧。全为二次空气，不混入一次空气。在层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用使周围氧气进入燃烧区，在湍流状态下，则依靠湍流扩散作用来获得燃烧所需的氧气。由于分子扩散进行得比较缓慢，因此层流扩散燃烧的速度取决于氧的扩散速度。燃烧的化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小。

特点：火焰平稳，不回火、没有灭火噪音，不需要调节空气等。燃烧最高温度达1200°C。

应用：煤气快速热水器、常明火、点火棒都采用这种方式。

2） 大气式燃烧：

煤气与空气预先混合，形成混合气体，混合气体从火孔流出，一经点燃，就有部分煤气靠一次空气首先进行燃烧，形成火焰的内锥（焰心）。余下的燃气仍依靠扩散作用进行燃烧和周围的空气（称二次空气）混合燃烧，形成火焰的外锥。

特点：燃烧过程中不时地发出噪音，火焰呈淡兰色。最高温度在内焰顶端上部达1180℃。

应用：广泛应用于一般煤气灶具。

3） 半大气式燃烧：应用于热水炉、热风采暧炉等。

4） 无焰式燃烧（完全一次空气式）：应用于红外燃烧器。

强化燃烧过程主要从提高温度和加强气流混合等方面来考虑。采用不同的燃烧方式是实现强化燃烧的首选，对于需要强化燃烧的场所，应尽量采用预混燃烧方式，一次空气系数越大，燃烧强度越大。

对于燃烧方式一定的燃烧设备，实用的强化燃烧的主要途径有以下几方面（主要用于工业燃烧设备）。

(一)预热燃气和空气，可以提高火焰传播速度，增加反应区内的反应速度，提高燃烧温度，从而增加燃烧强度。

(二)加强紊动，能增加大气式和扩散式燃烧燃烧强度。

(三)烟气再循环 ，可提高反应区的温度，从而增加燃烧强度。

(四)应用旋转气流，能大大改善混合过程。2100433B

燃料燃烧所需要的全部时间通常由两部分合成，即氧化剂和燃料之间发生物理性接触。燃烧前已与燃气混合的空气量与该燃气燃烧的理论空气量之比，称为一次空气系数，当一次空气系数大于0而小于1时，称为半预混燃烧；当一次空气系数大于或等于1时，称为全预混燃烧。

燃烧方式有：

(1)余气系数>1，均相预混贫燃料燃烧。

(2)余气系数<1，均相预混富燃料燃烧。

燃烧特点是预混燃烧的火焰以湍流方式传播，燃烧速度取决于化学反应的速度，火焰面的温度取决于燃料空气掺混比。

直流燃烧器布置在炉膛四角，每个角的燃烧器出口气流的几何轴线均切于炉膛中心的假想圆，故称四角布置切圆燃烧方式。这种燃烧方式，由于四角射流着火后相交，相互点燃，有利于稳定着火。四股气流相切于假想圆后，使气流在炉内强烈旋转，有利于燃料与空气的扰动混合，而且火焰在炉内的充满程度较好。

切圆燃烧方式直流燃烧器的布置方式有多种，如图2所示。中小容量煤粉炉最常用的是正四角布置(图2(a))，这种布置方式的炉膛截面为正方形或接近正方形的矩形，直流燃烧器布置在四个角上，共同切于炉膛中心的一个直径不大的假想切圆，这样可使燃烧器喷口的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，因而射流两侧的补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而煤粉火炬在炉膛的充满程度较好，炉内的热负荷也比较均匀，而且煤粉管道也可以对称布置。正八角布置(图2(b))也有同样的特点。现代大容量锅炉常采用大切角正四角布置(图2(c))，它是把炉膛四角切去，在四个切角上安装燃烧器。这种布置除具有正四角布置的特点外，还因为四角切去，可形成切角形水冷壁，这样既可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补充条件的差异更小，射流不易偏斜；同时燃烧器可与切角处的水冷壁连在一起，形成燃烧器的水冷套，以保护燃烧器喷口不易被烧坏。同向大小切圆方式(图2(d))适用于截面深宽比较大的炉膛或由于炉膛四角有柱子，而不能作正四角布置，燃烧器只能布置在两侧墙靠角的位置。此时燃烧器喷口中的几何轴线和两侧墙间的夹角差异很大，射流的补气条件也有较大的差异，布置成大小切圆方式，即两对对角燃烧器的射流分别和两个直径不同的假想切圆相切，可以改变气流的偏斜，并可防止实际切圆的椭圆度过大。若采用正反双切圆方式(图2(e))，则由于两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度。两角相切，两角对冲方式(图2(f))，可以减小气流相切时的实际假想切圆的直径，减低气流的旋转强度，虽可防止气流的过分偏斜，避免炉膛水冷壁结渣，降低烟气出口残余旋转，减少过热器热偏差，但却使燃烧后期的混合扰动情况变差。更大容量的煤粉锅炉(发电功率大于500MW)，有时设计成双室炉膛切圆方式(图2(g))和大切角双室炉膛方式(图2(h))，此时两个并排的炉膛(燃烧室)中问用双面水冷壁隔开，使每个炉膛截面都成为正方形或接近正方形的矩形，在各自的炉膛的四角布置直流燃烧器，形成切圆燃烧方式。