燃料与燃烧知识问答：燃气烧嘴

Alexandria2020

燃料与燃烧知识问答：燃气烧嘴

预混式燃烧器有哪些主要组成？

完全预混式燃烧器，主要由燃气喷嘴、进风装置、混合器、混合气喷头及火道组成。

高炉燃烧器

大气式燃烧器有哪些主要组成？

大气式燃烧器又称引射式预混燃烧器，应用十分广泛。它由头部和引射器两部分组成。

烧嘴燃料的喷出速度对燃烧的稳定性有何影响?

要保证燃烧的稳定性，必须使煤气与空气的喷出速度与该条件下的火焰传播速度相适应，否则，当喷出速度大于火焰传播速度时，火焰就会因脱火（或叫断火）而熄灭；当喷出速度小于火焰传播速度时，火焰就会窜回到烧嘴内而出现回火现象。

有焰烧嘴有何结构特征?

有焰烧嘴的结构特征在于：燃料和空气在入炉以前是不混合的（高速烧嘴例外）。有焰烧嘴种类很多，结构型式各不相同，它主要根据煤气的种类、火焰长度、燃烧强度来决定。

加热炉常用的有焰烧嘴有哪些?

加热炉常用的有焰烧嘴有套管式烧嘴、低压涡流式烧嘴、扁缝涡流式烧嘴、环缝涡流式烧嘴、平焰烧嘴、火焰长度可调烧嘴、高速烧嘴、自身预热烧嘴等，在选用时，必须根据炉子结构的特点、加热工艺的要求、燃料条件等综合考虑选择。

套管式烧嘴结构有何应用特点？

烧嘴的结构是两个同心的套管，煤气一般由内套管流出，空气自外套管流出。煤气与空气平行流动，所以混合较慢，是一种长火焰烧嘴。它的优点是结构简单，气体流动的阻力小，因此所要求的煤气与空气的压力比其他烧嘴都低，一般只要784～1470Pa。

套管式烧嘴结构图

低压涡流式烧嘴结构有何应用特点？

低压涡流式烧嘴结构也比较简单，它的特点是煤气与空气在烧嘴内部就开始混合，并在空气和燃气通道内均可安装有涡流叶片，所以混合条件较好，火焰较短。要求煤气的压力不高，但因为空气通道的涡流叶片增加了阻力，因此所需空气压力比套管式烧嘴大一些，约为1960Pa。这种烧嘴用途比较广泛，可以烧净发生炉煤气、混合煤气、焦炉煤气，也可以烧天然气。烧天然气时只须在煤气喷口中加一涡流片或将喷口直径缩小，使煤气量与空气量相适应，并改善燃料与空气的混合。

低压涡流式烧嘴（DW-Ⅰ型）结构图

环缝涡流式烧嘴结构有何应用特点？

环缝涡流式烧嘴也是一种混合条件较好的有焰烧嘴，火焰也较短。但是煤气要干净，否则容易堵塞喷口。这种烧嘴主要用来烧混合煤气和净发生炉煤气。当煤气喷口缩小后，也可以烧焦炉煤气和天然气。这种烧嘴有一个圆柱形煤气分流短管，煤气经过喷口的环状缝隙进入烧嘴头，空气从切线方向进入空气室，经过环缝出来在烧嘴头与煤气相遇而混合。由于气流阻力较大，这种烧嘴要求的煤气及空气压力比一般有焰烧嘴稍高，约为1960～3920Pa。

环缝涡流式烧嘴结构图

扁缝涡流式烧嘴结构有何应用特点？

扁缝涡流式烧嘴结构特点是在煤气通道内安装一个锥形的煤气分流短管，空气则自煤气管壁上的若干扁缝沿切线方向进入混合管。空气与煤气在混合管内就开始混合，混合条件较好，火焰较短。它是有焰燃烧烧嘴中混合条件最好、火焰最短的一种。适用于发生炉煤气和混合煤气，扩大缝隙后，也可用于高炉煤气，这种烧嘴要求煤气与空气压力为1470～1960Pa。由于这种烧嘴火焰较短，主要用在要求短火焰的场合。

扁缝涡流式烧嘴（DW-Ⅱ型）结构图

平焰烧嘴结构有何应用特点？

前者几种烧嘴都是长的直流火焰，这对多数炉子都是适应的。但有时希望烧嘴出口距加热物较近而火焰不要直接冲向被加热物，一般烧嘴就难以满足要求，此时可采用平焰烧嘴。平焰烧嘴气流的轴向速度很小，得到的是径向放射的扁平火焰，这样火焰就不直接冲击被加热物，而是靠烧嘴砖内壁和扁平火焰辐射加热。

平焰烧嘴的示意图如下所示。煤气由直通管流入，煤气压力约为980～1960Pa，也属于低压煤气烧嘴。空气从切向进入，造成旋转气流，空气与煤气在进入烧嘴砖以前有一小段混合区，进入烧嘴砖后可以迅速燃烧。烧嘴砖的张角呈90～120°扩张的圆锥形，这样沿烧嘴砖表面形成负压区，将火焰引向砖面而沿径向散开，形成圆盘状与烧嘴砖平行的扁平火焰，提高了火焰的辐射面积，径向的温度分布比较均匀。

平焰烧嘴近年发展比较迅速，用作连续加热炉均热段或炉顶烧嘴，也用于罩式退火炉和台车式炉上。国外还出现烧油或油气混烧的平焰烧嘴。

火焰长度可调烧嘴结构有何应用特点？

生产实践中有时需要通过调节火焰长度来改变炉内的温度分布，火焰长度可调烧嘴就可以满足这一需要。为了达到改变火焰长度的目的，可以采取不同的措施。下图是一种可调焰烧嘴的示意图，一次煤气是轴向煤气，二次煤气是径向煤气，通过调节一次及二次煤气量和空气量，可以改变火焰的长度。

高速烧嘴结构有何应用特点？

近年来开始将高速气流喷射加热技术用于金属加热与热处理上，为此采用了高速烧嘴。高速烧嘴结构的示意图如下图所示。煤气与空气按一定的比例在燃烧筒内流动混合，经过内筒壁的电火花点火而燃烧，形成一个稳定热源。混合气体在筒内燃烧80～95％，其余在炉膛内完全燃烧。大量热气体以100～300m/s的高速喷出，这样在炉内产生了强烈的对流传热，并由于大量气体的强烈搅拌，使炉内温度达到均匀。采用高速烧嘴的炉子对炉体结构的严密性有特殊要求，并要注意采取措施控制噪音。

无焰烧嘴有何特点及应用？

无焰燃烧器是气体燃料与空气先混合然后再燃烧的燃烧装置。这类燃烧器由于预先混合，故燃烧火焰短，但要有压力较高的煤气（＞10kPa），且助燃空气不能预热到高温。工业上常用喷射式无焰燃烧器，由于其结构简单，不用鼓风机，所以在加热炉上亦常被使用。无焰燃烧器的原理如下图所示。

煤气以高速由喷口1喷出，空气由吸入口3被煤气流吸入，因为煤气喷口的尺寸已定，煤气量加大时，煤气流速增大，吸入的空气量也按比例自动增加。空气调节阀2可以沿烧嘴轴线方向移动，用来改变空气吸入量，以便根据需要调节过剩空气量。煤气与空气在混合管4内进行混合，然后进入一段扩张管5，它的作用是使混合气体的静压加大，以便提高喷射效率。混合气体由扩张管出来进入喷头6，喷头是收缩形，以保持较大的喷出速度，防止回火现象。最后混合气体被喷入燃烧坑道7，坑道的耐火材料壁面保持很高的温度，混合气体在这里迅速被加热到着火温度而燃烧。

这类烧嘴视空气预热与否分为冷风和热风喷射式烧嘴两种。又可根据煤气发热量的高低分为低发热量及高发热量两种烧嘴。

喷射式无焰燃烧器在我国已标准化，系列化了，使用时只需根据燃烧能力选用即可。

内容来源：火龙热能科技