天然气烧嘴如何提高燃烧效率

李艳

天然气烧嘴如何提高燃烧效率

  天然气烧嘴如何提高燃烧效率是天然气工业炉窑生产中节能环保指标中的关键部分，炉窑设计者和使用者都希望在设备运行中能够节约能源成本。在生产工艺中天然气烧嘴的节能效果直接影响着整体的能耗波动。要研究天然气烧嘴的节能，要从烧嘴和燃气的工作和反应原理分析。天然气烧嘴的燃料为气体燃料，气体燃烧是一个复杂的物理过程和化学过程的综合。在烧嘴中燃气燃烧过程可以看做成混合、着火、反应三个过程，这三个过程是相互联系不可分割的，他们是在非常短的过程中实现的。在烧嘴工作时，要实现天然气的氧化反应，必须使燃气分子和空气中的氧分子接触，也就是我们所说的天然气和空气均匀混合。燃气和空气混合是一种物理扩散现象，这个过程比燃烧反应过程本身慢很多。在燃气和空气分别通过烧嘴送入导焰管的情况下，决定燃气燃烧速度的主要因素是燃气和空气的混合速度。混合的均匀程度基本上取决于燃气和空气相互扩散的速度。要从烧嘴上进行节能，必须强化燃烧过程中的混合部分，这里主要是指提高混合速速为主。

天然气烧嘴改善混合条件的主要方式有以下几种
1.在烧嘴中天然气和空气流形成一定的角度，这是改善混合非常有效的方法之一。
  由于两种气流相交，并不是扩散，而是机械的搅动占据主导位置。一般而言，天然气和空气交角越大，混合越快。显然，在天然气和空气流动速度很慢，并形成平行的流动时，其相互扩散很慢，混合所经历的路径会很长，这时可见火焰也会很长。这也是很多用户在使用中追求长火焰而温度不高的原因。天然气的热值很高，空燃比也很大，燃烧 过程中需要的空气量很大，均匀混合相对更加困难。
2.改变气流速度。
  这种现象在大科的文丘里烧嘴上比较明显。在层流情况下，混合完全靠扩散作用，与绝对速度的大小无关。在紊流状态下，气流的扩散大大加强，混合速度也增大。在流量不变的情况下，采用较大的流速可以使混合改善。
3.缩小气流的直径。
  烧嘴的天然气气帽一般至少采用24个气孔，把天然气气流分割成多股小气流，这样让天然气和空气充分混合，增加混合接触面积，有利于燃烧。在实际应用中也得到了很好的反馈。
  天然气烧嘴提高燃烧效率的其他途径还有很多，利用空气预热、燃气预热、采用蓄热体、催化燃烧等方式，具体用哪种节能方式和烧嘴类型及炉窑设备有关。在目前情况下，采用节能措施的同时也需要兼顾尾气排放的指标要求。



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