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          燃燒過程強化途徑

          燃燒過程強化途徑


          網站編輯:admin │ 發表時間:2015-10-15 │

          燃氣燃燒速度取決于混合速度和化學反應速度,混合速度由流體動力學因素來確定,化學反應速度則由燃氣性質、氧化劑性質和可燃混合物的濃度、溫度、壓力等因素確定。

          在工程上最容易得到且廉價的氧化劑就是空氣中的氧,其性質是一定的,而燃燒通常又在大氣壓下進行,所以氧化劑性質和壓力這兩個因素是相對固定的。因此,強化燃燒過程主要應從提高溫度和加強氣流混合等方面來考慮。實用的強化燃燒途徑主要有以下幾方面。


          1.預熱燃氣和空氣

          預熱燃氣和空氣可以提高火焰傳播速度,增加反應區內的反應速度,提高燃燒溫度,從而增加燃燒強度。在實際工程中,常常是利用煙氣余熱來預熱空氣,這樣既可以使燃燒強化,又可以提高燃燒設備的熱效率。但當溫度升高時,也伴隨著燃燒產物的分解,此時會吸收一部分熱量。當爐膛溫度在1500℃以下時,二氧化碳和水蒸氣的分解是不大的。但是當采用富氧燃燒或燃燒溫度較高時,分解的影響就比較顯著。為了避免熱分解帶來的不良后果,燃燒溫度應限制在18002000℃以下。

          2.加強紊動

          無論是大氣式燃燒,還是擴散式燃燒,加強紊動都能增加燃燒強度。在工程上,通常采用火焰穩定性允許范圍內盡量提高爐子入口或燃燒室中氣流速度,并在入口處采用阻力較大的擋板來增加紊動尺度。

          3.煙氣再循環

          將一部分燃燒產生的高溫煙氣再引向燃燒器,使之與尚未著火的或正在燃燒的燃氣空氣混合物相互混合,可提高反應區的溫度,從而增加燃燒強度。煙氣再循環的方式通常有內部再循環和外部再循環兩種,前者是在爐膛內部實現的,后者是在爐膛外實現。煙氣再循環的氣量不能太大,當煙氣量超過某一最佳數值時,由于惰性物質可對混合物的稀釋,燃燒速度反而會下降,甚至發生缺氧和不完全燃燒。

          4.采用旋轉氣流

          在氣體從燒嘴口噴出以前,使其產生旋轉運動,因此從噴口流出的氣體除了有軸向和徑向分速度外,還有切向分速度。旋轉運動導致徑向和軸向壓力梯度的產生,他們返過來有影響流場。在旋轉強烈時,軸向反壓力可能相當大,甚至沿軸向方向發生反向流動,產生內部回流區。一般會在燒嘴上采用機械旋轉裝置,大科采用的是旋風片的形式,這也是借鑒了國外先進技術后設計的。


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