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燃烧机的脱火及其防止措施

作者:时间:2021-08-29 09:13:08171 次浏览

信息摘要:

脱火及其防止措施

火焰稳定性是由燃烧速度和喷出速度的大小决定的。对于烧嘴来说,如果混合气体的燃 烧速度小于喷出速度,就会产生脱火现象。如果烧嘴火焰不容易脱火的话,则燃烧范围以及 空气过剩系数的允许范围都可放宽,此外还可以加快烧嘴的喷出速度,毫无疑问会带来很多 好处。

内焰的根部比焰孔直径大,而且稍许离开烧嘴头才燃烧,通常把这段距离叫做静区。将 半径等于静区的焰孔直径叫做临界直径。若焰孔直径小于临界直径的话,则容易脱火。

在研究烧嘴脱火的时候,内焰比焰孔直径大是个重要的因素。如果大的这部分被二次空 气等吹掉的话,则烧嘴便完全脱火。喷头型烧嘴之所以容易脱火就是这个道理。总的来说, 防止脱火的措施主要如下。

① 加大内焰的根部,也就是说强化“火焰根子气若采取平口凹槽式结构的话,焰孔便 会急剧扩大,在扩大部分形成涡流,可以大大降低喷出速度。因此,平口凹槽式烧嘴头开槽 深,效果好,火焰稳定。但是开槽过深,会因烧嘴头过热而容易损坏,为此燃烧城市煤气 时,开槽深度通常为5mm,燃烧天然气时为10mm

如果采用袖火式的结构,“火焰根子”得到扩大,会使火焰稳定。但是从直焰孔侧壁中 间分出袖火孔,如果分支孔不够大的话,则袖火的燃烧量就不足,因此得不到稳定火焰的良 好效果O

② 更加难于脱火的有斯得库塔以特型烧嘴。它是增加袖火的燃烧量,与平口凹槽式并 用的一种形式。这种烧嘴的内压力即使达到100mm水柱时也不脱火,可以稳定地燃烧。这 与烧嘴在内压力在0.5mm水柱时就完全脱火的大气式本生烧嘴相比较,就意味着可以将喷 出速度提髙到数十倍。

这种形式烧嘴的火焰之所以稳定,是因为将主焰孔做成喷头型,增加袖火的燃烧量达到 主火焰燃烧量的20%30%,并且使袖火射在凹槽的管壁上,大大降低了喷出速度,这样 一来,袖火就不会脱火,扩大了袖火的燃烧范围。通过袖火加热主火焰,起到连续着火的 作用。

在斯得库塔以特型烧嘴中,袖火的燃烧量大,袖火火焰最稳定的烧嘴,其火焰的稳定性 最好。若将主焰孔直径相等、烧嘴头部焰孔直径不等的两个烧嘴相比较,则烧嘴头部焰孔直 径大的袖火燃烧量大,烧嘴头部焰孔壁附近的喷出速度小,因此火焰比较稳定。

而当烧嘴头外径受到限制的情况下,直筒式斯得库塔以特型烧嘴比缩口式不容易脱火。

③ 除了射到管壁上降低袖火喷出速度的方法以外,还有一种方法就是将袖焰的焰孔面 积取为袖火供给孔面积的数十倍,使袖火焰孔部位的喷出速度为主火焰的数十分之一。外缘 稳定型烧嘴就是这种形式的烧嘴。

主焰孔直径为1mm时,主火焰长度在4060mm的烧嘴有皮昂型烧嘴。它用在玻璃加 工和锡焊等方面。无论外缘稳定型,还是皮昂型,如果袖火焰孔缝隙宽度超过1mm的话, 袖火都会回火,因此要增加袖火的燃烧量是比较困难的。

为了增加袖火的燃烧量,在皮昂烧嘴上釆用齿型或双重袖火型等结构,可以大大提高火 焰稳定的效果。

④ 像管式烧嘴那样,将直径为L53. Omm的火焰排成横排,形成这种火焰的烧嘴有 下述两种:一种是使袖火射在挡板上的缝式烧嘴;一种是用供给孔和焰孔面积比来降低袖火 喷出速度的谢泼德型烧嘴。

⑤ 将一定形状的物体置于没有燃烧的气流中,通过在其后方形成的高温涡流区十^再


循环区,而使烧嘴连续着火,这就是障碍物式烧嘴,EC烧嘴就是这种形式的烧嘴。EC 嘴用圆棒作为障碍物体,因其阻力小,所以与零压调节器——文丘利混合器相组合,使一次 空气量占总空气量的30%50%,以进行温度控制。这种形式烧嘴是用在高温炉上的一种 不脱火的低压煤气烧嘴。

还有一种使混合气体以高速喷射在赤热的耐火材料上进行连续着火的杯式辐射烧嘴。这 种烧嘴的内压力达到100mm水柱也不会脱火。

3. 2. 1. 6 回火及其防止措施

对于烧嘴来说,如果混合气体的燃烧速度大于喷出速度,就会产生回火现象。

难于脱火,但是容易回火的烧嘴,其燃烧范围也不会宽。例如,倘若焰孔比较大,一般 来说难于脱火,但是容易回火,因此比较难处理。为了防止回火,通常采取下列措施。

① 使焰孔小而深(在焰孔负荷不变情况下增加焰孔数),由焰孔壁的冷却作用而使孔壁 附近气体的燃烧速度降低。多喷口烧嘴、谢泼德型烧嘴以及皮昂烧嘴等,都属于这种方式。

② 如果烧嘴头接受的热量传导到烧嘴内部的话,没有燃烧的混合气体就会被这部分热 量所预热,因此最好采用导热性差的陶瓷材料制造烧嘴头。例如过热型烧嘴、陶瓷带式烧嘴 .在缝式辐射烧嘴中,将焰孔以外的整个烧嘴头覆盖上一层陶瓷纤维[纤维棉、纤维板, 热导率为0.13W/(m °C)],提高了隔热效果。

③ 烧嘴头中离开炉体一段距离,进行冷却。不仅要使焰孔小而深,而且烧嘴头进行水 冷或空冷,这样冷却效果更大。通常使烧嘴头离开炉体1025mm炉子上使用预混型烧嘴 时,原则上采用这种方法。

④ 有袖火的烧嘴,因为袖火首先回火,所以减小袖火的焰孔(狭缝在1mm以下),进 行冷却,使袖火速度稍微降低些,对于预防脱火也有好处。例如,在谢泼德型烧嘴上,将点 火烧嘴水冷,以提高防止回火的效果。

⑤ 一次空气量由理论空气量的90%减少到70%50%40%时,燃烧速度就从70cm/ s降低到50cm/s20cm/s10cm/s,因此可以用减少一次空气量,增加二次空气量的方法 来防止回火,这方面的例子很多。

在炉子上使用预混型烧嘴时,原则上将一次空气比取为40%左右。

⑥ 如果保持较高的喷出速度的话,则不会回火,但是在这种情况下,燃烧量的调节范 围变窄。杯式辐射烧嘴的内压力通常在25mm水柱以上。

⑦ 防止回火的最根本措施,是采用喷头混合型烧嘴(即在烧嘴部分,煤气和空气边混 合边燃烧)。


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