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          燃燒機的脫火及其防止措施

          作者:時間:2021-08-29 09:13:08153 次瀏覽

          信息摘要:

          脫火及其防止措施

          火焰穩定性是由燃燒速度和噴出速度的大小決定的。對于燒嘴來說,如果混合氣體的燃 燒速度小于噴出速度,就會產生脫火現象。如果燒嘴火焰不容易脫火的話,則燃燒范圍以及 空氣過剩系數的允許范圍都可放寬,此外還可以加快燒嘴的噴出速度,毫無疑問會帶來很多 好處。

          內焰的根部比焰孔直徑大,而且稍許離開燒嘴頭才燃燒,通常把這段距離叫做靜區。將 半徑等于靜區的焰孔直徑叫做臨界直徑。若焰孔直徑小于臨界直徑的話,則容易脫火。

          在研究燒嘴脫火的時候,內焰比焰孔直徑大是個重要的因素。如果大的這部分被二次空 氣等吹掉的話,則燒嘴便完全脫火。噴頭型燒嘴之所以容易脫火就是這個道理??偟膩碚f, 防止脫火的措施主要如下。

          ① 加大內焰的根部,也就是說強化“火焰根子氣若采取平口凹槽式結構的話,焰孔便 會急劇擴大,在擴大部分形成渦流,可以大大降低噴出速度。因此,平口凹槽式燒嘴頭開槽 深,效果好,火焰穩定。但是開槽過深,會因燒嘴頭過熱而容易損壞,為此燃燒城市煤氣 時,開槽深度通常為5mm,燃燒天然氣時為10mm。

          如果采用袖火式的結構,“火焰根子”得到擴大,會使火焰穩定。但是從直焰孔側壁中 間分出袖火孔,如果分支孔不夠大的話,則袖火的燃燒量就不足,因此得不到穩定火焰的良 好效果O

          ② 更加難于脫火的有斯得庫塔以特型燒嘴。它是增加袖火的燃燒量,與平口凹槽式并 用的一種形式。這種燒嘴的內壓力即使達到100mm水柱時也不脫火,可以穩定地燃燒。這 與燒嘴在內壓力在0.5mm水柱時就完全脫火的大氣式本生燒嘴相比較,就意味著可以將噴 出速度提髙到數十倍。

          這種形式燒嘴的火焰之所以穩定,是因為將主焰孔做成噴頭型,增加袖火的燃燒量達到 主火焰燃燒量的20%?30%,并且使袖火射在凹槽的管壁上,大大降低了噴出速度,這樣 一來,袖火就不會脫火,擴大了袖火的燃燒范圍。通過袖火加熱主火焰,起到連續著火的 作用。

          在斯得庫塔以特型燒嘴中,袖火的燃燒量大,袖火火焰最穩定的燒嘴,其火焰的穩定性 最好。若將主焰孔直徑相等、燒嘴頭部焰孔直徑不等的兩個燒嘴相比較,則燒嘴頭部焰孔直 徑大的袖火燃燒量大,燒嘴頭部焰孔壁附近的噴出速度小,因此火焰比較穩定。

          而當燒嘴頭外徑受到限制的情況下,直筒式斯得庫塔以特型燒嘴比縮口式不容易脫火。

          ③ 除了射到管壁上降低袖火噴出速度的方法以外,還有一種方法就是將袖焰的焰孔面 積取為袖火供給孔面積的數十倍,使袖火焰孔部位的噴出速度為主火焰的數十分之一。外緣 穩定型燒嘴就是這種形式的燒嘴。

          主焰孔直徑為1mm時,主火焰長度在40?60mm的燒嘴有皮昂型燒嘴。它用在玻璃加 工和錫焊等方面。無論外緣穩定型,還是皮昂型,如果袖火焰孔縫隙寬度超過1mm的話, 袖火都會回火,因此要增加袖火的燃燒量是比較困難的。

          為了增加袖火的燃燒量,在皮昂燒嘴上釆用齒型或雙重袖火型等結構,可以大大提高火 焰穩定的效果。

          ④ 像管式燒嘴那樣,將直徑為L5?3. Omm的火焰排成橫排,形成這種火焰的燒嘴有 下述兩種:一種是使袖火射在擋板上的縫式燒嘴;一種是用供給孔和焰孔面積比來降低袖火 噴出速度的謝潑德型燒嘴。

          ⑤ 將一定形狀的物體置于沒有燃燒的氣流中,通過在其后方形成的高溫渦流區十^再


          循環區,而使燒嘴連續著火,這就是障礙物式燒嘴,EC燒嘴就是這種形式的燒嘴。EC 嘴用圓棒作為障礙物體,因其阻力小,所以與零壓調節器——文丘利混合器相組合,使一次 空氣量占總空氣量的30%?50%,以進行溫度控制。這種形式燒嘴是用在高溫爐上的一種 不脫火的低壓煤氣燒嘴。

          還有一種使混合氣體以高速噴射在赤熱的耐火材料上進行連續著火的杯式輻射燒嘴。這 種燒嘴的內壓力達到100mm水柱也不會脫火。

          3. 2. 1. 6 回火及其防止措施

          對于燒嘴來說,如果混合氣體的燃燒速度大于噴出速度,就會產生回火現象。

          難于脫火,但是容易回火的燒嘴,其燃燒范圍也不會寬。例如,倘若焰孔比較大,一般 來說難于脫火,但是容易回火,因此比較難處理。為了防止回火,通常采取下列措施。

          ① 使焰孔小而深(在焰孔負荷不變情況下增加焰孔數),由焰孔壁的冷卻作用而使孔壁 附近氣體的燃燒速度降低。多噴口燒嘴、謝潑德型燒嘴以及皮昂燒嘴等,都屬于這種方式。

          ② 如果燒嘴頭接受的熱量傳導到燒嘴內部的話,沒有燃燒的混合氣體就會被這部分熱 量所預熱,因此最好采用導熱性差的陶瓷材料制造燒嘴頭。例如過熱型燒嘴、陶瓷帶式燒嘴 .在縫式輻射燒嘴中,將焰孔以外的整個燒嘴頭覆蓋上一層陶瓷纖維[纖維棉、纖維板, 熱導率為0.13W/(m? °C)],提高了隔熱效果。

          ③ 燒嘴頭中離開爐體一段距離,進行冷卻。不僅要使焰孔小而深,而且燒嘴頭進行水 冷或空冷,這樣冷卻效果更大。通常使燒嘴頭離開爐體10?25mm。爐子上使用預混型燒嘴 時,原則上采用這種方法。

          ④ 有袖火的燒嘴,因為袖火首先回火,所以減小袖火的焰孔(狹縫在1mm以下),進 行冷卻,使袖火速度稍微降低些,對于預防脫火也有好處。例如,在謝潑德型燒嘴上,將點 火燒嘴水冷,以提高防止回火的效果。

          ⑤ 一次空氣量由理論空氣量的90%減少到70%、50%、40%時,燃燒速度就從70cm/ s降低到50cm/s、20cm/s、10cm/s,因此可以用減少一次空氣量,增加二次空氣量的方法 來防止回火,這方面的例子很多。

          在爐子上使用預混型燒嘴時,原則上將一次空氣比取為40%左右。

          ⑥ 如果保持較高的噴出速度的話,則不會回火,但是在這種情況下,燃燒量的調節范 圍變窄。杯式輻射燒嘴的內壓力通常在25mm水柱以上。

          ⑦ 防止回火的最根本措施,是采用噴頭混合型燒嘴(即在燒嘴部分,煤氣和空氣邊混 合邊燃燒)。


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