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新研制的高速氣體燃燒器,為了達到完全燃燒，使燃氣和空氣通過眾多的噴孔分別進入燃燒室，燃氣射流與空氣射流一一撞擊，均勻混合，合成射流矢量方向應與燃燒室主軸線平行，避免一射流穿透另一射流，造成混合不均。為了減少NOx的生成，采取分區(qū)燃燒，前區(qū)燃燒溫度低于后區(qū)燃燒溫度，在燃燒室出口燃燒溫度。前區(qū)是貧氧燃燒，后區(qū)增加供氧，在燃燒室出口達到過剩空氣系數(shù)α＝1。
如此設計，既能夠合理配風，保證完全燃燒，防止CO生成，又能夠維持較低的燃燒溫度，減少有害氣體NOx的生成。
燃燒室內(nèi)充滿高溫的燃燒產(chǎn)物,其金屬室壁必須有足夠的冷卻，才能工作。效仿液體火箭發(fā)動機的再生冷卻，在高速氣體燃燒器的設計中，利用空氣在燃燒室外腔流動，吸收室壁傳導的熱量，保證室壁在的溫度范圍內(nèi)工作。同時將空氣預熱能夠促進完全燃燒和提高理論燃燒溫度。
在燃燒室噴口局部高溫區(qū)，專門設計有空氣膜保護金屬壁。
由于采取了以上的設計，高速氣體燃燒器的使用壽命可達3年，而其他單位設計生產(chǎn)的高速氣體燃燒器的燃燒室由耐火材料作內(nèi)襯，使用壽命為幾個月，甚至有的產(chǎn)品，其耐火材料內(nèi)襯工作不足3個月就開裂。
在高速氣體燃燒器設計中，為了使燃燒產(chǎn)物具有足夠的動量，燃燒室應該有一定的壓力。根據(jù)用戶提供的燃氣物理化學參數(shù)和速度要求，進行燃燒計算確定燃燒產(chǎn)物的各個熱力參數(shù)后，燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)物的壓力可以求出，即pc=pa/[1-(k-1)w2/2kRT]k/(k-1)。
式中pc為燃燒室壓力；pa為環(huán)境壓力；k為燃燒產(chǎn)物絕熱指數(shù)；R為燃燒產(chǎn)物氣體常數(shù)；T為燃燒溫度；w為燃燒產(chǎn)物在噴口處的流速。
空氣和燃氣進入燃燒器，流經(jīng)各自的通道，經(jīng)過噴孔進入燃燒室，沿途存在一定的流阻。
燃燒器的空氣入口壓力pk是燃燒室壓力pc和空氣壓降Δpk之和，燃燒器的燃氣入口壓力pr是燃燒室壓力pc和燃氣壓降Δpr之和。即：pk=pc+Δpk 。pr=pc+Δpr。
pk和pr不能過高，應該滿足用戶提供的使用條件。高速氣體燃燒器在使用天然氣作燃氣時，燃燒產(chǎn)物速度為100 m／s，其天然氣入口壓力為2 500 Pa，空氣入口壓力為2 100 Pa。
高速氣體燃燒器是利用液體火箭發(fā)動機的燃燒技術(shù)為工業(yè)加熱爐開發(fā)的一種、節(jié)能、低污染燃燒器。經(jīng)天然氣燃燒試驗，證明其工作可靠、操作簡單、熱負荷調(diào)節(jié)范圍大、空氣過剩系數(shù)及燃氣溫度調(diào)節(jié)范圍大。該燃燒器目前已成功地應用在油田、陶瓷、鋼鐵等行業(yè)的加熱爐上。
河南安陽鍋爐有限公司資質(zhì)好，設備先進，堪稱高質(zhì)量的 lss立式水管全自動燃油（氣）鍋爐公司，榮獲河南安陽工商管理局頒發(fā)的重合同守信用企業(yè),為做好優(yōu)良的 lss立式水管全自動燃油（氣）鍋爐打下堅實的基礎。
在傳統(tǒng)的工業(yè)爐設計中，燃燒器的火焰速度大約為每秒幾米，當燃燒產(chǎn)物溫度在600 °C～800 °C時，爐內(nèi)對流換熱與輻射換熱各占50％；在燃燒產(chǎn)物溫度為800 ℃以上時，以輻射換熱為主；在燃燒產(chǎn)物溫度達到1 400 ℃時，輻射換熱是對流換熱的10倍,所以大部分爐窯設計中,是以輻射換熱為基礎。但是在采用高速氣體燃燒器后，即使在高溫區(qū)，爐內(nèi)被強化的對流換熱在綜合換熱中所占的比重大大提高，具體說明如下：
采用普通燃燒器時，火焰速度低，燃燒產(chǎn)物在被加熱物表面的流動為層流，層流的對流換熱系數(shù)為h1-Nu*λ/d。
式中 努謝爾特數(shù)Nu=0.332Pr1/3*Re1/2；Pr為普朗特數(shù)；Re為雷諾數(shù)；λ為氣體的導熱系數(shù)；d為流道當量直徑。
采用高速氣體燃燒器, 火焰噴射速度高(100 m/s～300 m/s),被加熱體表面流動以紊流為主，紊流附面層局部放熱系數(shù)為h2=Nu*λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
設加熱爐內(nèi)腔尺寸為6.45m×2.3m×2.9m，燃燒產(chǎn)物溫度為1 790 ℃，被加熱體溫度為900 ℃。
采用普通燃燒器，燃燒產(chǎn)物流速為5 m／s時，燃燒產(chǎn)物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h*m2。
采用高速氣體燃燒器，燃燒產(chǎn)物流速為150 m/s時，燃燒產(chǎn)物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h*m2。q2是q1的4倍。
國外曾就輻射加熱爐和高速對流加熱爐進行過比較試驗，在0 ℃～1 200 ℃的加熱過程中，輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的6倍，在750 ℃～1 200 ℃的加熱過程中，輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的10倍。
1980年，國內(nèi)引進高速氣體燃燒器在井式加熱爐上進行技術(shù)改造，原有的輻射加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫需要24 h，而采用了高速氣體燃燒器的加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫只需4 h，并且燃料消耗量也由于采用了高速氣體燃燒器可以節(jié)省25%～30％。在油田，用高速氣體燃燒器改造成三合一加熱爐，加熱效率提高了1倍，而燃料消耗量節(jié)約了20％。
高速氣體燃燒器的燃燒產(chǎn)物高速沖進加熱爐內(nèi)，攪動多倍的爐內(nèi)氣體隨之摻混，可以大大提高爐內(nèi)溫度均勻度。國外一家工廠用高速氣體燃燒器改造加熱爐后，爐內(nèi)溫度均勻度可由±15 ℃提高到±2 ℃。國內(nèi)井式加熱爐采用高速氣體燃燒器后，爐溫均勻度達到±7 ℃。
氫氣燒嘴廣泛應用于冶金、化工、建材、輕工、機械等行業(yè)的各種工業(yè)爐窯。特別適用于對產(chǎn)品加熱質(zhì)量要求高，爐溫均勻性要求嚴格的各種加熱及加熱處理設備。
該氫氣燒嘴可使用天然氣、液化氣、城市煤氣、發(fā)生爐煤氣等作燃料，本系列以混合煤氣（熱值：7524~9196kj/Nm3）為燃料，具有冷風，熱風兩種類型。可配帶自動點火及火焰監(jiān)測器，也可與爐子控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)自動控制，操作方便，可靠。
平焰燒嘴是以進入到燒嘴的煤氣和燃燒所需的空氣，在旋流器的作用下，煤氣和空氣強烈的旋轉(zhuǎn)，沿垂直于燒嘴磚中心線的爐墻表面展開，并在緊靠爐墻的一層空間內(nèi)燒盡，形成園盤型火焰，其直徑在1～3m，其厚度在100～200mm。 采用平焰燒嘴后，由于熱輻射能力加強，溫度場均勻，故升溫速度快，金屬氧化燒損率低，對實現(xiàn)鋼材均勻加熱，快速加熱，節(jié)約燃料具有顯著的效果 。
介紹一種高速氣體燃燒器的技術(shù)特點、設計要點和具體的設計方法，并利用液體火箭發(fā)動機的燃燒技術(shù)，為工業(yè)加熱爐開發(fā)了一種、節(jié)能、低污染的新型高速氣體燃燒器，填補了我國民用燃燒器技術(shù)的一項空白，已成功地應用在油田、鋼鐵、陶瓷等行業(yè)。
高速氣體燃燒器是現(xiàn)代燃燒技術(shù)在工業(yè)燃燒器產(chǎn)業(yè)的體現(xiàn)，其出口處高溫燃燒產(chǎn)物的噴射速度可達100 m/s～300 m/s，具有節(jié)能、、火焰動量可控等技術(shù)優(yōu)勢,在發(fā)達已經(jīng)廣泛地應用在航空、鋼鐵、化工、輕工等行業(yè)的各種加熱爐上。我國在80年代引進此項技術(shù),并有一些仿制的產(chǎn)品投入市場,但是由于其成本高、耐火材料內(nèi)襯易壞、使用壽命短，影響了推廣。
高速氣體燃燒器是一種把燃料的化學能轉(zhuǎn)換成燃燒產(chǎn)物的勢能和動能的裝置，液體火箭發(fā)動機是一種把推進劑的化學能轉(zhuǎn)換成燃燒產(chǎn)物的熱能和動能的裝置，兩者在工作原理上有相似之處。利用在液體火箭發(fā)動機研制方面的豐富經(jīng)驗，開發(fā)研制了一種全金屬結(jié)構(gòu)，采用再生冷卻的高性能的高速氣體燃燒器。
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