工业特种燃烧器简介

钟乾  整理

深圳中燃哈工大燃气技术研究院

特种燃烧器是人们为了满足不同工艺的需要，创造出的新型燃烧器，这些燃烧器的出现主要是为了提高热效率，节约能源，减少污染，保护环境提高产品质量和产量。常见的特种燃烧器有七类，分别是：

（一）低NOx燃烧器 (Low NOxBurners)

（二）高速燃烧器 (High Velocity Burners)

（三）平焰燃烧器 (Flat Flame Burners)

（四）浸没燃烧器 (Submerged Combustion)

（五）燃气辐射管 (Radiation Tube)

（六）脉冲燃烧器 (Pulsating Combustors)

（七）催化燃烧器 (Catalytic Combustion) 

   （一）低NOx燃烧器

低NO_X燃烧器NO_X抑制原理分为：

1. 促进燃气与空气混和

2. 分割火焰

3. 烟气自身再循环

4. 阶段燃烧

图1  分割火焰型低NO_X燃烧器

图2  烟气自身再循环低NO_X燃烧器

图3 阶段燃烧型低NO_X燃烧器

（二）高速燃烧器

优点：

1. 容积热强度高，170MW/m³；

2.  烟气喷出速度高，可达 200－300m/s；

3. 易调节炉内气氛，可在较高过剩空气系数下运行；

4. 负荷调节范围大，1 ：50；

5. 可高温预热空气，可燃用低热值燃气而获得高温；

6.  燃烧反应在火道内瞬时完成，在惰性气氛炉内不熄火；

缺点：

1. 燃气，空气压力高，耗电；

2. 燃烧室需特殊耐高温，耐冲刷材料；

3. 噪声大。        

作用：

燃气高强度燃烧；

烟气高速冲刷，增强对流传热。

图4 高速燃烧器工作原理图

（三）平焰燃烧器

原理：

利用旋转气流通过扩张性火道，可形成平展气流，燃气在平展气流中燃烧得到平面火焰。

特点：

1. 加热均匀，防止局部过热；

2. 炉子升温及加热物料速度快；

3. 炉内压力均匀；

4. 节省燃气；

        5. NOx含量少，噪音低。

应用：钢铁及机械工业的加热炉，玻璃陶瓷、化工等工业窑炉

图5 螺旋叶平焰燃烧器

（四）浸没燃烧器

原理：

将燃气与空气充分混和，送入燃烧室进行完全燃烧，然后将高温烟气喷入液体中，从而加热液体。

特点：

1. 不需要间壁换热器或蒸发器所需要的固定传热面，不存在传热面上的结晶，结垢和腐蚀问题；

2. 气液直接接触，强化了传热过程，排烟温度低，热效率高。

应用：

酸洗液加热，再生和浓缩，废水除酸与净化，碱性废液中和，惰性／还原性气体生产，液体气化，储罐及管道清洗等。

图6 浸没燃烧器

（五）燃气辐射管

原理：

由管体，烧嘴和废热回收装置组成。在耐热钢或者耐热陶瓷材料制成的辐射管中，燃气完全燃烧，加热管子，管子辐射放热加热工件或物料。

特点：

1. 便于控制和调节炉内气氛；

2. 用辐射管的配置控制炉内温度分布；

3. 加热冷却迅速，调节幅度大，可实现较复杂的温度控制和加热程序化；

4. 可根据炉子的型式和用途，选择合适的辐射管；

5. 可安装废热回收装置。

应用：

间接加热，以便控制炉内气氛。

图7  套管式燃气辐射管

（六）脉冲燃烧器

原理：

近似与内燃机燃烧，燃烧和热量释放周期性进行。

循环周期：

燃烧过程，排气过程，吸气过程

特点：

1. 容积热强度大，23MW/m³;

2. 加热效率高；

3. 传热系数大；

4. NOx排放低；

5. 正压排气。

缺点：

1.噪声大；

2.调节比小；

3.脉冲振动引起设备损坏。

图8 脉冲燃烧器工作示意图

（七）催化燃烧器

原理：

可燃气体借助催化剂的作用， 在低温下完全氧化。

特点：

1.燃烧温度低，扩散燃烧<400,预混500；

2. 红外辐射；

3.燃烧完全， NOx排放低；

4.催化燃烧板面温度均匀。

应用：

干燥，采暖， 露天加热， 塑料加热。

图9  引射式催化燃烧器

注：内容摘自《燃气燃烧与应用》。

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