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低氮燃烧器加热能力的大小取决于火焰的强弱程度(炉膛温度)、炉管表面积和总传热系数的大小。火焰愈强,则炉膛温度愈高,炉膛与油流之间的温差越大,传热量越大;火焰与烟气接触的炉管面积越大,则传热量越多;炉管的导热性能越好,炉膛结构越合理,传热量也愈多。火焰的强弱可用控制火嘴的方法调节。但对一定结构的炉子来说,在正常操作条件下炉膛温度达到某一值后就不再上升。
对于燃轻油和天然气锅炉的灰分含量较少,一般不会产生飞灰磨损,也不需要吹灰设备,重油的含量虽然也不高,但其在燃烧过程中高分子烃可能由于缺氧分解出炭黑,沥青等成分可能由于缺氧而分解成固体油焦,油焦破裂后产生焦粒,炭黑和焦粒都不易燃尽,引起积灰。燃气锅炉的排烟不存在粉尘污染。燃油锅炉的粉尘污染也比较轻,但燃油锅炉在燃烧不良时易冒黑烟,黑烟是由于燃油缺氧而分解出的炭黑,油气是重油的高分子烃在缺氧时易分解。炭黑的粒径比较小,表面积阀,虽然质量比较轻,但看起来较黑,燃油锅炉只要雾化良好,配风合理,在正常运行时都能达到国家标准。
在烧嘴工作时,要实现天然气的氧化反应,使燃气分子和空气中的氧分子接触,也就是我们所说的天然气和空气均匀混合。燃气和空气混合是一种物理扩散现象,这个过程比燃烧反应过程本身慢很多。在燃气和空气分别通过烧嘴送入导焰管的情况下,决定燃气燃烧速度的主要因素是燃气和空气的混合速度。在研究大科天然气烧嘴时,了解天然气和空气两种气体的混合规律。混合的均匀程度基本上取决于燃气和空气相互扩散的速度。要从烧嘴上进行节能,强化燃烧过程中的混合部分,这里主要是指提高混合速速为主。
一般来讲,理论燃烧温度随燃气低热值的增大而增大。当燃气中含有较多的重烃时,由于热值增高,理论燃烧温度也增高,但有时热值低的燃气理论燃烧温度可能热值高的燃气,这是由于燃烧产物数量和比热等因素起了主要作用。因为燃气燃烧放出的热量主要用于加热燃烧产物,所以当燃烧产物数量较多的时候,所需热量也多,理论燃烧温度就下降。同样,当燃烧产物的比热大时,理论燃烧温度也降低。因此天然气的热值虽然氢气,但理论燃烧温度却低于氢气。
工业炉烧嘴点火过程中有时会爆燃现象,给炉窑操作者添加了几丝恐惧,虽然不会产生大的经济损失,但还是有潜在的危险。从燃烧过程来讲,这个过程可分为两个阶段,个阶段称为着火阶段,第二个阶段即为着火后的燃烧阶段。在阶段中,燃料和氧化剂进行缓慢的氧化作用,氧化反应所释放的热量只是提高可燃混合物的温度和累积活化分子,并没有形成火焰。在第二阶段中,反应速度进行得很快,并发出强烈的光和热,形成火焰。
强迫着火是有一外加的热源向局部区域的可燃混合物输送热量,使之提高温度和增加活化分子的数量,迫使局部地区的可燃混合物完成着火过程而达到燃烧阶段,然后以一定的速度向其他区域扩展,导致全部可燃混合物的燃烧,例如靠电火花或炽热物体来加热局部区域的可燃混合物。在锅炉中的燃气,油雾炬或煤粉气流靠高温烟气的回流和炉墙的辐射换热的加热而达到着火条件,形成燃烧区域,燃烧区域就以一定的速度向未燃的气流扩展,使由燃烧器喷出的可燃混合物连续地着火和燃烧。