此外,還有扁套管式燃燒器,由一個(gè)扁火孔套著三根燃?xì)夤芙M成,如圖3—6—7所示。噴出的火焰呈扇狀,適用于以爐底加熱為主的鍛工爐等。
還有群管式燃燒器、臺(tái)式工燈等,使擴(kuò)散燃燒過程能滿足不同的工藝要求。
2.旋流式燃燒器
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是燃燒器本身帶有旋流配風(fēng)器,往往采用的是蝸殼或者是導(dǎo)流葉片。空氣在配風(fēng)器作用下產(chǎn)生旋流,燃?xì)鈩t從分流器的噴孔或縫隙中噴出,二者強(qiáng)烈混合進(jìn)入火道或爐膛中燃燒。
根據(jù)旋流器的結(jié)構(gòu)和供氣方式,這種燃燒器可做成多種形式。如導(dǎo)流葉片旋流式燃燒器,可分為軸向葉片旋流和切向葉片族流,其中又都有中心供燃?xì)夂椭苓吂┤細(xì)鈨煞N不同結(jié)構(gòu),如圖3—6—8為中心供氣導(dǎo)流葉片式。
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空氣以2000Pa的壓力供入,經(jīng)過導(dǎo)流葉片2形成旋流,并與中心孔口流出的燃?xì)膺M(jìn)行混合,然后經(jīng)噴口4進(jìn)入火道或燃燒室繼續(xù)進(jìn)行混合和燃燒。使用人工燃?xì)鈺r(shí),其壓力約為800Pa;使用天然氣時(shí),其壓力約為3000Pa。當(dāng)使用天然氣時(shí),中心孔口需安裝燃?xì)庑髌?,使燃?xì)庖残纬尚?,以加?qiáng)氣流混合。
此外,還有蝸殼旋流式,分中心供燃?xì)馕仛ば魇?如圖3—6—9)及周邊供燃?xì)馕仛ば魇降取?br />
3.平流式燃燒器
這種燃燒器在風(fēng)道中心裝有穩(wěn)焰器。穩(wěn)焰器可以是一個(gè)直徑較小的軸向葉片旋流器,也可以是1到2塊多孔板等。穩(wěn)焰器能使一小部分空氣形成旋流或低速回流,以穩(wěn)定火焰;大部分空氣則平行流動(dòng),以較高的流速進(jìn)入火道與燃?xì)饣旌先紵?。與旋流式比較,平流燃燒器更合理地組織了空氣流動(dòng),空氣通道阻力小,鼓風(fēng)耗電也少。
多孔板式有單塊和雙塊,這類燃燒器包括多孔板式、多槍式、文丘里管式等。圖3—6—10所示為單塊多孔板子流式燃燒器。燃?xì)鈴闹行墓芤欢松系?6個(gè)切向方孔噴出,大部分空氣經(jīng)導(dǎo)流片從周邊流出與燃?xì)饣旌希俨糠挚諝鈩t經(jīng)多孔穩(wěn)焰板流出,空氣與燃?xì)饣旌虾筮M(jìn)入火道或爐膛燃燒。由于通過小孔的空氣產(chǎn)生紊流,形成了局部低速回流,使燃燒火焰穩(wěn)定,火焰呈黃色,有較強(qiáng)輻射能力。
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(二)鼓風(fēng)式燃燒器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍
鼓風(fēng)式燃燒器熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,調(diào)節(jié)系數(shù)一般大于5%,單體熱負(fù)荷大時(shí)燃燒器結(jié)構(gòu)緊湊;可以預(yù)熱空氣或燃?xì)?,預(yù)熱溫度甚至可接近燃?xì)庵饻囟?,這對(duì)高溫工業(yè)爐是很必要的;可利用低壓燃?xì)?;能適應(yīng)正壓爐膛;容易實(shí)現(xiàn)煤粉—燃?xì)狻⒂汀細(xì)饴?lián)合燃燒。
但它需要鼓風(fēng),消耗電能;燃燒室容積熱強(qiáng)度通常比完全預(yù)混燃燒器小,火焰較長,因而需要較大的燃燒室容積;一般情況下,本身不具備燃、空混合比的自調(diào)性,需配置調(diào)節(jié)裝置。
根據(jù)上述特點(diǎn),鼓風(fēng)式燃燒器主要用于各類工業(yè)爐及鍋爐。
三、擴(kuò)散式燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算
如圖3—6—5,鼓風(fēng)式擴(kuò)散燃燒器主要由配風(fēng)器、燃?xì)夥至髌骷盎鸬澜M成。旋流配風(fēng)器的結(jié)構(gòu)有蝸殼和導(dǎo)流葉片兩種。下面以邊緣供氣蝸殼式燃燒器為例,闡述這類燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
(一)空氣系統(tǒng)計(jì)算
1.計(jì)算空氣通道面積Fp
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式中 Q——燃燒器熱負(fù)荷,kW;
Qp——噴頭熱強(qiáng)度,通常QP=(35~40)×103,kW/m2
2.確定蝸殼結(jié)構(gòu)比
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蝸殼供氣的型式如圖3—6—11,進(jìn)風(fēng)管截面積與蝸殼內(nèi)圓直徑平方之比即??
?稱為蝸殼結(jié)構(gòu)比。它直接影響空氣的旋流程度,a值越小,蝸殼結(jié)構(gòu)比就越小,空氣流相對(duì)于燃燒器中心軸線的力矩越大,旋轉(zhuǎn)加劇,加快了氣流混合,燃燒火焰亦短;但阻力損失也將增大。所以蝸殼結(jié)構(gòu)比也不宜過小,通常取為0.35~0.4。根據(jù)結(jié)構(gòu)比,就可確定蝸殼尺寸。
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3.確定空氣實(shí)際通道的寬度△
由于空氣流的旋轉(zhuǎn),它在通道內(nèi)是螺旋向前的,這樣中心出現(xiàn)一個(gè)回流區(qū),它是一個(gè)穩(wěn)定的,強(qiáng)烈點(diǎn)火源。
所以,空氣的實(shí)際通道只是沿著邊緣的環(huán)形通道,其寬度,
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式中 Dbf——回流區(qū)直徑,cm。
回流區(qū)的尺寸與蝸殼結(jié)構(gòu)有關(guān),可按表3—6—5確定。
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4.計(jì)算空氣的實(shí)際流速va
空氣在環(huán)形通道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng),實(shí)際流速:
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