擴散燃燒與全預混燃燒

1、低低NOX燃燒與全預混燃燒燃燒與全預混燃燒低低NOX燃燒器燃燒器一、一、 NOX生成機理生成機理 燃氣燃燒生成的燃氣燃燒生成的NOX主要是主要是NO，反應：，反應： O2 + N2 = 2NO 180kJ 煙氣中煙氣中NOX來源于空氣及燃料中來源于空氣及燃料中N， 在高溫下生成，造成污染。在高溫下生成，造成污染。 煙氣中煙氣中NOX的種類：的種類：（1）熱力型（溫度型）熱力型（溫度型）NOX：空氣及：空氣及 燃料中燃料中N，在高溫下生成；，在高溫下生成；（2）快速型）快速型NOX：碳氫化合物燃燒，：碳氫化合物燃燒， 當燃料過濃時在反應區(qū)會快速生當燃料過濃時在反應區(qū)會快速生 成成NO。（3）燃料

2、型）燃料型NOX：煤中氮化物熱分解：煤中氮化物熱分解 和氧反應生成和氧反應生成NO。 燃氣燃燒生成主要是熱力型燃氣燃燒生成主要是熱力型NOX二、二、影響溫度型影響溫度型NO生成的因素生成的因素 1. 溫度（關(guān)鍵因素）溫度（關(guān)鍵因素） 1500 C以上開始生成以上開始生成NO，隨著溫度上升，隨著溫度上升，NO劇增。劇增。 2. 煙氣停留時間煙氣停留時間 煙氣停留時間長，特別是在高溫煙氣停留時間長，特別是在高溫 下停留時間長，下停留時間長，NO生成量增加。生成量增加。低低NOX燃燒器燃燒器低低NOX燃燒器燃燒器 3. 過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù) 影響影響 O2濃度和燃燒溫度。當濃度和燃燒溫度。當 接

3、近接近 1 時，時，NO生成量最大。因為當生成量最大。因為當 遠小于遠小于 1時，燃料過濃，時，燃料過濃，O不易不易 與與N2生成生成NO；而當；而當 遠大于遠大于 1時，時， 燃燒溫度降低，燃燒溫度降低，NO也減少。也減少。低低NOX燃燒器燃燒器三、控制溫度型三、控制溫度型NO生成的方法生成的方法 1. 降低燃燒溫度水平；降低燃燒溫度水平； 2. 降低氧氣濃度，在濃燃料下燃燒；降低氧氣濃度，在濃燃料下燃燒； 3. 縮短煙氣在高溫區(qū)內(nèi)停留時間；縮短煙氣在高溫區(qū)內(nèi)停留時間； 4. 使燃燒在遠離使燃燒在遠離 =1的條件下進行。的條件下進行。低低NOX燃燒器燃燒器（一）（一）分段燃燒法分段燃燒法空氣

4、分段或燃料分段。降低火焰平均溫度和峰值溫度，降低空氣分段或燃料分段。降低火焰平均溫度和峰值溫度，降低NO?？諝夥侄稳紵骺諝夥侄稳紵鞯偷蚇OX燃燒器燃燒器（二）濃淡燃燒法（二）濃淡燃燒法 淡火焰為全預混，火焰較短；濃火焰空淡火焰為全預混，火焰較短；濃火焰空氣不足，火焰拉長；減緩發(fā)熱速率，使總氣不足，火焰拉長；減緩發(fā)熱速率，使總的火焰溫度下降。由于兩側(cè)空氣的擠壓作的火焰溫度下降。由于兩側(cè)空氣的擠壓作用，使火焰向內(nèi)側(cè)傾斜，濃火焰會加熱淡用，使火焰向內(nèi)側(cè)傾斜，濃火焰會加熱淡火焰的煙氣，使燃燒溫度降低。火焰的煙氣，使燃燒溫度降低。低低NOX燃燒器燃燒器 濃淡燃燒法熱水器，常有濃淡燃燒法熱水器，常有2

5、種方式，種方式，通過改變引射器通過改變引射器 和火排形式來實現(xiàn)。和火排形式來實現(xiàn)。n1. 第一種方式：濃淡火排交叉，奇數(shù)火排上進行濃燃燒，第一種方式：濃淡火排交叉，奇數(shù)火排上進行濃燃燒， 偶數(shù)火排上進行淡燃燒，兩者平行交替。稱為濃淡火排。偶數(shù)火排上進行淡燃燒，兩者平行交替。稱為濃淡火排。n2. 第二種方式集濃淡燃燒于單獨一個火排上，即在一個火第二種方式集濃淡燃燒于單獨一個火排上，即在一個火 排的某些火孔上進行濃燃燒，而另外一些火孔上進行淡排的某些火孔上進行濃燃燒，而另外一些火孔上進行淡 燃燒，濃、淡火孔交替分布。第二種技術(shù)比較復雜，第燃燒，濃、淡火孔交替分布。第二種技術(shù)比較復雜，第 二種方式為

6、濃淡火孔。二種方式為濃淡火孔。低低NOX燃燒器燃燒器n（3）煙氣再循環(huán)）煙氣再循環(huán) 部分煙氣循環(huán)與新鮮燃氣混合，降低燃燒溫部分煙氣循環(huán)與新鮮燃氣混合，降低燃燒溫 度，因而降低度，因而降低NO；同時利于著火。；同時利于著火。 全預混式燃燒全預混式燃燒一、特點一、特點1. 燃燒速度快，火焰很短甚至看不出燃燒速度快，火焰很短甚至看不出2. 容積熱強度高容積熱強度高 100-200106kJ/m3h （3-6104kW/m3）3. 空氣過剩系數(shù)?。諝膺^剩系數(shù)?。?1.05-1.10），）， 燃燒溫度高燃燒溫度高4. 燃氣與空氣全預混，火焰?zhèn)鞑ツ芰姡細馀c空氣全預混，火焰?zhèn)鞑ツ芰姡?但由于溫度高，

7、容易回火但由于溫度高，容易回火5. 熱效率高，熱效率高， 40%的燃燒熱以輻射傳熱的燃燒熱以輻射傳熱二、燃燒器形式二、燃燒器形式 陶瓷板紅外線燃燒器陶瓷板紅外線燃燒器 金屬纖維全預混燃燒器金屬纖維全預混燃燒器 金屬板式全預混燃燒器金屬板式全預混燃燒器全預混式燃燒全預混式燃燒設多孔均流板使頭部火孔的混氣壓力和流量均勻，防止回火。設多孔均流板使頭部火孔的混氣壓力和流量均勻，防止回火。 圖：多孔金屬板式全預混燃燒器的溫度分布（數(shù)值模擬）圖：多孔金屬板式全預混燃燒器的溫度分布（數(shù)值模擬）全預混式燃燒全預混式燃燒 試驗結(jié)果試驗結(jié)果 28kW的冷凝式壁掛爐上安裝平板式全預混燃燒器；的冷凝式壁掛爐上安裝平板式全預混燃燒器； 12T天然氣，壓力天然氣，壓力 2kPa 在高、低熱負荷下都能穩(wěn)定燃燒，在高、低熱負荷下都