燃烧装置设计(design of combustion devices)

燃烧装置是用于各种工业炉的供热，对各种燃料进行可控燃烧的器具。按照燃料种类可以分为煤气燃烧器、油燃烧器和煤(或焦炭)燃烧器。煤气、油和粉煤燃烧器称为烧嘴，块煤(或焦炭)燃烧器称为炉箅、炉排或其他专用名称。此外还有一种使燃烧产物在管内流动、燃烧热量通过管壁传出的燃烧器，通常称这种燃烧器为辐射管。辐射管不宜使用固体燃料和重质燃料油。

燃烧器应具有以下基本特性：(1)火焰稳定；(2)能调节燃烧量并有一定的调节范围；(3)在限定空间内达到完全燃烧；(4)燃烧性能不受环境(例如炉压波动、气候风向等)影响；(5)符合环境保护要求；(6)坚固耐用、操作维护方便等。燃烧器设计之前应明确：燃料种类，燃料发热值；燃烧能力及能力的调节范围；空气或燃料的温度和压力；对火焰形状及刚度的要求等。设计制造的燃烧器，其特性应通过试验进行验证确认。

随着燃料燃烧技术的发展，世界工业化国家都不断开发、研制和生产各种燃烧器，以满足工业生产和人民生活的需要。中国50年代为工业炉配套设计的燃烧器，大量采用高压煤气喷射式烧嘴和手工加煤炉排，也设计了少量烧焦炉煤气的涡流式烧嘴，烧热发生炉煤气的细孔式烧嘴及低压雾化油烧嘴等。60到70年代，中国通过对各种燃烧器的多项试验研究，设计了用于加热炉的水平往复炉排、油风比例调节的低压雾化油烧嘴、自身预热烧嘴、平焰烧嘴以及各种天然气烧嘴，并建立了各种烧嘴的实验室。80年代以后，还设计和研制了具有当代先进水平的油气两用烧嘴、火焰长度可调烧嘴、平焰直焰可转换的双焰烧嘴、高速烧嘴、辐射杯烧嘴等。烧嘴点火和火焰检测等设施也有相应的发展。

烧嘴设计     包括煤气烧嘴、油烧嘴和煤粉烧嘴的设计。烧嘴作为炉子的供热设施，具有以下作用：(1)组织火焰，使火焰形状、刚度及燃烧性能满足炉子供热和工艺要求；(2)调整炉压分布；(3)引导炉气流向，实现(或限制)炉气循环；(4)强化传热，降低热耗等。烧嘴作用的发挥除与烧嘴本身结构有关外，还与烧嘴布置、烧嘴的安装位置、安装角度以及炉子的结构和型式等有关。因此烧嘴设计要与炉子设计密切配合，使烧嘴的作用得以充分发挥。

煤气烧嘴设计由于用途不同和燃料条件不同，煤气烧嘴种类较多。常用的有气流平行式烧嘴、涡流式烧嘴、平焰烧嘴、火焰可调烧嘴、喷射式烧嘴、高速烧嘴、自身预热烧嘴、低氧化氮烧嘴、大气烧嘴等。这些烧嘴的燃烧过程可分为三类：一类是煤气与空气分别由两个通道供入，在烧嘴出口附近相遇，边混合边燃烧，统称为有焰烧嘴，例如上面列出的气流平行式烧嘴和涡流式烧嘴等；另一类是煤气与空气预先混合，燃烧前已混合均匀，从喷口喷出，迅速燃烧，称为无焰烧嘴，例如喷射式烧嘴。这两类烧嘴的结构示意图见图1。还有一类是燃烧需要的部分空气从烧嘴喷口周围的大气中补充供给，称为大气烧嘴。

 气分配器