此外,还有扁套管式燃烧器,由一个扁火孔套着三根燃气管组成,如图3—6—7所示。喷出的火焰呈扇状,适用于以炉底加热为主的锻工炉等。
还有群管式燃烧器、台式工灯等,使扩散燃烧过程能满足不同的工艺要求。
2.旋流式燃烧器
其结构特点是燃烧器本身带有旋流配风器,往往采用的是蜗壳或者是导流叶片。空气在配风器作用下产生旋流,燃气则从分流器的喷孔或缝隙中喷出,二者强烈混合进入火道或炉膛中燃烧。
根据旋流器的结构和供气方式,这种燃烧器可做成多种形式。如导流叶片旋流式燃烧器,可分为轴向叶片旋流和切向叶片族流,其中又都有中心供燃气和周边供燃气两种不同结构,如图3—6—8为中心供气导流叶片式。


空气以2000Pa的压力供入,经过导流叶片2形成旋流,并与中心孔口流出的燃气进行混合,然后经喷口4进入火道或燃烧室继续进行混合和燃烧。使用人工燃气时,其压力约为800Pa;使用天然气时,其压力约为3000Pa。当使用天然气时,中心孔口需安装燃气旋流器,使燃气也形成旋流,以加强气流混合。
此外,还有蜗壳旋流式,分中心供燃气蜗壳旋流式(如图3—6—9)及周边供燃气蜗壳旋流式等。
3.平流式燃烧器
这种燃烧器在风道中心装有稳焰器。稳焰器可以是一个直径较小的轴向叶片旋流器,也可以是1到2块多孔板等。稳焰器能使一小部分空气形成旋流或低速回流,以稳定火焰;大部分空气则平行流动,以较高的流速进入火道与燃气混合燃烧。与旋流式比较,平流燃烧器更合理地组织了空气流动,空气通道阻力小,鼓风耗电也少。
多孔板式有单块和双块,这类燃烧器包括多孔板式、多枪式、文丘里管式等。图3—6—10所示为单块多孔板子流式燃烧器。燃气从中心管一端上的16个切向方孔喷出,大部分空气经导流片从周边流出与燃气混合,而少部分空气则经多孔稳焰板流出,空气与燃气混合后进入火道或炉膛燃烧。由于通过小孔的空气产生紊流,形成了局部低速回流,使燃烧火焰稳定,火焰呈黄色,有较强辐射能力。


(二)鼓风式燃烧器的特点和应用范围
鼓风式燃烧器热负荷调节范围大,调节系数一般大于5%,单体热负荷大时燃烧器结构紧凑;可以预热空气或燃气,预热温度甚至可接近燃气着火温度,这对高温工业炉是很必要的;可利用低压燃气;能适应正压炉膛;容易实现煤粉—燃气、油—燃气联合燃烧。
但它需要鼓风,消耗电能;燃烧室容积热强度通常比完全预混燃烧器小,火焰较长,因而需要较大的燃烧室容积;一般情况下,本身不具备燃、空混合比的自调性,需配置调节装置。
根据上述特点,鼓风式燃烧器主要用于各类工业炉及锅炉。
三、扩散式燃烧器的设计计算
如图3—6—5,鼓风式扩散燃烧器主要由配风器、燃气分流器及火道组成。旋流配风器的结构有蜗壳和导流叶片两种。下面以边缘供气蜗壳式燃烧器为例,阐述这类燃烧器的设计计算方法。
(一)空气系统计算
1.计算空气通道面积Fp

式中 Q——燃烧器热负荷,kW;
Qp——喷头热强度,通常QP=(35~40)×103,kW/m2
2.确定蜗壳结构比

蜗壳供气的型式如图3—6—11,进风管截面积与蜗壳内圆直径平方之比即

称为蜗壳结构比。它直接影响空气的旋流程度,a值越小,蜗壳结构比就越小,空气流相对于燃烧器中心轴线的力矩越大,旋转加剧,加快了气流混合,燃烧火焰亦短;但阻力损失也将增大。所以蜗壳结构比也不宜过小,通常取为0.35~0.4。根据结构比,就可确定蜗壳尺寸。

3.确定空气实际通道的宽度△
由于空气流的旋转,它在通道内是螺旋向前的,这样中心出现一个回流区,它是一个稳定的,强烈点火源。
所以,空气的实际通道只是沿着边缘的环形通道,其宽度,

式中 Dbf——回流区直径,cm。
回流区的尺寸与蜗壳结构有关,可按表3—6—5确定。

4.计算空气的实际流速va
空气在环形通道内螺旋运动,实际流速:


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