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工业炉燃烧装置
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工业炉燃烧装置
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在以燃料为热源的工业炉内用以实现燃料燃烧过程的装置。根据火焰炉加热要求,各种燃烧装置应保证:①在规定的热负荷条件下保证燃料的完全燃烧；②燃烧过程稳定，能向炉子连续供热；③火焰的方向、外形、刚性和铺展性符合炉型及加热工艺的要求;④结构简单,使用维修方便。
各种燃料的燃烧过程不同，因而燃烧装置的结构也各不相同。燃烧装置可分为气体、液体、固体燃料的几类。
气体燃料燃烧装置通常称烧嘴，它的主要作用是按一定比例和一定的混合条件将煤气和空气送到炉内燃烧（也有在烧嘴内部燃烧的），并满足炉内加热过程对火焰的要求。根据煤气和空气在烧嘴内的混合情况，分为有焰和无焰烧嘴。有焰烧嘴的特点是：煤气和空气在烧嘴内不进行混合或仅部分混合，喷到炉内后再边混合边燃烧，因而火焰较长并有明显的轮廓。采用有焰烧嘴时，强化燃烧和组织火焰的主要手段是改变煤气和空气的混合条件，如将煤气和空气分成许多细流，使煤气流和空气流按一定角度相交，或利用旋流装置促使气流加速混合等。图1就是一种带旋流导向叶片的有焰烧嘴。
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无焰烧嘴的特点是：煤气和空气在烧嘴内部即达到均匀混合，喷出烧嘴后能立即着火燃烧，火焰很短，没有明显的火焰轮廓。工业炉中常用的无焰烧嘴是喷射式烧嘴（图2）,它是靠煤气的喷射作用直接从大气中按比例吸入所需要的助燃空气，在混合管内混合均匀后再在耐火材料制成的燃烧道中完成燃烧反应。
60年代开始，为了适应新的加热工艺的需要，先后出现了气体出口速度达100米／秒以上的高速烧嘴、火焰形状成圆盘形的平焰烧嘴和烧嘴与预热器、排烟装置组成一个整体的自身预热烧嘴。为了减少有害气体NOX对环境的污染，还研制出低氧化氮烧嘴等各种新型燃烧装置。
液体燃料燃烧装置通常称油嘴，或喷嘴。燃料油需要经过雾化后再燃烧，因此油嘴除具有一般燃烧装置的基本性能外，还应具有良好的雾化能力，以保证燃料的完全燃烧。根据雾化方法，油嘴可分为低压油嘴、高压油嘴、机械油嘴和转杯油嘴，其中低压油嘴和高压油嘴应用较广。
低压油嘴是用全部助燃空气作为雾化介质，靠气流的动量将油雾化，雾化粒径80～100微米,空气压力一般为2940～7840帕，燃烧时的火焰一般为600～1400毫米。高压油嘴是用蒸汽或压缩空气作雾化介质，压力一般高达(3～12)×105帕，由于雾化介质压力高，喷出速度能达到或超过声速，所以高压油嘴的雾化能力比低压油嘴强，雾化粒径可达20～30微米，但需要附加一条输送助燃空气用的通道和相应的气流导向设施。
固体燃料燃烧装置使用固体燃料的工业炉，常用块煤层状燃烧法和粉煤喷流燃烧法。采用块煤层状燃烧法的燃烧装置简称燃烧室，分为人工加煤燃烧室和机械加煤燃烧室。块煤靠人工或机械装置堆放在炉排上，助燃空气从炉排下部自下而上地穿过煤层，完成燃烧反应。图3是往复炉排的机械加煤燃烧室。
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煤粉喷流燃烧法是将煤粉破碎到50～60微米的粒度，用空气喷到炉内，在运动过程中通过煤粉烧嘴完成燃烧反应，形成具有一定形状的火焰。图4为常用的简易煤粉烧嘴示意图。
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