燃气工业炉燃烧器的主要结论

通过对实验炉、燃烧器以及测试系统进行详细分析，实验合理解决测试系统注意要点，引入燃气工业炉的评价指标:加权平均温度、炉膛内最大温差、测点与平均温度偏差率、升温速度、烟气温度、烟气成分。针对各烧嘴一1#直焰、2#平焰、3#旋流盘焰和3#旋流杯焰燃烧器，控制燃烧工况分别点火对炉膛进行加热，测试参数求取评价指标值。课题主要通过横向对比实验研究，分析旋流盘焰和杯焰燃烧器在炉膛内的燃烧效果，以及纵向对比分析过剩空气系数对旋流燃烧效果的影响，为燃气工业炉旋流燃烧更为广泛的应用提供依据。有课题实验结果及数据分析可得以下结论:

1)燃气工业炉采用旋流燃烧时，炉内的最大温差较小，各点与平均温度的偏差也小，温度分布均匀性良好。

各燃烧器燃烧过程中，炉膛内在加热工程中的最大温差均发生在点火初始阶段（ 2min-4min内);温度趋于稳定后，最大温差旋流杯焰燃烧器最小为35.2℃ ,盘焰与其差别不大，而直焰燃烧器为187. 8 0C约是旋流杯焰燃烧器的6倍，平焰为119.7℃是旋流杯焰约4倍，旋流燃烧加热时，炉膛内基本无局部高温区域，而直焰燃烧器的局部高温区域发生在直焰火焰顶端。

各燃烧器对炉子加热温度稳定时，实验炉膛中测点温度与平均温度的最大偏差率，1#直焰最大为0.173，其次为2#平焰0.098;而3#盘焰和杯焰燃烧器分别为0.024,0.021,3#其它温度测点与平均温度的偏差均不超0.02，因此工业炉旋流燃烧在温度均匀性方面有良好的作用。

2)燃气工业炉采用旋流燃烧能减少烟气中的CO, NOx污染物的生成。

加热过程中，旋流杯焰和盘焰燃烧的CO生成量远远低于平焰燃烧和直焰燃烧，当炉温超过700 0C时，烟气中CO几乎消失。燃气工业炉旋流燃烧时，炉内温度稳定后，烟气NOx的生成量也基本不变，3#盘焰与杯焰燃烧器的NOx生成量分别为59.Oppm, S 1.Oppm;而2#平焰燃烧器生成量为68.2ppm，由于1#燃烧器的炉内终温较低，影响其生成，当平均温度相同时，1#燃烧器NOx的产量也高于3#燃烧器;因此旋流盘焰与杯焰燃烧器在NOx生成方面也均优于直焰和平焰，工业炉采用旋流燃烧在减少NOx排放方面，有良好效果;

3)随着过剩空气系数a的增加，炉膛内平均温度降低，升温速度变慢，NOx生成量减小而CO生成量有增加趋势。

随着过剩空气系数a的增加，炉膛内温度稳定时，平均温度有降低趋势，当a在1.15-1.40之间时，平均温度的变化不大，实验工况的最终平均温度差值在5 ℃以内;当a>1.40时，平均温度降低较快;工业炉旋流盘焰燃烧过程中，低温阶段 (低于600℃)的升温速度变大;而高温阶段(600以上)的升温速度变小，而总体升温速度变慢。燃烧过程中，低温阶段主要是通过燃烧烟气的对流传热，而高温阶段主要靠对流和辐射方式，其中以辐射为主，当a系数变大时，火焰温度降低，其辐射能力减弱，升温速度较慢。

烟气中NOx的生成量却明显的降低，过剩空气系数对NOx的生成影响较大，实际工程中，适当的提高过剩空气系数a，能够有效的控制污染物的排放。燃烧过程中的CO生成与燃烧的进程有关，最大值基本都发生在平均温度低于700℃的升温阶段，随着过剩空气系数a变大，CO生成量的最大值也有变大趋势。

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