如何保持油氣兩用燃燒器的燃燒溫度

石油和天然氣兩用燃燒器是現(xiàn)代燃燒技術(shù)在工業(yè)燃燒設(shè)備行業(yè)中的體現(xiàn)。出口處高溫燃燒產(chǎn)物的噴射速度可達(dá)100m/s~300m/s。它具有節(jié)能、火焰動量可控等技術(shù)優(yōu)勢。我國已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、輕工等行業(yè)的各種加熱爐。

油氣兩用燃燒器由油嘴和空氣調(diào)節(jié)器組成。油嘴布置在空氣調(diào)節(jié)器的軸線上，將油霧化成細(xì)小的液滴，以一定的擴(kuò)散角（也稱為霧化角）噴入燃燒室，與空氣調(diào)節(jié)器送出的空氣混合，點(diǎn)燃。油嘴主要有兩種類型：壓力霧化和雙流體霧化。壓力霧化油噴嘴由分流片、旋轉(zhuǎn)片和霧化片組成。油壓一般為2~3兆帕。

油在渦流板中產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過中心孔噴出，并在離心力的作用下分解成細(xì)小的液滴。霧化油滴的平均直徑低于100微米。雙流體霧化油嘴使用蒸汽或壓縮空氣作為霧化介質(zhì)，加速油的破裂和霧化。使用蒸汽作為霧化介質(zhì)的Y型油嘴之所以得名，是因為蒸汽通道和油通道形成Y形斜交點(diǎn)。油氣兩用燃燒器具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、蒸汽消耗低等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)油氣兩用燃燒器的完全燃燒，氣體和空氣通過多個噴嘴孔進(jìn)入燃燒室。氣體射流和空氣射流逐一碰撞，混合均勻。合成射流矢量的方向應(yīng)平行于燃燒室的主軸。射流穿透另一個射流，導(dǎo)致混合不均勻。為了減少NOx的產(chǎn)生，采用分區(qū)燃燒。前區(qū)燃燒溫度低于后區(qū)燃燒溫度，燃燒室出口處的燃燒溫度較高。

前區(qū)為稀薄燃燒，后區(qū)增加供氧，燃燒室出口處多余的空氣系數(shù)α=1。這樣的設(shè)計不僅可以合理地分配空氣，保證完全燃燒，防止CO的產(chǎn)生，而且可以保持較低的燃燒溫度，減少有害氣體NOx的產(chǎn)生。燃燒室壁冷卻 燃燒室充滿高溫燃燒產(chǎn)物，金屬室壁必須充分冷卻才能安全工作。

在設(shè)計中，空氣用于在燃燒室外的腔室中流動，以吸收腔室壁傳導(dǎo)的熱量，以確保腔室壁在安全的溫度范圍內(nèi)工作。同時，對空氣進(jìn)行預(yù)熱可以促進(jìn)完全燃燒，提高理論燃燒溫度。在燃燒室噴嘴的局部高溫區(qū)域，專門設(shè)計了一層氣膜來保護(hù)金屬壁。由于上述設(shè)計，油氣兩用燃燒器的使用壽命可以達(dá)到3年。