锅炉“预混”燃烧是什么

我国对节能减排的倡导力度越来越高，要想让能耗降低，不光要在生产过程中严格把控，先进的节能技术和配套的节能设备也非常重要。在锅炉制造行业，要想让燃料的化学能转化为热能，燃烧器在其中起到重要作用。燃烧器的燃烧工作方式也成为了决定锅炉节能减排的关键。今天我们就来讲讲，锅炉燃烧器这个不可忽视的设备。

一、燃烧器的历史变革


       1792年，苏格兰人默克多第一次把焦炉煤气用于照明，人们由此认识了扩散式燃烧。1855年，本生发明本生灯，大气式燃烧进入了人们的视野。经过100多年的发展，人们逐渐掌握了各种燃烧方式的特点，燃烧器在理论及结构上也都发生了深刻的革，很大程度上促进了工业的发展。为满足不工艺的需求，人们通过控制燃气与空气的速度与向，得到各种形状的火焰，如平板型、碟型、长型、铅笔型。
       20世纪末期，大部分工业操作的灵活性热量需要得到了满足，燃烧器设计与发展的脚步乎要放慢了，但环保的要求又使人们开始了对低氮（NOx）燃烧器的开发。目前国内外已采用的多种低氮燃烧器，其控制原理大都是采用促进混合、分火焰、烟气再循环、阶段燃烧、浓淡燃烧以及它们组合形式。全预混表面燃烧，是把空气与燃气按照最佳比例充分混合，通过全预混燃烧器以蓝色火焰型式燃烧。

二、各种燃烧方式的特点
       1、扩散式燃烧
       这是最简单的燃烧方式。燃烧之前，燃气不与空气混合，燃气自火孔流出后，靠扩散作用与气混合进行燃烧。该燃烧方式的优点是简单、容易点火、不会回火、燃烧稳定及燃具结构简单。缺点对于空气需求量大的高热值燃气(天然气、液化油气)，靠层流扩散达不到完全燃烧；烟气中CO含量比较高，燃具体积比较大。因此，民用燃具大都淘汰了扩散式燃烧方式。但是，层流扩散式燃烧方式也有其不可忽视的优点，如稳定性较高，没有回火，不容易离焰。由于燃烧过程中温度不高，氧气浓度低，不具备产生N0x的条件，其燃烧产物中几乎没有N0x，但是在这种条件下，却容易产生CO，因此采用这种燃烧方式时，必须有足够的燃烧空间。目前我国还有不少地区使用低热值人工煤气，如果采用部分预混式燃烧方式，火焰不能达到稳定，可以考虑采用扩散式燃烧方式。 强制鼓风扩散燃烧方式多用于工业炉中的工业燃烧器。采用这种燃烧方式需要合理地组织空气与燃气混合，避免产生大量的NOx与CO。
       2、部分预混式燃烧
       部分预混式燃烧习惯上又称大气式燃烧。与扩散式燃烧相比，部分预混式燃烧具有燃烧完全、火焰短、热强度大的优点，但是这种燃烧方式可能产生回火、离焰与脱火，在控制好一次空气的条件下，能具有一定范围的不离焰、不回火的稳定火焰区，在此区内可以调节热负荷。部分预混式燃烧在民用燃具中得到了广泛应用，这是由于其燃烧产物中CO较少，充分利用了燃气自身的压力与空气混合，燃具结构简单，操作方便。 引射型大气式燃烧器用于工业时，由于工业要求热负荷大，所以引射器的体积也比较庞大，在安装与维护方面都会产生问题，因此大工业炉一般不采用此种形式的燃烧器。 部分预混式燃烧最大的优点是改善了层流扩散燃烧方式燃烧不完全的特点。民用燃具的热负荷不高，完全可以靠燃气压力通过引射器吸入足够的部分空气进行大气式燃烧。同时可以通过调节燃气压力来调节热负荷，并且在不同的热负荷下，一次空气系数变化不大。因此，引射型大气式燃烧器能够广泛应用于民用燃具。 部分预混式燃烧也有以下缺点：a.需要组织好二次空气，需要足够的二次空气进口面积及必要的炉膛高度，所以很难减小燃烧设备的体积。b.燃烧产物中NOx含量较高，采取措施后，N0x含量降低，而CO含量升高，很难达到CO与NOx含量都降低的效果。


       3、全预混式燃烧
       将燃烧所需空气全部混入燃气再进行燃烧的全预混式燃烧，其特点是火焰短，附着于燃烧表面，甚至看不到火焰，故也称作无焰式燃烧。这种燃烧方式的稳定性较差，稳定燃烧的范围较小，必须采用防止离焰与回火的稳焰措施。民用燃具中的红外线辐射器和灶具就是采用多孔陶瓷板或双金属网作为稳焰载体，达到稳焰的效果。工业燃具中，热负荷小的燃具与民用燃具相同，采用多孔陶瓷板，热负荷大的燃具则多采用单火道及多火道进行稳焰。全预混式燃烧的优点：燃烧强度大，火焰短，可以降低炉膛高度；不需要二次空气，省去了二次空气的入口面积；具有较大的面积热强度与体积热强度，可缩小燃烧设备体积；火焰面可以靠近热交换器，增大传热系数；燃烧产物中CO及NOx含量都比较低。 全预混式燃烧的缺点及特殊的技术要求：当热负荷较大时，无法利用燃气自身压力通过引射器吸入空气，需要有保证燃气与空气混合比例的装置，并且维持此比例不受热负荷变化的影响；应有可靠的避免离焰、回火的稳焰措施，必要时需要冷却头部，防止回火。

方快锅炉公司出品的全预混超低氮燃气锅炉，采用全预混表面燃烧技术，氮氧化合物小于30毫克，满足我国最严格的大气污染排放标准，在北京、天津、西安等城市也可照常使用。同时，相比于传统锅炉，能节能40%以上；可谓是集所有优势于一身。