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在传统的工业炉设计中，燃烧器的火焰速度大约为每秒几米，当燃烧产物温度在600 °C～800 °C时，炉内对流换热与辐射换热各占50％；在燃烧产物温度为800 ℃以上时，以辐射换热为主；在燃烧产物温度达到1 400 ℃时，辐射换热是对流换热的10倍,所以大部分炉窑设计中,是以辐射换热为基础。但是在采用高速气体燃烧器后，即使在高温区，炉内被强化的对流换热在综合换热中所占的比重大大提高，具体说明如下：
采用普通燃烧器时，火焰速度低，燃烧产物在被加热物表面的流动为层流，层流的对流换热系数为h1-Nu*λ/d。
式中 努谢尔特数Nu=0.332Pr1/3*Re1/2；Pr为普朗特数；Re为雷诺数；λ为气体的导热系数；d为流道当量直径。
采用高速气体燃烧器, 火焰喷射速度高(100 m/s～300 m/s),被加热体表面流动以紊流为主，紊流附面层局部放热系数为h2=Nu*λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
设加热炉内腔尺寸为6.45m×2.3m×2.9m，燃烧产物温度为1 790 ℃，被加热体温度为900 ℃。
采用普通燃烧器，燃烧产物流速为5 m／s时，燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h*m2。
采用高速气体燃烧器，燃烧产物流速为150 m/s时，燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h*m2。q2是q1的4倍。
国外曾就辐射加热炉和高速对流加热炉进行过比较试验，在0 ℃～1 200 ℃的加热过程中，辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的6倍，在750 ℃～1 200 ℃的加热过程中，辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的10倍。
1980年，国内引进高速气体燃烧器在井式加热炉上进行技术改造，原有的辐射加热炉从0 ℃～650 ℃升温需要24 h，而采用了高速气体燃烧器的加热炉从0 ℃～650 ℃升温只需4 h，并且燃料消耗量也由于采用了高速气体燃烧器可以节省25%～30％。在油田，用高速气体燃烧器改造成三合一加热炉，加热效率提高了1倍，而燃料消耗量节约了20％。
高速气体燃烧器的燃烧产物高速冲进加热炉内，搅动多倍的炉内气体随之掺混，可以大大提高炉内温度均匀度。国外一家工厂用高速气体燃烧器改造加热炉后，炉内温度均匀度可由±15 ℃提高到±2 ℃。国内井式加热炉采用高速气体燃烧器后，炉温均匀度达到±7 ℃。
沸腾燃烧流化床：一种介于固定床和悬浮床之间的气固两相床层。流化床根据不同的流化速度划分为鼓泡床、湍流床和快速床。A鼓泡流化床结构由给煤装置、布风装置、风室、灰渣溢流口、沸腾层、悬浮段等。特点对煤种适应行强、能强化转热，节省钢材，便于灰渣的综合利用，对环境污染较煤粉炉轻，锅炉本体结构简单。B循环流化床是新一代，低污染洁净煤燃烧技术。其特点是在于燃料及脱硫剂在流化床状态下经过多次循环，反复的进行低温燃烧和脱硫反应。C循环流化床和鼓泡流化床燃烧过程中主要的区别在于1、循环流化床沸腾层内流化速度很高一般为3～10m/s可达10m/s，鼓泡流化床锅炉的流化速度为1～3m/s。
煤粉锅炉的燃烧设备：煤先经磨煤设备，然后喷入炉膛内燃烧，整个燃烧过程是在炉膛内呈悬浮状进行，这种锅炉称为煤粉炉。其特点能改善与空气的混合，加快点火盒和燃烧，煤种适用性广，适应于大中型锅炉。煤粉锅炉的燃烧设备有煤粉设备、制粉系统和煤粉燃烧器。
燃油燃烧器：有喷油嘴和调风器组成；是将燃料油雾化，并于空气强烈混合后送入炉膛，使油气混合物在炉膛内呈悬浮状态的一种燃烧设备。燃油燃烧器是燃油锅炉的关键设备，按使用燃料种类可分轻质油燃烧器和重质油燃烧器，重油黏度大，在重油燃烧器内一般设置预热器。工业燃油锅炉大多配置轻质油燃烧器。
燃气燃烧器：它是燃气锅炉的主要的燃烧设备。燃气燃烧器有扩散式燃烧器、大气式燃烧器和完全预混式燃烧器。
高压点火又称为电火花点火，是应用广泛的一种点火方法。当电火花从燃气或雾化的燃油中通过时，燃料很快由良好的绝缘体变为良好的导电体。随着两极间电压的增高，电场逐渐加强，燃料中的带电体被电场加速，运动着的带电粒子与分子发生非弹性碰撞。当碰撞剧烈到一定程度，分子就被电离，从而也变成了带电粒子。带电粒子的浓度以指数级数增加，开始时的微小电流被放大几百万倍，产生一个大电流。这一过程所需时间取决于所加电压与击穿电压的比值。击穿电压取决于燃料成分、电极形状、极间距离以及燃料的温度与压力条件。
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煤气烧嘴分有焰烧嘴和无焰烧嘴两类。有焰烧嘴的特点是：煤气与助燃空气在烧嘴内部只进行部分混合或不进行混合，喷到炉内后再边混合边燃烧，火焰较长并有明显的轮廓，如低压煤气烧嘴、平焰烧嘴、自身预热烧嘴等。无焰烧嘴的特点是：煤气与空气在烧嘴内部即已达到完全混合，混合气喷出烧嘴后能立即着火燃烧，火焰很短且无明显轮廓，如高压喷射式烧嘴。
平焰烧嘴的特点是燃料与助燃空气以强烈的旋转运动喷出烧嘴，并沿垂直于烧嘴中心的炉壁（或炉墙）展开，在紧靠炉壁表面的一层空间内完全燃尽，形成圆盘形平火焰，能在相当大的平面内造成均匀的温度场，而且火焰黑度大，可实现均匀加热、快速加热，而取得一定的节能效果。
平焰烧嘴有鼓风式煤气平焰烧嘴和引射式煤气平焰烧嘴。
高速烧嘴的基本原理是：燃料在燃烧室内即实现完全燃烧。由于燃烧室是密闭的，并保持足够的正压力，使高温燃烧产物以高速喷出，因而强化了对流传热，促进炉内气流循环，均匀了记温。如果增大一、二次风的过剩量，还可以调节出口气体的温度，使之接近于工件的加热温度，防止工件过烧，保证加热质量，这种烧嘴又称高速调温烧嘴。
我国天然气和煤制气（原料为煤）资源丰富，且属于洁净能源，顾有着良好的社会经济效益。燃气燃烧机符合我国产业政策，市场前景很好，大有发展前途。然而在燃气燃烧机研制设计中，燃气特性—易燃、易爆及毒性，控制的首要问题。下面介绍一下燃气燃烧机的控制要求 ：
根据燃气在炉膛内的燃烧特性，对其控制要求内容主要有预吹风、自动点火、燃烧状态监控、点不着火的保护、熄火的保护、燃气压力高低限保护、空气压力不足保护、断电保护、燃气泄漏事故的措施等。
预吹风：燃烧机在点火前，必须有一段时间的预吹风，把炉膛与烟道中余气吹除或稀释。因为燃烧机工作炉膛内不可避免地有余留的燃气，若未进行预吹风而点火，有发生爆炸的危险．必须把余气吹除干净或稀释，保证燃气浓度不在爆炸极限内。预吹风时间与炉膛结构及吹风量有关一般设置为15-60秒
自动点火：燃气燃烧机宜采用电火花点火，便于实现自动控制。可用高压点火变压器产生电弧点火，要求其输出能量为：电压≥3. 5K V、电流≥15mA ， 点火时间一般为：2～5秒。
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