全引射旋流式平焰生物质燃烧机的结构特点及性能分析
引 言
能源问题是发展国民经济的首要问题,是发展生产,保障人民生活的物质基础。近年来它已成为世界范围内急待解决的重要问题之一。改进燃烧设备,发展燃烧新技术,提高能源利用率是节约能源的重要途径之
燃气的主要用途之一是作为燃料,用于各种加热目的,因此,燃气燃烧技术的发展与加热方式的变化有关。60年代以来,在热加工领域内直接燃烧加热技术的进一步发展,带来了燃烧技术的变化,平面火焰(以下简称平焰)燃烧技术就是其中之一。由于平焰与直射火焰(以下简称直焰)相比有许多显著特点(升温快、炉内温度分布均匀、节约能源、提高产品质量及产量),因此,这种燃烧技术自出现以来,发展卜分迅速,国内外已广泛应用。
目前国内外应用的平焰生物质燃烧机归纳起来有两种。一为半引射式,它由引射器、头部及平焰烧嘴砖三部分组成。头部侧面开有若干火孔,每个火孔的射流呈放射状分布在同一平面内,点燃后形成若干小火焰,由于小火焰相互影响与合并,便形成一较大的平焰(如德国的“西拉斯”型生物质燃烧机)。其燃烧次空气混合燃烧,多佘的燃气在后段与二次空气混合再燃烧,以防止产生过多的NO:。图8B是烟气再循环的型式。燃烧产生的烟又回流至入口,与燃气和空气混合,从而降低氧的浓度,抑止NO;的生长条件。
为适应北京市中压焦炉生物质工业用户的需要,改进燃烧技术,节约燃气,我们研制了ZYP-30型中压生物质全引射旋流式平焰燃烧器。于1982年通过技术鉴定。本文将阐述该生物质燃烧机的结构特点、空气动力特性及燃烧稳定性。
二、工作原理及结构特点
ZYP-30型中压生物质全引射旋流式平焰生物质燃烧机由引射器、旋流器及平焰烧嘴砖三部分组成,其结构及工作原理如图1所示。
焦炉生物质在3000mmH20的压力下, 以高速从喷嘴流出,依靠生物质的能量将燃烧所全部空气吸入引射器,并进行混合。动量交换的结果,混合气体在混合管末端达到均匀的速度场和浓度场,并恢复一定的静压力。在扩压管内混合气体的动压进一步转化为静压,使其出口总静压为h,该静压即为旋流器入口压力。
混合气体在旋流器肉形成强旋转气流,在扩张形烧嘴砖的科安达效应配合下形成平气流,燃烧便得平面火焰。
焦炉生物质的华白数为发生炉生物质的5倍,在生物质燃烧机结构及工作状况相同时,要保证相同的引射系数,焦炉生物质所需压力要比发生炉生物质高得多。为此选用引射效率高的负压气中压引射器,其形状如图2所示,为保证引射效率要求吸入口加工光滑,有利于吸入空气。
焦炉生物质含氢量高,火焰传播速度快,特别是实现生物质与空气全预混后, |
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