自然引風擴散式燃燒器是指在一根鋼管上鑽一排火孔而製成的。燃氣在一定壓力下進入管內，經火孔逸出後從周圍空氣中獲得氧氣而燃燒，形成擴散火焰的一種燃燒器。
基本介紹
- 中文名：自然引風擴散式燃燒器
- 外文名：Natural draft diffuser type burner
- 學科：機械工程
- 分類：管式、扇形、沖焰式擴散燃燒器
- 特點：燃燒穩定、結構簡單
- 套用：沸水器、熱水器、紡織業和食品業
分類,火孔熱強度,特點,套用範圍,
分類
自然引風式擴散燃燒器可根據加熱工藝的需要做成多種形式。
1、管式擴散燃燒器
這種燃燒器的頭部由不同形狀的管子組成。
右圖1所示為直管式擴散燃燒器。
右圖2所示為排管式擴散燃燒器，它由若f根鑽有火孔的排管焊在一根集氣管上組成。
為了使燃燒所需的空氣暢通到每個火孔，要求排管間的淨距e=（0.6-1.0）dout（dout——排管外徑）。
右圖3所示為渦卷式擴散燃燒器。它由若於根鑽有火孔的渦卷形管子焊在一根集氣管上組成，這樣既保證了燃燒所需的空氣暢通到每個火孔，又保證了渦卷形管子所組成的圓形平面內火孔的均勻分布。
2、扇形火焰式擴散燃燒器
右圖4所示為扇形火焰式擴散燃燒器，火孔呈扇形扁縫孔。燃氣燃燒時形成很薄的扇形火焰，增大了與空氣的接觸面，因此火焰短，火餡長度變化小，燃燒完全而穩定。
3、沖焰式擴散燃燒器
右圖5所示為沖焰式擴散燃燒器。它採用兩個擴散火焰相撞的方法來加強氣流擾動。增進燃氣與空氣的混合，從而提高燃燒穩定性和強化燃燒過程。火焰的撞擊角度θ一般為50°~70° ，兩根管子的中心跟約為管外徑的兩倍(e=2dout)。為使燃氣均勻地分布在各火孔上，火孔總面積必須小於管子截面積。
4、爐床式擴散燃燒器
爐床式擴散燃燒器一也稱縫隙式擴散燃燒器。它主要在小型燃煤鍋爐改燒燃氣時套用，其構造如右圖6所示。這種燃燒器由直管式擴散燃燒器和火道組成。直管管徑為50~100mm，火孔直徑dp=2~4mm，火孔中心距s=(6~10)dp。
爐床式擴散燃燒器工作時，空氣靠爐內負壓吸入(也可用鼓風機供給)。燃氣經火孔逸出後與空氣成定角度相遇，進行紊流擴散棍合，在離開火孔約20一40mm處著火，約在0.5一1m處強烈燃燒:因此火道上方要有足夠的空間以保證燃氣燃燒完全。
為了保證供給燃燒所需的空氣量，對於2~10t/h的蒸汽鍋爐，爐內負壓不應小於20~30Pa；對於小型採暖鍋爐，不應小於8Pa。
當使用天然氣時，最住火孔出口速度為25~80m/s，空氣流速為2.5~8m/s。
火道截面熱強度可達(2.9~23)×10-3kw/mm2，最高火道溫度可達900~1200℃常用的過剩空氣係數為1.1~1.3。
當火孔呈雙排布置時，火孔夾角β取90~180℃。實驗證明，當β接近90℃時，燃氣射流對爐膛吸入空氣的阻礙作用較小，故爐內過剩空氣係數較大，空氣對燃氣管道的冷卻效果較好。隨著β的增大，燃氣射流對爐膛吸入空氣的阻礙作用增大，過剩空氣係數減小，空氣對燃氣管道的冷卻效果較差，燃氣管道溫度增高。因此，供給冷空氣時可取β=90°~180℃，供給熱空氣或採用低幾燃氣時可取β=90℃。
火孔熱強度
自然引風式擴散燃燒器能否進行穩定燃燒，關鍵在於其火孔熱強度是否選得合適。右圖7表示了直徑不同的火孔在燃燒不同性質的燃氣時，火孔熱強度對火焰狀況的影響。.以下分別對不同成分的燃氣進行分析:
1、煉焦煤氣
火孔熱強度在曲線1以下時為無黃焰的擴散燃燒，這時由於熱強度低，故火焰較軟；曲線1與2之間為黃焰區，這時氣流處於層流狀態，火焰輪廓清晰，呈長圓錐形。越過曲線2火焰仍為黃色，但部分產生了紊流。曲線2與3之間為過渡區，這時氣流從層流向紊流轉變。曲線3以上氣流完全處於紊流狀態，黃焰消失，火焰變為藍色。如果允許產生黃焰，則火孔熱強度可在曲線1~2之間進行選取。
2、天然氣
天然氣與煉焦煤氣不同之處在於沒有曲線3。當火孔熱強度越過層流極限——曲線2時，火焰便產生離焰現象。
3、丁烷
丁烷火焰特性大體與大然氣相同，但在曲線1與2之間存在曲線4。當火孔熱強度超過曲線4時，火焰將產生煙炱。即使允許有黃焰存在，在選取火孔熱強度時也不應越過曲線4，而應在曲線1一4之間選取。
圖7所示的火焰特性變化範圍並非絕對，當火孔方向變化時，曲線位置也會上下擺動。
特點
（1）優點
1、燃燒穩定，不會回火，運行可靠’；
2、結構簡單，製造方便；
3、操作簡單，容易點火；
4、可利用低壓燃氣，燃氣壓力為2(1O一400Pa或更低時，仍能工常工作；
5、不需要鼓風。
（2）缺點
1、燃燒熱強度低，火焰長，需要較大的燃燒室；
2、容易產生不完全燃燒。為使燃燒完全，必須供給較多的過剩空氣(α=1.2~1.6)。
3、由於過剩空氣係數較大，燃燒溫度低。
套用範圍
根據自然引風式擴散燃燒器的優缺點可知，它最適用於溫度要求不高，但要求溫度均勻、火焰穩定的場合例如，用於沸水器、熱水器、紡織業和食品業中的加熱設備及小型採暖鍋爐，用作點火器和指示性燃燒器。有些工業窯爐要求火焰具有一定亮度或某種保護性氣氛時，也可用自然引風式擴散燃燒器。由於‘它結構簡單和操作方便，也常用一於臨時性加熱設備。
層流擴散式燃燒器一般不適用於天然氣和液化石油氣。因為這兩種燃氣燃燒速度慢、火孔熱強度小、容易產生不完個燃燒和煙炱。
