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​油的燃烧过程

作者:锅字号|关键词:​燃油锅炉,烧柴油锅炉,燃油燃烧器

发布时间:2020-06-08 15:40:44 |热度

油的燃烧过程

知道了油滴的燃烧过程,就能很容易地理解油在燃油锅炉炉膛内的燃烧过程。具有一定压力和温度的燃料油经过燃油燃烧器被雾化成细小的油滴喷入炉膛内。油滴吸收炉内热量快速蒸发,分解而变成油气,然后与进入炉膛内的空气混合,形成可燃油气混合物。混合物继续吸热,温度持续升高,当达到燃料油的着火温度(即燃点)便开始燃烧,并持续到结束。由此可见,油的燃烧可分为如下四个过程:

(1)油的雾化过程

(2)油滴的蒸发和热分解过程

(3)油气与空气的混合过程

(4)可燃气混合物的着火和燃烧过程

燃油在炉膛内呈悬浮状态进行燃烧。以着火点为分界面,可把燃油火炬分成前后两个阶段。在燃油着火点以前称准备阶段,而着火点以后称为燃烧阶段(见图2—4)。

在准备阶段主要是使雾化的油滴加热蒸发,并使之升高到着火温度。准备阶段的长短即进入炉内的油滴能否迅速着火主要取决于下列因素:

(1)燃油着火热的大小和炉内着火热源的供给强度。

所谓燃油的着火热就是把进入炉内的可燃气混合物加热到着火温度所需的热量。显然,燃油着火热的大小与油品的沸点和燃点、混合物中空气的含量以及进入炉膛前燃油的温度与空气的温度等有关。一般情况下,燃油的着火热为2500—3800kJ/kg(600—900kcal/kg)

在准备阶段中,作为炉内的着火热源主要是来于:

1)炉膛中高温火焰对燃油进行辐射传热。

2)炉膛内的高温烟气与喷入炉内的油滴、油气相互扩散和混合时进行的对流传热。

3)燃油雾化得越细,其传热和蒸发的表面积就越大,也就越容易被加热到着火温度,使之加速着火燃烧。

4)此外,在准备阶段,为保证油气加热到着火温度能及时发火,应有一定量的经预热的空气(一次风)提前在准备阶段送入。为了减少所需的着火热,以缩短着火时间,送入的一次风量不宜过多。另外,为了着火稳定,风速也不宜太高。

在燃烧阶段,由于燃烧本身放出的大量热量,烟气温度很高,这时主要问题是需要空气与油气充分混合,以保证油的燃烧能持续、迅速和完全地进行下去。为了提高燃烧速度,可以采取下列措施:

(1)适当提高燃烧器的出口风速。风速越高,气流内部混合加剧,燃烧越强烈,火焰也就越短。但风速提高一倍,调风器阻力会增加四倍,风机电耗也显著增加。因此,应综合考虑风速的选取,一般推荐选用风速为15—25m/s。

(2)适当减少每个油嘴的出力,并增加油嘴的数量,因为油嘴越小,雾化效果越好,越容易使油气与空气混合均匀。

(3)提高风温,以提高油嘴周围的温度,加速可燃气混合物着火。

(4)采用旋转气流,以加剧混合。

为了使燃油完全燃烧,通常从以下几个方面加以考虑:

(1)提高雾化质量。燃油的雾化越细越好。试验证明,油滴完全燃烧所需的时间和它的直径的平方成正比。如果油滴直径大一倍,燃烧所需时间将增加四倍。所以,为了使油能燃烧完全,首先要提高油的雾化质量,这不仅有利用于蒸发、混合,还能缩短燃烧时间,这是使油完全燃烧的一个重要环节。

(2)加强油气与空气的混合。为了保证充分燃烧,必须将油滴蒸发形成的油气与空气良好的混合(预混)。混合越强烈,燃烧速度就越快,越容易完全燃烧。

(3)合理配置风量。风量过多或过少对完全燃烧都是不利的。试验和运行情况表明,对不同区域应及时地供应适当的风量,这样,一方面能避免油气在着火时由于缺氧而严重热分解,产生大量的碳黑,另一方面能保证在最少的过剩空气下油的完全燃烧。通常将燃油锅炉送风分为一次风和二次风,且一次风量一般占总风量的15%—30%。