《近代燃烧技术》PPT课件.ppt

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1、LOGO几种近代燃几种近代燃烧技技术介介绍 绿燃团队创作蓄热燃烧蓄热燃烧蓄热燃烧蓄热燃烧1燃烧技术介绍一技术的提出技术的目的技术的思路与方法蓄热燃烧蓄热燃烧HTAC-High Temperature Air Combustion技术课题高温空气燃烧高温空气燃烧高温空气燃烧高温空气燃烧-蓄热燃烧蓄热燃烧蓄热燃烧蓄热燃烧 技术技术内容内容技术技术原理原理技术技术先进性先进性历史发展历史发展概况概况技术应用技术应用与与思考思考蓄热燃烧蓄热燃烧技术技术烧嘴和蓄热体成对出现。助燃空气通过其中一个烧嘴，被加热后供燃烧用，另一个烧嘴充当排烟的角色，同时蓄热体被加热。当到达换向时刻时，换向阀动作使系统反向运行

2、，烟气加热好的蓄热体被用来加热空气，助燃空气冷却的蓄热体又被离开炉子的高温烟气加热，蓄热蓄热燃烧燃烧问题的提出研究的目的与意义研究的思路与方法基本原理将高温空气喷射入炉膛，维持低氧状态，同时将燃料输送到气流中，产生燃烧。空气（气体燃料）温度预热到8000C10000C以上，燃烧区空气含氧量在21%2%，与传统燃烧过程相比，高空气燃烧的最大特点是节省燃料，减少CO2和NOX的排放及降低燃烧噪音，被誉为二十一世纪关键技术之一燃烧器 形状蓄热体 材质 尺寸 换向阀 控制系统蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法蓄热式燃烧系统的构成蓄热式燃烧系统的构成蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术

3、的目的与意义技术的思路与方法蓄热燃烧关键部件蓄热燃烧关键部件-蓄热体蓄热体蓄热体尺寸要求：蓄热体尺寸要求：尺寸过大，会使蓄热室尺寸过大，会使蓄热室体积庞大，换向时间长；体积庞大，换向时间长；尺寸过小，会使换向时间尺寸过小，会使换向时间缩短得很短，电气和机械缩短得很短，电气和机械设备都不能适应，换向的设备都不能适应，换向的损失也随之增大，还会使损失也随之增大，还会使蓄热体在气流的作用下漂蓄热体在气流的作用下漂浮起来，破坏稳定状态。浮起来，破坏稳定状态。蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法蓄热燃烧关键部件蓄热燃烧关键部件-蓄热烧嘴蓄热烧嘴技术的提出技术的目的与意义技术的思路与

4、方法蓄热燃烧关键部件蓄热燃烧关键部件-换向阀换向阀五五通通换换向向阀阀旋旋转转换换向向阀阀直直通通四四通通阀阀两两位位三三通通阀阀蓄热蓄热燃烧燃烧蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法要求结构形式蓄热燃烧特点密闭，对煤气尤重要灵活长寿，100万次以上蓄热燃烧关键部件蓄热燃烧关键部件的要求的要求蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法管道切换阀，用量多，成本高，维修点多二位五通阀，靠气缸或电力驱动旋转四通阀，靠气压推动阀杆旋转90升降开闭式四通阀，带两根阀杆升降蓄热燃烧关键部件蓄热燃烧关键部件的特点的特点蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与

5、方法技术的先进性节能节能经济经济 限制少限制少绿色绿色氮氧化物排放指数低氮氧化物排放指数低燃烧噪声低燃烧噪声低高效节能高效节能-接近极接近极限节能限节能产量提高产量提高贫氧燃烧贫氧燃烧可使用低热值燃料可使用低热值燃料蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法历史发展概况历史发展概况 在二十世纪七十年代以前，余热都没有得到充分的利用，在二十世纪七十年代以前，余热都没有得到充分的利用，炉子系统的排烟损失。炉子系统的排烟损失。七十年代起，采用回收烟气显热的技术（换热器），排七十年代起，采用回收烟气显热的技术（换热器），排烟温度降低，入炉气体温度提高。缺点是烟温度降低，入炉气体温度提高

6、。缺点是NONOX X排放增加，保排放增加，保温材料和控制技术没有发展的余地。温材料和控制技术没有发展的余地。八十年代，出现蓄热燃烧器，节能显著，八十年代，出现蓄热燃烧器，节能显著，NO NOX X排放大。排放大。九十年代，九十年代，HTACHTAC技术出现，即节能有环保。技术出现，即节能有环保。蓄热式换热器蓄热式燃烧器高温空气燃烧蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法第一代再生燃烧技术第一代再生燃烧技术 80 年代，蓄热式燃烧器节能效果显著，被称为第一代再生燃烧技术，但存在环境和可靠性问题。蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法第二代再生燃烧技术第二代

7、再生燃烧技术蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法技术技术应用应用 由于蓄热式燃烧技术拥有以上的一些技术优势，因此可由于蓄热式燃烧技术拥有以上的一些技术优势，因此可以广泛地应用于冶金、机械、建材等工业部门中的均热炉、以广泛地应用于冶金、机械、建材等工业部门中的均热炉、连续加热炉、锻造炉、退火炉、玻璃窑以及各种陶瓷烧成窑连续加热炉、锻造炉、退火炉、玻璃窑以及各种陶瓷烧成窑等工业炉窑。等工业炉窑。现在采用陶瓷球和蜂窝体等高比表面积的蓄热体主要用现在采用陶瓷球和蜂窝体等高比表面积的蓄热体主要用于轧钢加热炉、钢包烘烤装置、熔铝炉等热工设备上。于轧钢加热炉、钢包烘烤装置、熔铝炉等热工

8、设备上。加热炉，钢包烘烤器，锅炉，辐射管，其它应用领域蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法HTACHTAC在加热炉上的应用在加热炉上的应用蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法HTACHTAC在加热炉上的应用在加热炉上的应用蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法HTACHTAC在烤包器上的应用在烤包器上的应用蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法蓄热燃烧技术的几点思考蓄热燃烧技术的几点思考蜂窝状蓄热体结构参数蜂窝状蓄热体结构参数球状蓄热体球状蓄热体 结构参数结构参数蓄热体形状的选择蓄热体形状的选择对蓄热体的要求和

9、使用条件对蓄热体的要求和使用条件经济性经济性蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法经济性经济性右图为资料：按照英国工业的水平，蓄热式烧嘴的费用最低蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法蓄热体形状的选择蓄热体形状的选择序号项目球状大片状长管状蜂窝状短圆柱状短空心圆柱状算盘珠状枣状空心球状1透热深度CAABBAACA2比表面积BCBAAAAAB3蓄热能力BABCABBAC4传热能力ABBBAAABA5结构强度ABBABABAC6阻力损失BAAABABBB7堆体积稳定性CAAABBBBC8清灰难易AACCABBAA9加工难易ABBCAAAAA10蓄热体来源AA

10、ACAAAAA11规模生产程度ABBBAAAAA12成本高低AABCAAAAA总评250300150-50400450350350200蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法球状蓄热体结构参数球状蓄热体结构参数名称表达式单位ABCDEF直径Dmm151210853表面积F=D2mm270645331420178.528.3体积V=D3/6mm3176790452326865.414.1所占空间V=D3mm333751728100051212527单位体积的传热面积a=D2/D3M2/m32092613143926281047单位体积的空隙体积C=1-bm3/m30.4770

11、.4770.4770.4770.4770.477单位面积的流通面积D=1-D2/(4D2)%0.1250.1250.1250.1250.1250.125透热深度S=D/2mm7.56542.51.5不稳定速度W=158*D0.5m/s19.417.315.814.111.28.6蓄热蓄热燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法蜂窝状蓄热体结构参数蜂窝状蓄热体结构参数孔数n/in250100150200300比表面积 m2/m31021138918601892176蓄热蓄热燃烧燃烧 在体积相同的情况下，在体积相同的情况下，100100孔陶瓷蜂窝孔陶瓷蜂窝体的比表面积是体的比表面积是12

12、12陶瓷球的陶瓷球的4 45 5倍。倍。技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法展望展望 中国是能源消耗的大国，比发达国家落后约中国是能源消耗的大国，比发达国家落后约2020年，且年，且污染严重，所以蓄热燃烧在我国有广阔的市场前景，使污染严重，所以蓄热燃烧在我国有广阔的市场前景，使用中要重视如下几方面的实际：用中要重视如下几方面的实际：（1 1）关键部件的寿命、可靠性；）关键部件的寿命、可靠性；（2 2）烧嘴结构和系统结构的优化；）烧嘴结构和系统结构的优化；（3 3）运行过程参数的优化控制（模型开发）运行过程参数的优化控制（模型开发-燃烧控制燃烧控制模型，优化加热模型，物料跟踪模型，调度管理

13、模型，模型，优化加热模型，物料跟踪模型，调度管理模型，待热待轧模型，专家系统等）；待热待轧模型，专家系统等）；（4 4）实际应用过程的保养及其维护。）实际应用过程的保养及其维护。蓄热蓄热燃烧燃烧2无焰燃烧无焰燃烧无焰燃烧无焰燃烧燃烧技术介绍二技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰燃烧技术无焰燃烧技术High Combustion Speed-Flameless Combustion技术课题很高的燃烧速度很高的燃烧速度-无焰无焰无焰无焰燃烧燃烧燃烧燃烧 技术技术内容内容技术技术介绍介绍技术技术特点特点无焰燃烧无焰燃烧器组成器组成技术应用技术应用无焰无焰燃烧燃烧技术技术技术的提出技术的目的

14、与意义技术的思路与方法技术介绍技术介绍无焰无焰燃烧燃烧 气体燃料与助燃剂预先按一气体燃料与助燃剂预先按一定比例混合均匀，空气消耗系数定比例混合均匀，空气消耗系数11。预混可燃气的燃烧速度。预混可燃气的燃烧速度不受混合时间和混合空间的限制，不受混合时间和混合空间的限制，可以在狭窄的燃烧道内有很高的可以在狭窄的燃烧道内有很高的燃烧速度。燃烧道内的高温为燃燃烧速度。燃烧道内的高温为燃烧提供了良好条件。烧提供了良好条件。综上所述综上所述 无焰燃烧反应十无焰燃烧反应十分剧烈分剧烈技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰燃烧的特点无焰燃烧的特点由于气体燃料与助燃剂预先已经混合，燃由于气体燃料与助燃剂

15、预先已经混合，燃烧的总时间只取决于化学反应时间。烧的总时间只取决于化学反应时间。火焰短，高温区集中，在炽热背景下，几火焰短，高温区集中，在炽热背景下，几乎看不到火焰，故叫无焰燃烧。乎看不到火焰，故叫无焰燃烧。燃料完全燃烧所需的空气系数小，一般燃料完全燃烧所需的空气系数小，一般=1.05=1.051.151.15，燃尽程度高，化学不完全，燃尽程度高，化学不完全燃烧损失接近零。燃烧损失接近零。123无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰无焰燃烧燃烧由于预混可燃气体的空气消耗系数由于预混可燃气体的空气消耗系数很小，很小，当其在绝热的燃烧道内燃烧时，燃烧温度当其在绝热的燃烧道内

16、燃烧时，燃烧温度接近理论燃烧温度，因此无焰燃烧的容积接近理论燃烧温度，因此无焰燃烧的容积热强度很高。热强度很高。燃料中的碳氢化合物不发生热解，火焰中燃料中的碳氢化合物不发生热解，火焰中游离的碳粒较少，火焰黑度小，火焰的热游离的碳粒较少，火焰黑度小，火焰的热辐射能力差。辐射能力差。预热温度受到限制。预热温度受到限制。火焰的稳定性差。火焰的稳定性差。技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰燃烧器无焰燃烧器无焰燃烧器有以下部分组成：无焰燃烧器有以下部分组成：1.1.混合部分混合部分2.2.喷头喷头3.3.燃烧道燃烧道喷射式燃烧器喷射式燃烧器无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与

17、方法混合部分混合部分 1.1.利用高速燃气射流的引射作用，将空气吸入混合利用高速燃气射流的引射作用，将空气吸入混合室，实现混合。室，实现混合。包括混合器和混合室，作用是使气体燃料和空气包括混合器和混合室，作用是使气体燃料和空气实现良好的混合。混合方法如下：实现良好的混合。混合方法如下：2 2.利用鼓风机将空气送入混合室与燃料混合。利用鼓风机将空气送入混合室与燃料混合。3.3.利用燃气射流与空气射流的速度差与交角，实利用燃气射流与空气射流的速度差与交角，实现混合现混合。无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法喷头喷头 喷头的作用是使预混可燃气以一定的速喷头的作用是使预混可燃气以

18、一定的速度喷入燃烧道。为防止回火，要尽量保证出度喷入燃烧道。为防止回火，要尽量保证出口截面气流速度均匀分布，多采用缩状喷口。口截面气流速度均匀分布，多采用缩状喷口。无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法燃烧道燃烧道 预混可燃气在燃烧道内完成预热、着火和燃预混可燃气在燃烧道内完成预热、着火和燃烧过程，其容积热强度可达可利用燃烧道壁面烧过程，其容积热强度可达可利用燃烧道壁面的高温辐射热加热预混可燃气，迅速提高其温的高温辐射热加热预混可燃气，迅速提高其温度至着火温度，也可利用旋转射流产生的回流度至着火温度，也可利用旋转射流产生的回流区将高温烟气回流到火焰根部加热预混可燃气。区将高

19、温烟气回流到火焰根部加热预混可燃气。由于燃烧道内温度极高，砌筑燃烧道的材料要由于燃烧道内温度极高，砌筑燃烧道的材料要具有耐火性，为减少热损失，燃烧道材料的导具有耐火性，为减少热损失，燃烧道材料的导热系数要小，为增强传热效果，燃烧道要有一热系数要小，为增强传热效果，燃烧道要有一定的粗糙度。定的粗糙度。无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰燃烧技术的应用实例无焰燃烧技术的应用实例 催化无焰燃烧辐射的红外线催化无焰燃烧辐射的红外线波穿透性强，传播速度快，能穿波穿透性强，传播速度快，能穿透相当厚的物体。因此，用催化透相当厚的物体。因此，用催化无焰燃烧进行物料的辐射干燥，无焰燃烧

20、进行物料的辐射干燥，其特点是表面和内部干燥同时进其特点是表面和内部干燥同时进行、干燥速度快。，广泛应用于行、干燥速度快。，广泛应用于涂层、喷漆、纤维织品、木材、涂层、喷漆、纤维织品、木材、树脂等的干燥。树脂等的干燥。干燥干燥无焰无焰燃烧燃烧技术的提出技术的目的与意义技术的思路与方法无焰燃烧技术的应用实例无焰燃烧技术的应用实例 用催化无焰燃烧器进行采暖，属于低用催化无焰燃烧器进行采暖，属于低温辐射采暖。特点是：辐射温和，柔和舒温辐射采暖。特点是：辐射温和，柔和舒适；不加热空气，避免造成空气对流，将适；不加热空气，避免造成空气对流，将灰尘带起；局部采暖，热损失小。灰尘带起；局部采暖，热损失小。采暖采暖无焰无焰燃烧燃烧现现代代烧烧燃燃技技术术化工化工09-409-4班班欢迎老师批评指正！化工09-4班绿燃团队