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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。
平焰燃烧器：火焰呈扁平形状的燃烧器。图2为双旋平焰燃烧器。空气和燃气分别经旋流器流出，两者以旋流状态强烈混合后进入喇叭形火道燃烧。由于气流的离心力和附壁效应，火道出口处形成扁平火焰。这种燃烧器温度均匀，升温较快，可节约燃气，但加工安装的技术要求较高。
联合式燃烧器：可交替或同时使用两种燃料的燃烧器。有燃气-油联合燃烧器和燃气-煤粉联合燃烧器。采用联合式燃烧器可提高炉膛辐射热量和炉膛温度。
除以上几种燃烧器外，为了节约能源，减少污染和降低噪声，工业上还发展了一些新型燃烧器，如浸没式燃烧器、高速燃烧器、低氧化氮燃烧器和脉冲燃烧器等。
热煤气燃烧器是以热煤气为热源的加热设施（如锅炉、工业炉等），用来实现热煤气燃 烧 过程的专用装置。主要作用是按一定比例和一定混合条件将热煤气和助燃空气引入加热设施 内燃烧或在烧嘴内燃烧，并满足加热过程对火焰的方向、外形、刚性和铺展性的要求。开发 的热煤气燃烧器包括燃烧器本体及点火机构2部分。
非恒温加热设施（如锅炉），由于热负荷波动幅度大，燃烧器实现强制比例配风燃烧较 困难，因此，本体结构通常为自扩散式（或称自由式），即热煤气不与助燃空气提前混合（ 或只有在热强度要求较高时进行部分混合），而是喷入炉内后，与炉膛内空气边混合边燃烧 。
自扩散式燃烧器的优点是不易回火，调节比大，结构简单，燃烧负荷高，性能好；缺 点是空气过剩系数大（通常为1.1～1.25），火焰强度低。恒温加热设施（如大部分密闭式 工业窑炉），由于炉膛内蓄热温度高，燃烧热负荷波动幅度小，煤气消耗量相对稳定，因此 ，燃烧器一般选择预混比例式燃烧方法，即煤气和助燃空气在燃烧器内或喷口处已完成比例 预混，然后喷入炉内燃烧。预混燃烧器的优点是空气过剩系数小（通常为1.03～1.05），火 焰强度高；缺点是易回火，调节比小。
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