完全预混式燃烧器

完全预混式燃烧器是按完全预混燃烧方式设计的，即在燃烧器内部形成完全混合的燃气与空气混合物，该混合物在燃烧器的喷头内部或在其出

完全预混式燃烧器是按完全预混燃烧方式设计的，即在燃烧器内部形成完全混合的燃气与空气混合物，该混合物在燃烧器的喷头内部或在其出口处燃烧，形成短而急的高温火焰。

根据燃烧器使用的压力、混合装置及头部的不同，完全预混式燃烧器可进行如下分类。

① 按压力分为高压和低压两种。

② 按燃气和空气混合方式分为两种:

一是燃气和空气均加压，然后在混合装置内混合，即加压混合;

二是采用引射器作为混合装置，其中又可分为燃气引射空气和空气引射燃气两种。前者不需要鼓风机，后者需要鼓风机。

③ 按头部结构分为三种:

一是无火道头部结构，火焰脱离燃烧器，在炉膛内的耐火材料表面上燃烧;

二是有火道头部结构，燃烧在耐火材料组成的单火道或多火道内进行 (如下图);

三是用金属或陶瓷稳焰器做成的头部结构。

上图是单火道引射式完全预混燃烧器，该引射式完全预混燃烧器由引射器、喷头和火道组成，采用高 (中)压燃气从喷嘴喷出，引射燃烧所需的空气并进行完全混合。混合均匀的燃气、空气混合物经喷头进入火道，在赤热的火道壁面和高温回流烟气的稳焰作用下进行燃烧。喷头是保证燃烧器工作稳定、防止回火的重要部件。喷头常做成渐缩型，收缩角25°左右，且内壁光滑，从而使喷头混合气体的速度场达到均匀分布。为了减少喷口处可燃混合气体的火焰传播速度，防止回火，热负荷大的燃烧器常采用空气或水冷却，如下图所示。

在火道式完全预混式燃烧器中，可燃混合物的加热、着火和燃烧均在火道内进行。混合物进入火道时，由于突然扩大，在火道入口处形成了高温烟气回流区，如下图所示。

回流烟气不仅将混合物加热，同时是稳定的点火源。火道由耐火材料做成，近似于一个绝热的燃烧室，使进入火道的燃气、空气混合物立刻进行燃烧，从而保证了较高的燃烧热强度和燃烧温度。因此，火道是燃烧稳定、防止脱火的重要部件。

引射式完全预混燃烧器有以下优点:

① 可在过剩空气系数接近于1的条件下实现完全燃烧，并获得足够的高温;

② 设有火道，可使用低热值燃气作为高温炉热源;

③ 火道容积热强度大，可达 (29～58)×10³kW/m³或更高;

④ 一般不需要专门的空气供给设备，显著简化了炉子的供热系统。

其缺点是:

① 为保证稳定燃烧，要求保持稳定的燃气热值和密度;

② 容易发生回火，调节范围较窄，为防止回火，燃烧器头部结构比较复杂和笨重

③ 热负荷大的燃烧器结构庞大，每个燃烧器的热负荷一般不超过2.3×10³kW;

④ 燃烧器运行时噪声大，特别是高压和高负荷情况下运行时更大。

红外线辐射器，是一种低压引射式完全预混燃烧器，燃烧所需要的空气全部由低压燃气引射吸入，过剩空气系数约为1.03～1.06（如下图）。

该燃烧器头部主要有两种形式：

一种是若干块多孔陶瓷板组成，孔径与燃气种类有关。为防止回火，陶瓷板的热导率应小于0.58W/m·K。燃烧器工作时燃气与空气混合物以0.1～0.14m/s的速度从火孔逸出进行燃烧。点火后40s左右，板面温度达到800～900℃，向外辐射红外线，辐射效率在45%～60%之间。

另一种是用数层(一般用两层)耐高温的金属网代替陶瓷板，内外网用铁铬铝丝编制成不同目的网。燃烧时可燃混合物在内网和外网之间进行燃烧。当表面温度达到850～900℃时，向外辐射红外线，辐射热强度可达140～190kW/㎡，辐射效率为45%左右。