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摘 要：平焰燃烧器作为一种新型、高效、洁净的燃烧器材，被广泛应用于工业冶金行业中，平焰燃烧器的应用时间并不长，是近代发展应用起来的一种新型燃烧装置。平焰燃烧器首先在美国应用，经过几十年的发展已经得到了广泛应用，我国工业应用平焰燃烧器起步较晚，但经过科研学者的不懈努力，目前外工业领域应用于多种燃烧装置中。根据国外多年的时间经验分析，平焰燃烧器的应用可以增产10%-20%，节能15%-30%，相比较于其他燃烧装置的应用，平焰燃烧器能达到同样的燃烧效果，但同时又比其他燃烧装置更加节能。对平焰燃烧器内部的传热过程进行分析研究，可以从根本上提升平焰燃烧器的使用性能，提高我国工业炉窑整体的装备水平和技术水平。本文针对平焰燃烧器炉内的传热过程进行分析，仅供参考。
关键词：平焰燃烧器;炉内燃烧;传热过程;分析
1 平焰燃烧器的工作原理及系统组成
平焰燃烧器的燃烧火焰是圆盘形的薄层火焰，喷出的火焰贴着炉壁向四周伸展的圆薄型火焰，形成张角为180?的平展火焰。空气以切线进入涡壳，形成强烈的旋转气流从喷口喷出，与从轴线流出旋转气流或雾化油雾混合后燃烧，借助于旋转气流的离心力，使气流获得较大的径向速度。当气流从燃烧器喷出后，在离心力作用下会使燃烧火焰沿喇叭型燃烧器扩张口扩散形成圆盘形火焰。火焰贴附在炉腔内壁形成一个均匀的灼热面，能有效提升炉内的辐射传热效果。平焰燃烧器由旋流器和火道组成。
2 平焰燃烧器的特点及技术性能
与普通的燃烧装置相比，平焰燃烧器具有加热均匀、高效、节能的特点，同时还能防止局部过热。首先，平焰燃烧器可以燃烧多种材料，各种类型的燃气和燃油都可以使用，而且平焰燃烧器的燃气喷枪使用非常方便，喷枪设计成可抽取式，后期更换和清洗都非常方便。传统的燃烧器都是直焰燃烧，受热不均匀，如果使用时间过长非常容易导致燃烧器的爆炸，平焰燃烧器的火焰稳定性强、火焰温度分布均匀，氮氧化物排放量少。近年来，国家和政府对于治理污染的措施及检查非常严格，因此淘汰了很多污染性比较强的燃烧器，同时又多出了很多清洁高效节能的燃烧器，平焰燃烧器就是其中的一种。通过国外多年应用平焰燃烧器的经验来看，平焰燃烧器的热工特性、流场特性非常强，而且经过不断的改造，其性能更加优化，该种火焰的温度场、流场、压力场比一般的燃烧器都较强，可以提高加热质量和升温速度，能在短时间内快速达到加热的目的，缩短加热时间，节约能源，提高辐射传热性能，减少氧化物损失，不至于产生大量的污染物，燃烧稳定的同时也可以延长炉体的使用寿命。此外，平焰燃烧器的火焰温度均匀，因而压力分布均匀，氮氧化物含量低，不会造成因炉内压力过大过小而造成炉内爆炸。平焰燃烧器的安装、制造技术水平较高，因此在很多小型工业冶金厂很少应用，在工业窑炉布置方位上也会受到限制。平焰燃烧器可以应用于多种行业，在冶金、化工、机械等行业都有广泛的应用，同时平焰燃烧器最主要的一个特点就是它可以应用多种燃料，可以选用高炉煤气、混合煤气、天然气以及轻油、重油和渣油等作为燃料。当燃气和空气压力都发生变化，与炉内压强不一致时，燃烧器的燃烧能力和空气系数都会发生变化，因此，在这个时候就需要调整燃气或者空气的压力，使之能够适应燃烧器内部的压强。
3 平焰燃烧器炉内传热过程
平焰燃烧器的燃烧传热过程主要是以辐射传热为主，改变传统的工业炉窑燃烧技术，平焰燃烧器是将两种燃烧方式进行有效的结合，由多切向入口旋流器和喇叭型扩张口组成，在燃烧之后，能造成一个强空气流的强旋流，旋流空气会经过一个较长的和一个较狭窄的通道均匀化之后，进去独特设计的曲线内形成扩张通道，热气流在经过这个扩张通道之后被展开成圆盘形的附着外炉壁内侧，形成一个薄层。燃气喷嘴也是平焰燃烧器的一个重要组成部分，它是一个旋流喷嘴，本身可以喷射出扩散锥形的薄层燃料气，当燃料是燃油时，燃料喷嘴可以采用内混或者外混的高压式喷枪。
4 平焰燃烧器的安装
平焰燃烧器的安装、组装技术要求都比较高，很多小型冶金厂、工厂的安装技术都达不到平焰燃烧器的安装技术水平，因此，平焰燃烧器的应用也大多存在于大多数大型冶金厂和工厂。在平焰燃烧器的安装过程中也有一定的技术要求和要点，在应用于不同的工厂内部，所起的作用也不同，其安装的方法和过程也不尽相同。平焰燃烧器如果用于炉顶或者是平行炉顶时，多使用的是直行烧嘴砖，如果是应用拱形炉顶的话，那么可以采用楔形烧嘴砖。在安装时也有一些要点需要注意，安装时必须保证烧嘴砖的外表面与炉子的内表面是平齐的状态，有利于火焰的铺展。同时，烧嘴砖的固定板上设有角钢挂吊，可以与炉墙或者炉顶的金属结构相连。燃烧器前的空气和燃气管道应当设立支架，要避免燃烧器直接承受管道重量，同时在安装时所有的接触面都应当是密封严格的，不可以有透气漏气的地方。
5 平焰燃烧器的操作与维护
平焰燃烧器的操作分为四个步骤，即点火、运行、熄火和维护，首先是点火，先将炉内残存的可燃性气体吹掉，将风开到一定程度，然后打开点火装置或者伸入点火火柜，慢慢开启燃气阀门，这是燃料是燃气的前提条件下。如果燃料是油料，应当先开启雾化气阀门，将油阀开至微大，缓慢调节燃料与空气阀门，使之能够适应燃烧器内部的气压，调节平焰燃烧器所需要的能力。然后是平焰燃烧器的运行，平焰燃烧器燃烧的过程当中应当随时注意观察燃烧状况，在风压或者燃料气压发生波动时做出调整，使燃烧效果达到最佳，使燃料气压、空气压强和燃烧器内的压强达到一致的状态，促进火焰燃烧达到最佳。随后是熄火，平焰燃烧器的熄火过程也应当注意，首先关闭燃料阀门，将空气阀门关到一个小刻度，保留燃烧器内部一定量的空气，然后吹尽燃烧器内残留的烟气，防止燃烧器烧坏，这是当燃料是燃气时的关闭方法。如果燃料是燃油，在关闭油阀后最好通入少量的雾化气体，防止油喷头因为高热而被灼烧。平焰燃烧器在使用过后应当定期进行维护，以此来延长燃烧器的使用寿命，在前文中提到过，不落燃料是燃气或者燃油，燃料喷枪都可以设计成可抽取式，方便随时抽取，同时在后期更换维修时方便处理，也可以随时清理燃料喷枪中潜藏的脏物，便于清洗和更换，如果有不能排除的故障，可以将整个燃料喷枪更换掉。
小结：平焰燃烧器在众多类型燃烧器中具有热度分布均匀、清洁高效、节能的特点，且可以应用多种燃料，在经过十几年的发展变化后，平焰燃烧器功能更加优化，可以应用于多种燃烧装置中，是一种通过辐射传热的燃烧装置，其安装组装技术处于较高的水平，对于人才的要求也非常高，因此，行业内部需要高水平，掌握先进技术的高质量人才。
参考文献：
[1]古旭龙，韩爱民，张天睿，陈伟鹏.燃料管插入深度及空气系数对平焰燃烧器燃烧特性的影响[J].冶金能源，2021，40（01）：47-50+64.
[2]古旭龙，张天睿，韩爱民，陈伟鹏.过剩系数对纯氧平焰燃烧特性的影响[J].内蒙古科技大学学报，2020，39（04）：357-362.
[3]張天睿，古旭龙，韩一庆，陈伟鹏.纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成特性影响的数值模拟[J].中国科技信息，2020（16）：66-68.
[4]张天睿. 纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成的研究[D].内蒙古科技大学，2020.
[5]李学钧. 蓄热式加热炉高速平焰燃烧器设计[D].河北科技大学，2019.
[6]石磊. 平焰加热炉内燃料枪插入深度对氮氧化物排放影响的试验研究[D].内蒙古科技大学，2008.
（内蒙古科技大学，内蒙古自治区 包头市 014010）
关键词：平焰燃烧器;炉内燃烧;传热过程;分析
1 平焰燃烧器的工作原理及系统组成
平焰燃烧器的燃烧火焰是圆盘形的薄层火焰，喷出的火焰贴着炉壁向四周伸展的圆薄型火焰，形成张角为180?的平展火焰。空气以切线进入涡壳，形成强烈的旋转气流从喷口喷出，与从轴线流出旋转气流或雾化油雾混合后燃烧，借助于旋转气流的离心力，使气流获得较大的径向速度。当气流从燃烧器喷出后，在离心力作用下会使燃烧火焰沿喇叭型燃烧器扩张口扩散形成圆盘形火焰。火焰贴附在炉腔内壁形成一个均匀的灼热面，能有效提升炉内的辐射传热效果。平焰燃烧器由旋流器和火道组成。
2 平焰燃烧器的特点及技术性能
与普通的燃烧装置相比，平焰燃烧器具有加热均匀、高效、节能的特点，同时还能防止局部过热。首先，平焰燃烧器可以燃烧多种材料，各种类型的燃气和燃油都可以使用，而且平焰燃烧器的燃气喷枪使用非常方便，喷枪设计成可抽取式，后期更换和清洗都非常方便。传统的燃烧器都是直焰燃烧，受热不均匀，如果使用时间过长非常容易导致燃烧器的爆炸，平焰燃烧器的火焰稳定性强、火焰温度分布均匀，氮氧化物排放量少。近年来，国家和政府对于治理污染的措施及检查非常严格，因此淘汰了很多污染性比较强的燃烧器，同时又多出了很多清洁高效节能的燃烧器，平焰燃烧器就是其中的一种。通过国外多年应用平焰燃烧器的经验来看，平焰燃烧器的热工特性、流场特性非常强，而且经过不断的改造，其性能更加优化，该种火焰的温度场、流场、压力场比一般的燃烧器都较强，可以提高加热质量和升温速度，能在短时间内快速达到加热的目的，缩短加热时间，节约能源，提高辐射传热性能，减少氧化物损失，不至于产生大量的污染物，燃烧稳定的同时也可以延长炉体的使用寿命。此外，平焰燃烧器的火焰温度均匀，因而压力分布均匀，氮氧化物含量低，不会造成因炉内压力过大过小而造成炉内爆炸。平焰燃烧器的安装、制造技术水平较高，因此在很多小型工业冶金厂很少应用，在工业窑炉布置方位上也会受到限制。平焰燃烧器可以应用于多种行业，在冶金、化工、机械等行业都有广泛的应用，同时平焰燃烧器最主要的一个特点就是它可以应用多种燃料，可以选用高炉煤气、混合煤气、天然气以及轻油、重油和渣油等作为燃料。当燃气和空气压力都发生变化，与炉内压强不一致时，燃烧器的燃烧能力和空气系数都会发生变化，因此，在这个时候就需要调整燃气或者空气的压力，使之能够适应燃烧器内部的压强。
3 平焰燃烧器炉内传热过程
平焰燃烧器的燃烧传热过程主要是以辐射传热为主，改变传统的工业炉窑燃烧技术，平焰燃烧器是将两种燃烧方式进行有效的结合，由多切向入口旋流器和喇叭型扩张口组成，在燃烧之后，能造成一个强空气流的强旋流，旋流空气会经过一个较长的和一个较狭窄的通道均匀化之后，进去独特设计的曲线内形成扩张通道，热气流在经过这个扩张通道之后被展开成圆盘形的附着外炉壁内侧，形成一个薄层。燃气喷嘴也是平焰燃烧器的一个重要组成部分，它是一个旋流喷嘴，本身可以喷射出扩散锥形的薄层燃料气，当燃料是燃油时，燃料喷嘴可以采用内混或者外混的高压式喷枪。
4 平焰燃烧器的安装
平焰燃烧器的安装、组装技术要求都比较高，很多小型冶金厂、工厂的安装技术都达不到平焰燃烧器的安装技术水平，因此，平焰燃烧器的应用也大多存在于大多数大型冶金厂和工厂。在平焰燃烧器的安装过程中也有一定的技术要求和要点，在应用于不同的工厂内部，所起的作用也不同，其安装的方法和过程也不尽相同。平焰燃烧器如果用于炉顶或者是平行炉顶时，多使用的是直行烧嘴砖，如果是应用拱形炉顶的话，那么可以采用楔形烧嘴砖。在安装时也有一些要点需要注意，安装时必须保证烧嘴砖的外表面与炉子的内表面是平齐的状态，有利于火焰的铺展。同时，烧嘴砖的固定板上设有角钢挂吊，可以与炉墙或者炉顶的金属结构相连。燃烧器前的空气和燃气管道应当设立支架，要避免燃烧器直接承受管道重量，同时在安装时所有的接触面都应当是密封严格的，不可以有透气漏气的地方。
5 平焰燃烧器的操作与维护
平焰燃烧器的操作分为四个步骤，即点火、运行、熄火和维护，首先是点火，先将炉内残存的可燃性气体吹掉，将风开到一定程度，然后打开点火装置或者伸入点火火柜，慢慢开启燃气阀门，这是燃料是燃气的前提条件下。如果燃料是油料，应当先开启雾化气阀门，将油阀开至微大，缓慢调节燃料与空气阀门，使之能够适应燃烧器内部的气压，调节平焰燃烧器所需要的能力。然后是平焰燃烧器的运行，平焰燃烧器燃烧的过程当中应当随时注意观察燃烧状况，在风压或者燃料气压发生波动时做出调整，使燃烧效果达到最佳，使燃料气压、空气压强和燃烧器内的压强达到一致的状态，促进火焰燃烧达到最佳。随后是熄火，平焰燃烧器的熄火过程也应当注意，首先关闭燃料阀门，将空气阀门关到一个小刻度，保留燃烧器内部一定量的空气，然后吹尽燃烧器内残留的烟气，防止燃烧器烧坏，这是当燃料是燃气时的关闭方法。如果燃料是燃油，在关闭油阀后最好通入少量的雾化气体，防止油喷头因为高热而被灼烧。平焰燃烧器在使用过后应当定期进行维护，以此来延长燃烧器的使用寿命，在前文中提到过，不落燃料是燃气或者燃油，燃料喷枪都可以设计成可抽取式，方便随时抽取，同时在后期更换维修时方便处理，也可以随时清理燃料喷枪中潜藏的脏物，便于清洗和更换，如果有不能排除的故障，可以将整个燃料喷枪更换掉。
小结：平焰燃烧器在众多类型燃烧器中具有热度分布均匀、清洁高效、节能的特点，且可以应用多种燃料，在经过十几年的发展变化后，平焰燃烧器功能更加优化，可以应用于多种燃烧装置中，是一种通过辐射传热的燃烧装置，其安装组装技术处于较高的水平，对于人才的要求也非常高，因此，行业内部需要高水平，掌握先进技术的高质量人才。
参考文献：
[1]古旭龙，韩爱民，张天睿，陈伟鹏.燃料管插入深度及空气系数对平焰燃烧器燃烧特性的影响[J].冶金能源，2021，40（01）：47-50+64.
[2]古旭龙，张天睿，韩爱民，陈伟鹏.过剩系数对纯氧平焰燃烧特性的影响[J].内蒙古科技大学学报，2020，39（04）：357-362.
[3]張天睿，古旭龙，韩一庆，陈伟鹏.纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成特性影响的数值模拟[J].中国科技信息，2020（16）：66-68.
[4]张天睿. 纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成的研究[D].内蒙古科技大学，2020.
[5]李学钧. 蓄热式加热炉高速平焰燃烧器设计[D].河北科技大学，2019.
[6]石磊. 平焰加热炉内燃料枪插入深度对氮氧化物排放影响的试验研究[D].内蒙古科技大学，2008.
（内蒙古科技大学，内蒙古自治区 包头市 014010）