作者：沈贞珉,冯立人,杨建勋,张秦丽,徐福安
出版社：航空工业出版社
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燃气供热锅炉技术培训教材试读：
前言
随着近几年北京市燃气锅炉的大幅度增加，如何使广大司炉供热人员尽快适应燃料结构的变化，在“煤改气”后，把燃气供热锅炉的运行管理工作搞好，在保证供热质量的前提下，大力节约燃气，降低供热成本，已成为业内同行十分关注的问题。为此，只有加紧学习、更新知识，才能适应形式发展的需要。
为了帮助各供热单位司炉人员和专业技术人员全面系统地掌握燃气锅炉供热的基础知识、操作技术和节能措施，以便提高运行管理水平，节能降耗，特编写了这本《燃气供热锅炉技术培训教材》。本书可供各供热单位在对相关人员进行技术培训中使用，同时也为逐步规范燃气锅炉供热的运行管理工作，提供一些帮助。
本书共十一章。第一、二、八、十章由沈贞珉教授级高级工程师编写，第四、五、六、七章由徐福安高级工程师编写，第三、九章由冯立人高级工程师编写，第十一章和附录3由杨建勋高级工程师编写，附录1和附录2由张秦丽高级工程师编写。全书由沈贞珉教授级高级工程师统稿。
值得提出的是，本书在附录1~3中，收进了新编写的两个《规程》和一个《制度》的征求意见稿。即：附录1《燃气供热蒸汽锅炉运行技术规程》（征求意见稿）；附录2《燃气供热热水锅炉运行技术规程》（征求意见稿）；附录3《燃气供热锅炉房管理制度》（征求意见稿）。上述《规程》和《制度》十分重要，但目前尚很不成熟，特借此机会广泛听取供热行业同仁的意见和建议，以便修改、完善。限于水平和时间紧迫，书中错误敬请指正。北京金房暖通节能技术有限公司杨建勋2004年3月第一章 锅炉基本知识
按《锅炉司炉人员考核管理规定》，锅炉司炉人员应具备“压力、温度、介质、燃料、燃烧、传热、水循环等方面的基本知识”。本章介绍了这方面的知识，这是锅炉技术的基础。第一节 锅炉及其安全
一、锅炉
确切地说，锅炉是一种利用燃料燃烧释放的热能加热给水，以获得规定参数（压力、温度）和品质的蒸汽或热水的设备。
这就是锅炉的功能性定义，它既表述了锅炉的本质特征，也包含了锅炉的全部技术内容。由此可以释出：
1. 锅炉是一种将燃料的能量（一次能源）转换成蒸汽或热水的热能（二次能源）的能源转换设备。
2. 锅炉完成能源转换的全过程是由燃料燃烧、传热和水被加热或汽化三个基本过程组成的。
3. 为完成以上三个基本过程，锅炉必须有燃烧设备（燃烧器）、受热面和锅筒（锅壳）及其内部装置三个基本组成部分。
4. 完整的锅炉设备是由锅炉本体和辅助装置两大部分组成的。
所谓锅炉本体，就是指完成能源转换的主体部分，它包括锅筒（锅壳）、受热面、燃烧设备及炉墙、构架等。
由定义可知，锅炉技术直接涉及了燃料及燃烧、传热、水和蒸汽（工质），以及参数（压力、温度）等基础知识。
燃气供热锅炉就是以可燃气体（如天然气）为燃料，在供热系统中作为热源的锅炉设备。与其他燃料相比，燃气锅炉具有以下优点：
1. 锅炉排烟基本无尘，特别是天然气，不仅无尘，而且几乎没有二氧化硫等有害气体，所以有“清洁燃料”之称。
2. 不需要为锅炉设燃料存储设施，也不需要设烟气净化处理设备，所以占地少，初投资相对较低，尤为适宜在城市中使用。
3. 锅炉体积较小，结构紧凑，热效率高。
4. 锅炉的作业性和负荷调节性好，可实现全自动化，以至“无人值班”操作等。
锅炉是一种结构复杂、使用面很广的设备，由于分类方法不同，就形成了众多种类的锅炉。对燃气供热锅炉而言，主要分类方法有以下几种。
1. 按运行时炉膛烟气压力不同，有负压锅炉和微正压锅炉。
2. 按输出介质的状态不同，有热水锅炉和蒸汽锅炉。
3. 按出口介质的压力不同，有低压锅炉和中压锅炉；另外还有常压（无压）锅炉和真空锅炉。
4. 按出口介质的温度不同，热水锅炉有低温热水锅炉和高温热水锅炉；蒸汽锅炉有饱和蒸汽锅炉和过热蒸汽锅炉。
5. 按介质在受热面中流动的动力不同，有自然循环锅炉和强制循环锅炉。
6. 按供热能力大小不同，有小型锅炉、中型锅炉和大型锅炉。
7. 按制造锅炉本体的主要材料不同，有钢制锅炉和铸铁锅炉（个别还有铝制、铜制）。
8. 按锅炉本体结构不同，有锅壳锅炉和水管锅炉。
9. 按控制方式不同，有全自动锅炉、半自动锅炉以及手工操作锅炉。
10. 按出厂（安装）形式不同，有快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉。
二、锅炉安全
从锅炉的定义可知，锅炉一旦投入运行，其内部就不断地进行着燃料燃烧，并将产生的热量传递给水，使其被加热到规定温度，或汽化成一定压力的蒸汽的连续过程。这就意味着运行锅炉本身蓄存着巨大的能量，如果由于某种原因使承压的汽水系统元件发生破裂，锅内蓄存的介质就会从破口处喷出而释放出巨大的能量，导致爆炸事故的发生。
对于燃气锅炉，由于燃料是易燃气体，所以因燃烧系统器件发生故障而未及时排除、操作程序不当，以及保护装置失灵等导致燃气爆炸的事故时有发生。
无论是汽水系统的物理爆炸，还是燃气的化学爆炸，其危害都极大，往往导致人员伤亡和财产损失。所以，从安全意义上讲，锅炉是一种具有爆炸危险的承压设备。世界锅炉技术界提出现代化锅炉应当符合“S＋3E”的原则，即安全（S）加效率（E）、环保（E）和经济（E）。可见，在锅炉的所有技术经济指标中，安全是前提。为此，世界各国政府对锅炉都实行强制性的管理——安全监察。
我国的锅炉安全监察始于1955年。当年5月，天津市连续发生两起锅炉爆炸事故，造成10人死亡，60多人受伤和巨大的经济损失。当年6月，当时的中央政府政务院即做出决定：在劳动部设立锅炉检查总局，负责全国锅炉安全工作。
1982年2月，国务院颁发了《锅炉压力容器安全监察暂行条例》，开始了对锅炉安全的依法监察。
2003年2月，根据社会发展和安全工作的需要，国务院又重新制定并颁发了《特种设备安全监察条例》（以下简称《条例》）。在《条例》中，锅炉首当其冲的被列为“涉及生产安全、危害性较大的”特种设备。
按《条例》规定，国家对锅炉的生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用和检验检测各环节实行全面的安全监察。
由于锅炉事故都是在运行使用中发生的，所以《条例》对锅炉使用的设备和人员条件、正常使用期间的管理和操作、事故的预防和处理，直至锅炉的报废等都作了明确的规定。《条例》还对锅炉使用单位的负责人、主管人员和作业人员（包括操作和管理人员）违反安全生产的法律、法规的行为的处罚做了明确规定，根据所造成后果的程度不同，规定了各自应承担的法律责任，包括责令改正、吊销上岗证、罚款、批评教育和处分，以及降职、撤职；触犯刑律、构成犯罪的，要依法追究其刑事责任。第二节 燃气及其燃烧
锅炉工作的第一基本过程就是燃料燃烧释放热能。为了解其过程，首先就应了解有关燃料的特性，燃烧的本质、特点，以及燃气的燃烧方式等。
一、燃气
燃气就是在常温常压下呈气体状态的气体燃料。因为它是可燃性气体，所以一般称为燃气。不少场合称燃气为“瓦斯”或“瓦斯气”，这是英文“gas”的译音。
燃气一般按其来源分为三类，见表1-1。表1-1 燃气按来源分类
表1-1中所列的燃气均可做锅炉燃料。与所有其他燃料相比，燃气有非常突出的优点：污染小（有绿色或清洁能源之称）、发热量高（天然气和液化石油气）、易于操作调节等。燃气是一种理想的优质锅炉燃料。北京市现在使用的燃气以天然气为主，还有少量焦炉煤气和一部分液化石油气。天然气原来主要来自华北油田，从1998年开始，陕甘宁天然气进京并逐年增加。焦炉煤气则来自北京焦化厂等。
二、燃气的组成成分——组分
严格地说，燃气是在空气中可以燃烧的某一种气体——称单一气体，如一氧化碳（CO）、氢气（H）、气态碳氢化合物（CH），2mn以及硫化氢（HS）等。这些气体都能与氧发生燃烧氧化反应并放出2一定的热量，所以称可燃气体。而天然气、人造燃气及各种副产燃气，不仅都含有多种单一的可燃气体，而且还含有诸如氧气（O）、氮气2（N）、二氧化碳（CO），以及水蒸气（HO）等不能燃烧的气体。222也就是说锅炉及生产、生活中使用的各种燃气，实际上是由多种单一的可燃气体和一些不可燃气体组成的混合气体。
现在使用的燃气有近10个品种，它们基本上就是上述的8种单一气体（可燃的和不可燃的各4种）的组合。由于各种单一气体在混合气体中所占的份额不同，所以其性质又相差很大。在燃气技术中，将各单一气体占整个混合气体的份额称为组分。组分的计算方法可按容积、质量或分子进行。通常用的是容积组分，即：混合气体中各单一气体的分容积与混合气体总容积之比，并用百分率表示，称为体积组33分。如北京用的陕甘宁天然气，已知1m的天然气中有0.96m的甲烷气（CH），则该天然气中甲烷的组分就是：4
式中γ——甲烷的体积组分，％；CH43
V——甲烷的分容积，m；4CH3
V——天然气的总容积，m。r
显然，对任何一种燃气，其各自的组分之和都是100％。
应当指出的是，组分是燃气的一个非常重要的指标，它不仅表明燃气中含有哪些单一气体和这些单一气体各自所占的份额，而且还决定着整个混合气体的许多重要特性，如发热量、密度和爆炸极限等。
还需要说明的是，单一气体与混合气体是两个不同的概念。
单一气体，就是纯净的一种气体。每种单一气体都有它固定的构成和性质，也就是不可改变的构成和性质。如一氧化碳（CO），它是由一个碳原子和一个氧原子构成的，这种构成不可改变，如果改变了就变成另一种气体了。如加一个氧原子，就由一氧化碳（CO）变成了另一种物质二氧化碳（CO）了。一氧化碳可燃，二氧化碳就不2可燃，性质也就变了。表1-2列出了燃气中一些单一气体的构成和主要性质。表1-2 单一气体的构成和主要性质
注：①不明烃≤3％时，可按CH处理。24
混合气体则不同，它是由多种单一气体组合而成的混合物，它的构成是可以改变的，其性质也随组成变化而变化。如天然气，陕甘宁、大港、重庆出产的天然气，虽然都是天然气，但各自的组成和成分比例就很不同。
常用燃气的主要可燃气组分范围见表1-3。表1-3 常用燃气的主要可燃气组分
注：①n＝3~4，即烷烃和烯烃。
三、燃气的主要使用特性
表征燃气特性的参数或物理量很多，但就使用而言，除组分外，还必须了解和掌握以下几个重要特性：发热量、密度、华白数，以及爆炸极限等。使用时，对燃气供应的压力和温度也是不可缺少的指标。
1. 发热量（热值）
因为燃气是气态物质，所以其发热量不便于用质量单位来计量，而应以体积为单位进行计量。
气体的一个重要特性是：一定质量的气体，其体积随着温度的升高而增大，随着压力的增加而减小。因此，燃气的发热量是以标准状态下的单位体积来计量的。所谓标准状态，就是指压力为一个标准大气压、温度为0℃时的状态，在燃气技术中，除了特别说明的以外，一般都是指标准状态。3
发热量就是1m的燃气完全燃烧所放出的热量，按国际单位制，热量的单位是焦耳（J）、千焦耳（kJ）等，所以发热量的单位就为
3kJ/m。
燃气的发热量分高位发热量和低位发热量两种。所谓低位发热量就是指燃气燃烧后烟气中的水蒸气的汽化潜热未放出的发热量。水蒸气若凝结成水就要放出凝结热量。凝结热量与低位发热量之和就是高位发热量。锅炉的排烟温度一般都超过100℃，水蒸气不会凝结，所y以实用中一般都用低位发热量，其符号为Q。DW
常见的几种燃气的热值见表1-4。表1-4 常用燃气的热值3
一般将发热量低于13000kJ/m的燃气称为低热值燃气；3313000~20000kJ/m的称为中等热值燃气；高于30000kJ/m的燃气称为高热值燃气，天然气属于高热值燃气。
2. 密度
密度定义是指单位体积的物质质量。对于燃气，如热值中所述，因气体有其体积随压力和温度而发生明显变化的特性，所以，燃气的密度，必须是对某一确定的压力和温度而言。通常，燃气的密度也是指标准状态下的密度，用符号ρ°表示。如上所述，因燃气的各组分比例是在一定范围内变化的，所以实用的燃气密度都是平均密度。
实用上还广泛地使用“相对密度”，燃气的相对密度就是燃气的3密度与空气密度之比。因空气的标准密度是1.293kg/m，用符号“S”，表示相对密度，则
常见的几种燃气的密度列于表1-5。表1-5 常用燃气的密度
平均密度在设计计算等方面用得较多。相对密度对于贮运及使用很有意义。例如，对于天然气，因为它比空气轻得多，所以当有泄漏时总是向上扩散；而发生炉煤气，与空气密度相近，就不易扩散，所以就分布在空气之中；而液化石油气，因其比空气重，所以就会聚积在低处。根据它们的分布不同，就在相应部位采取应有的防火防爆措施。
3. 华白数
陕甘宁天然气进京后，原使用焦炉煤气的地区逐步改为烧天然气。在改烧中，不仅居民用户的灶具和热水器燃具要进行更换，而且锅炉上的燃烧器也需要更换。燃烧器制造厂商在出售的燃烧器说明书上常标有“华白数××”字样。当用户需向厂商订购燃烧器时，厂商除要求用户提供所用燃气压力等参数外，还需要用户提供燃气的“华白数”。
什么是华白数？它有什么实用意义？燃具更换的依据是什么呢？
华白数是一个表征燃气燃烧特性的数值，其值为
由此可知，对于一定的燃气，其华白数是一定的。反之，如果燃气发生较大的变化，华白数也随之发生变化。另一方面，所有燃具或燃烧器都不可能是“通用”型的，其设计制造，以及调整只能按一定的燃气进行，也就是它只能适合一定条件的燃气，否则，不仅热负荷达不到，还可能引起回火、脱火等事故的发生。因此，华白数不仅是燃具和燃烧器设计的重要指数（称热负荷指数），而且也是燃具和燃烧器对燃气适应的重要指数，一般将华白指数（简称华白数）划分为三个范围，即3
W1＝21~35MJ/m（人工煤气）3
W2＝17~59MJ/m（天然气）3
W3＝77~93MJ/m（液化石油气）
燃具和燃烧器一般都按W1、W2和W3的范围分别设计制造，也就是燃具或燃烧器对燃气的互换适应性一般只能在同一华白数范围内进行。
4. 爆炸极限
所谓爆炸极限是指燃气（或燃油蒸气）与空气混合后遇火种能够发生高速燃烧的浓度（一般指体积浓度）范围。这个范围的最低值称为爆炸下限，最高值称为爆炸上限。
燃气的爆炸极限是由其组分决定的。可以计算得出，表1-2列出了九种单一气体的爆炸极限。燃气的爆炸极限基本决定于其主要成分的爆炸极限。一般情况下，天然气的爆炸极限是5％~15％；焦炉煤气是5％~36％；液化石油气是1.6％~11.1％。爆炸极限范围越大，爆炸下限越低的燃气，其爆炸危险性越大。由此可知，燃气锅炉及锅炉房，防止燃气泄漏至关重要，特别是天然气，因其无色无味（加臭少），发生了泄漏也不易被觉察，而空气是无处不在的，所以很容易形成爆炸混合物。为防止发生爆炸，对燃烧器和锅炉房等都必须设置相应的自动程序点火、熄火保护装置和采取通风及防火防爆措施，并严格执行燃气锅炉的操作规程。
北京市原来使用的燃气主要有华北油田的天然气，北京焦化厂的焦炉煤气，液化石油气等。1998年开始增供陕甘宁的天然气。这些燃气的主要特性见表1-6。表1-6 北京市燃气主要特性
四、燃气的燃烧
所谓燃烧，就是燃料中可燃物质的分子与空气中的氧气分子接触，在一定的温度和浓度条件下，剧烈化合并放出一定热量和光的化学反应。这是锅炉工作过程中燃料释放热能的本质。
1. 燃烧条件
图1-1是甲烷（CH）的燃烧化学反应，其化学反应方程式为：4图1-1 燃烧反应
以上反应说明，燃烧只有在一定的温度（650℃）下，并且可燃性物质与氧气达成一定的比例（浓度）时才能进行。这种燃烧反应的结果是，使H、O和C变成了新的物质：HO和CO，所生成的物质，2222一般称为燃烧产物或烟气。同时，反应还放出了一定的热量。当然，这个反应也是要经历一定的时间才能完成的。时间越短，说明反应速度（燃烧速度）越快。对于同样的燃料与空气的混合物，温度越高，压力越大，则反应就越快。所以锅炉炉膛的冷热程度对燃烧有直接影响。燃气锅炉大多设计成微正压锅炉，微正压燃烧是提高燃烧强度的一个重要原因。
所谓微正压燃烧（通风），就是指燃气在炉膛中燃烧时，其烟气压力略大于大气压，一般不得超过5000Pa（见本章第六节）。
2. 燃烧所需空气量和生成的烟气量及特点
上述燃烧的例子表明，一定的可燃物质总是与一定的氧气发生化学反应的，而且其生成物也是一定的，就是说燃烧反应是按规律进行的。
在锅炉的燃烧中，不可能用单纯的氧气来完成燃烧，而是用空气。空气中的氧气含量是基本不变的，即体积组分为21％，其余79％基本是氮气。所以，燃烧一定的可燃物质，所需要的空气量也就确定了。如果这个空气量正好将可燃物燃尽（即不多，也不少），则这种燃烧称为理论或完全燃烧，这种燃烧所需的空气量就称为理论空气量，通常用符号V°表示；相应生成的烟气量就称为理论烟气量，通常用符号V°表示。理论空气量和理论烟气量的体积都用标准状态（0℃，y0.1MPa）下的体积，而燃料则以单位体积来计算。所以其相应的单3333位就是m（空气）/m（燃气）和m（烟气）/m（燃气）。实际操作中，不可能把燃烧组织得燃料与空气量都那么恰到好处。为使燃料得到充分的燃烧，实际空气量（以符号VK表示）总是供给得比理论空气量多，以利将燃料燃尽。通常将实际空气量与理论空气量之比称为过剩空气系数。过剩空气系数通常以α表示，
这个系数α肯定是一个大于1的数。由此，实际的烟气量也就会大于理论烟气量了，也就是如图1-1所示，烟气中有剩余的氧（O）。2
由此可知，理论空气量V°和理论烟气量V°的计算是完全建立在y气体的物理特性和燃烧化学反应的基础上的。如氢和甲烷的理论空气量和烟气量计算见表1-7。表1-7
对于运行管理可按经验公式进行近似计算。有关经验公式见表1-8。表1-8 计算理论空气量和理论烟气量的经验公式
常用燃气的理论空气量、理论烟气量和过剩空气系数的大致范围见表1-9。运行中，可用表中所列数据和燃气量估算实际空气量和烟气量。表1-9 燃气的理论空气量和理论烟气量近似值3
从甲烷（CH）的燃烧反应（表1-7）可知，1m甲烷燃烧后会生433成1m的二氧化碳（CO）和2m的水蒸气（HO），而天然气的主要22成分是甲烷（表1-3），所以燃气锅炉的烟气中含有大量水蒸气，如燃3烧1m陕甘宁天然气，就可生成1kg以上的水蒸气。如果这些水蒸气在锅炉内就被冷凝，烟道中就会出现积水；如果水蒸气进入烟囱后才被冷凝，就造成锅炉烟囱冒“白烟”（雾气）。
由于天然气热值高（表1-4），所以燃烧时其火焰中心的温度可高达1800℃左右，其炉膛出口烟气温度往往也在1000℃左右。因天然气中杂质很少，所以燃烧良好时，其火焰略蓝，并使炉膛显得“亮堂”。
3. 燃气的燃烧方式
由于燃气和空气都是气体，所以燃烧比燃油更容易进行。燃气的燃烧过程是：燃气与空气混合→着火→燃烧。所以组织燃气与空气的混合就成为组织燃烧过程的关键。为此，应当使燃气和空气尽可能地互相掺混，其措施是将整股燃气分为若干小股燃气，并使空气在小股气流中穿流扩散，如图1-2所示。在燃气燃烧技术中，把将燃气进行分流的喷嘴称为分流器，也称燃气喷嘴或喷嘴，而将空气的调配机构称为调风器［见本节（五）］。在锅炉设备中，就将这种把燃料和空气按比例送入炉膛进行燃烧的装置称为燃烧器。如果把喷嘴、送风机与调风器，以及点火器件、阀门、控制箱等都组成一个整体，这种燃烧器就称为整体或一体式燃烧器；若喷嘴、风机和控制箱各自独立，就称为分体式燃烧器。图1-3和图1-4所示的是整体和分体式的燃气燃烧器结构简图。图1-2 燃气分流图1-3 整体式燃气燃烧器
1—分流器2—调风器3—调节机构4—风机图1-4分体式燃气燃烧器
1—分流器2—调风器
由于混合在燃气燃烧器中起关键作用，所以通常又按燃气和空气的混合方式不同将燃气燃烧器分为：扩散式、半预混式和全预混式三类。三类燃烧方式的区别主要是供给燃烧所需空气的先后和比例不同。如果将燃料所需空气的一部分或全部预先混入燃气中再喷出就称之为预混式。这部分混入的空气称为一次空气。一次空气量与供给燃烧所需的全部空气量之比，就称为一次空气系数，并以符号α表示；反之，1燃气和空气各自直接从喷嘴和风道进入炉膛就称为扩散式。
在锅炉技术中，还将这种燃料在空间进行燃烧的方式称为“悬浮燃烧”，并将其燃烧的空间称为“燃烧室”。（1）扩散式燃烧器所谓扩散式燃烧，就是一次空气系数α＝0，1燃气直接从分流器喷入炉膛后再与同时进入炉膛的空气边混合边燃烧的燃烧方式，锅炉上基本都采用这种燃烧方式。与一次空气相对应，在燃烧器出口后才与燃气混合的空气就称为二次空气。
按二次空气供给方法的不同，扩散式燃烧又分为自然引风式和鼓风式两种。
图1-5是自然引风扩散式燃烧器的原理结构图。从图中可以看出，燃气是单独从燃烧器喷入炉膛，空气则是由炉膛的负压而被吸入，二者在炉膛内相遇混合而进行燃烧。
图1-6是鼓风扩散式燃烧器的原理结构图。这种燃烧器也是燃气单独从燃烧器喷入炉膛，空气则是靠鼓风机经套管送入炉膛并与燃气混合、燃烧。现代锅炉由于结构紧凑，烟气流动阻力较大，多用鼓风式燃烧器。通常又按燃气喷嘴喷射的位置不同将燃烧器分为三种。图1-5 自然引风扩散式燃烧器图1-6 鼓风扩散式燃烧器
1）中心进气燃烧器（如图1-7所示）燃气分流器位于燃烧器中心，燃气自中心管端部小孔喷出。这种燃烧器的燃气流量可达31000m/h左右。
2）周边进气燃烧器（如图1-8所示）燃气分流器成环状，位于燃烧器前部，燃气自环形燃气分流管上的小孔喷出。这种燃烧器的燃气3流量可达2000m/h左右。
3）多枪式燃烧器（如图1-9所示）燃气从供气管进入环形配气箱（管），配气箱再将燃气分配到多根（本图为6）喷枪的管端以径向和切向两个方向喷出，形成旋转气流，空气则从枪间直流喷出。这种燃3烧器流量可达5 000m/h以上。图1-7 中心进气燃烧器
a）分体式b）整体式喷头图1-8 周边进气燃烧器
a）分体式 b）整体式喷头图1-9 多枪式燃烧器
a）分体式 b）整体式喷头（2）半预混式燃烧器半预混式燃烧，如图1-10所示，就是燃气以一定速度和压力从喷嘴喷出，在其喷射作用下，一次空气（一次空气系数α＝0.45~0.75）被引射入喷嘴前的引射管内，且在流动中与1燃气混合，最后从引射管头部的火孔流出而燃烧。因为一次空气是依靠燃气的引射作用而从大气中引入的，所以这种燃烧方式又称为大气式或引射式燃烧。图1-10 半预混式燃烧器示意图
1—调节挡板 2—空气进口 3—引射管 4—火孔
因燃气与空气的混合是在燃烧器内的引射管内进行的，所以引射管对燃气与一次空气的混合十分重要。简单的引射管就是直管，但混合性能差。实用上多采用缩放结构的文丘里管。
燃气与空气的混合物从引射管头部的火孔（常称燃烧头）流出而燃烧，同时与二次空气混合。许多小型铸铁锅炉（又称模块式锅炉）就是用半预混式燃烧器（见第二章）。（3）全预混式燃烧器全预混式燃烧器，其原理与半预混式燃烧器基本相似。所不同的就是被燃气引射入引射管的一次空气不是一部分，而是全部燃烧所需的空气量（即α≥1.0）。由于燃气和空气在喷1出前已充分混合，所以燃烧时基本没有轮廓明显的火焰，因而又称无焰式燃烧。
全预混式燃烧器与半预混式燃烧器的结构也基本相似。（4）几种燃烧方式的特点（见表1-10）表1-10 几种燃烧方式的特点
五、调风器（配风器）
如上所述，为了使燃气更好地燃烧，必须将燃气分流。但仅此还不能使燃料与空气及时而充分地混合，所以在燃烧器中，都设有用来调节空气流分布、加强燃料与空气混合，并可以调节火焰形状的装置，这就是调风器（或称配风器）。
按产生气流的特点，调风器可分为直流式和旋流式两种。
1. 直流式调风器
直流式调风器又称平流式。这种调风器的原理是使空气流以较高的速度穿入燃料和火焰之中，从而强化空气的扩散，达到与燃料的良好混合，如图1-11所示。图1-11 空气与燃气的混合
常用的直流调风器有直筒式和文丘里式两种，如图1-12和图1-13所示。图1-12 直筒式调风器
图1-12和图1-13中的中心管（气喷嘴套管）端部都各有一个叶轮，这是直流调风器必备的一种“钝体”。因为燃烧器运行时，如果空气量增大，就会使风速增高，而高风速有可能导致喷嘴的脱火或炉膛熄火，这是非常危险的。“钝体”的作用就是在喷嘴附近造成一个火焰高温烟气回流区，使燃料从燃烧器喷出后立即被高温的回流点燃，这就保证了燃烧的稳定性，如图1-14所示。所以，通常就将这种“钝体”称为稳燃器。为使回流区的燃烧不缺氧，在“钝体”上一般都开有隙孔，以此来供给火焰根部少量的空气。根据作用原理，“钝体”一般分为平盘缝叶型、锥型和叶轮型几种。实用上一体式燃烧器多为平盘型，分体式有用锥型和叶轮型的。图1-13 文丘里式调风器图1-14 钝体稳定火焰
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]