扩散燃烧与全预混燃烧

锅炉燃烧方式优缺汇总
燃烧方式包括扩散式燃烧、完全预混燃烧和无焰燃烧。

以下是它们的优缺点：
1.扩散式燃烧：
优点：这种燃烧方式简单，火焰相对稳定。

缺点：由于火焰较长，容易产生不完全燃烧的现象，会产生较多的一氧化碳和氮氧化合物，不利于锅炉燃料的充分利用，锅炉热效率的提升，以及难以达到锅炉排放标准。

2.完全预混燃烧：
优点：空气和燃气预混合，多散热器传热，提高传热强度。

使用这种燃烧方式的好处是燃烧的火焰更清晰，热效率更高。

缺点：预混燃烧比要求燃烧速率准确，燃烧均匀，辐射传热效率高，火焰温度在1200℃以下，燃烧不完全，NOx造成的烟气温度低，易冷凝，热回收好，效率高。

3.无焰燃烧：
优点：将燃烧前的空间与中的气体均匀混合的燃烧方法。

使用这种方法时，燃气在燃烧过程中所需的氧气不需要在周围空气中获得，只需要与空气混合到达燃烧区，实现瞬间燃烧。

缺点：这种燃烧方式对燃气和空气的混合要求较高，需要精确控制比例，否则可能导致燃烧不稳定或产生污染物。

在选择锅炉的燃烧方式时，需要综合考虑设备的型号、燃料的特性以及排放标准等因素。

良好的燃烧方式有利于提高锅炉的燃烧效率，减少污染物的排放，实现能源的高效利用。

2020年一级消防工程师《消防安全技术实务》教材精讲班讲义第一篇消防基础知识既然走上了消防考试的道路，那么请不要轻言放弃，生活中有很多的苦难，然而这就是生活，但人生不止于此!第一章燃烧第一节燃烧的本质与条件（1）燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。

（2）燃烧过程中，燃烧区的温度较高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定（或受激发）的中间物质分子内电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光。

发光的气相燃烧区就是火焰，它是燃烧过程中最明显的标志。

（3）由于燃烧不完全等原因，会使产物中产生一些小颗粒，这样就形成了烟。

（4）燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。

多数可燃物质的燃烧都是在蒸气或气体的状态下进行的，称为有焰燃烧。

而有的固体物质则不能变为气态，其燃烧只发生在氧气与固体表面的氧化还原反应，称为无焰燃烧。

一、燃烧条件燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件，即可燃物、助燃物和引火源。

叫做燃烧三角形。

（一）可燃物：能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应，并形成燃烧的物质，称为可燃物。

（二）助燃物：与可燃物结合能导致和支持燃烧的氧化剂，称为助燃物。

（三）引火源：使物质开始燃烧的外部热源（能源）称为引火源。

燃烧发生时，上述三个条件必须同时具备。

燃烧发生的充分条件可表述为：具备足够数量或浓度的可燃物；具备足够数量或浓度的助燃物；具备足够能量的引火源；上述三者相互作用。

二、燃烧的链式反应自由基自由基是一种高度活泼的化学基团，容易自由结合或与其他物质的分子反应，从而使燃烧按链式反应的形式扩展，也称游离基。

对于多数有焰燃烧而言，其燃烧过程中存在未受抑制的自由基作中间体。

自由基的链式反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。

因此，可以用着火四面体来表示有焰燃烧的四个条件，即可燃物、助燃物、引火源和链式反应自由基。

第二节燃烧类型及其特点一、按燃烧发生瞬间的特点分类：可分为着火和爆炸。

AE94.2燃机扩散与预混模式燃烧切换失败技术分析摘要：文章介绍安萨尔多AE94.2燃机正常运行时扩散切预混模式的原理、条件以及某厂在第一次燃烧模式切换失败的过程与分析，得出对于这种机型来说模式切换对于机组的NOx排放以及机组稳定性至关重要。

负荷变化和PGCV阀开度速率不匹配是燃烧模式切换的根本原因，经过重新调整空燃比解决此问题。

关键词：AE94.2 ;扩散模式；预混模式；NOx排放；PGCV阀开度；切换失败0、引言随着环境污染的日益严重，对电力生产排放的标准越来越高，因此建设燃气发电厂近年来成为了各个电力行业的“时尚宠儿”，这就要求燃机运行中NOx排放量不大于规定值，最大限度地减少燃机运行产生的NOx排放量，这时燃烧模式成了影响排放量多少的关键性因素。

1、设备概述AE94.2型燃机是频率为50HZ的单轴重型燃机，采用冷端驱动和筒形燃烧室，单轴结构能够直接从燃机的压气机端驱动发电机，外部空气通过进气系统进入压气机压缩后进入每个燃烧室顶部的燃烧器中，燃料在两个对称布置的带多个燃烧器的筒形燃烧室中进行燃烧，燃烧筒垂直于透平两端进行布置并分别装有8个燃烧器，高温气体经过透平将热能转化为机械能驱动燃机转动，最后气体通过排气扩散器排出。

2、燃烧过程中模式的切换原理和条件燃烧模式分为扩散和预混燃烧模式，在低负荷过程中天然气进入扩散燃烧器，并流经扩散燃烧器的环形空间，与燃烧空气进行混合并且通过轴向旋流器进入燃烧区域；在高负荷时，天然气和燃烧空气通过斜旋流器的叶片进行混合，天然气通过燃气分配器、斜向旋流器叶片进入，然后和燃烧空气进行混合。

1.值班器无故障；2.扩散、预混燃料阀的燃烧传感器器无故障；3.IGV（进气可导静叶）控制无故障；1.燃烧室的相对压差比>1%；1.IGV（进气可导静叶）全关；2.TETC（排气温度）>510℃；当满足以上6个条件时，燃机会自动由扩散切换到预混燃烧模式。

3、燃烧模式切换过程介绍4、故障现象分析及处理4.1扩散切预混模式失败经过某电厂进行了第一次燃烧模式的切换过程：2019年03月17日 23:08:01，1号燃机负荷89.56MW，天然气压力20.99bar,CV阀(主燃料阀)开度38.53%，PGCV阀（值班气阀）开度10.31%，左右两侧燃烧室火焰强度均为97%；23:08:35，燃烧模式切换成功，预混模式下燃烧稳定，燃机负荷94.07MW，压力20.78bar，此时CV阀36.44%，PGCV阀开度60.29%，左、右两侧燃烧室火焰强度均为97%；23:09:00，1号燃机发出燃机熄火跳闸保护动作。

各种低氮燃烧技术的特点技术01扩散式燃烧这是⼀种最简单的燃烧⽅式，该燃烧⽅式的优点是简单、容易点⽕、不会回⽕、燃烧稳定及燃具结构简单。

缺点是，对于空⽓需求量⼤的⾼热值燃⽓，靠层流扩散达不到完全燃烧，烟⽓中C0含量⽐较⾼，燃具体积⽐较⼤。

强制⿎风扩散燃烧⽅式多⽤于⼯业炉中的⼯业燃烧器。

采⽤这种燃烧⽅式需要合理地组织空⽓与燃⽓混合，避免产⽣⼤量的N0x与C0。

O2含量2%--12%；，相对点⽕容易。

但是，NOX含量⽆法控制。

技术02部分预混式燃烧部分预混式燃烧习惯上⼜称⼤⽓式燃烧。

与扩散式燃烧相⽐，部分预混式燃烧具有燃烧完全、⽕焰短、热强度⼤的优点，但是这种燃烧⽅式可能产⽣回⽕、离焰与脱⽕，在控制好⼀次空⽓的条件下，能具有⼀定范围的不离焰、不回⽕的稳定⽕焰区，在此区内可以调节热负荷。

部分预混式燃烧也有以下缺点：a.需要组织好⼆次空⽓，需要⾜够的⼆次空⽓进⼝⾯积及必要的炉膛⾼度，所以很难减⼩燃烧设备的体积。

b.燃烧产物中N0x含量较⾼，采取措施后，N0x含量降低，⽽C0含量升⾼，很难达到C0与N0x含量都降低的效果。

在有些较⼤功率燃烧器结构中，为了保证点⽕成功率，中⼼形成⽕焰⿊区，采⽤部分预混。

其他与扩散式燃烧相同。

技术03精准控制全预混式燃烧将燃烧所需空⽓精准混⼊燃⽓再进⾏燃烧的全预混式燃烧，其特点是⽕焰短，附着于燃烧表⾯，甚⾄看不到⽕焰，故也称作⽆焰式燃烧。

这种燃烧⽅式的稳定性较差，稳定燃烧的范围较⼩，必须采⽤防⽌离焰与回⽕的稳焰措施。

精准控制全预混式燃烧的优点：燃烧强度⼤，⽕焰短，可以降低炉膛⾼度；不需要⼆次空⽓，省去了⼆次空⽓的⼊⼝⾯积；具有较⼤的⾯积热强度与体积热强度，可缩⼩燃烧设备体积；⽕焰⾯可以靠近热交换器，增⼤传热系数；燃烧产物中C0及N0x含量都⽐较低。

精准控制全预混式燃烧的缺点及特殊的技术要求：当热负荷较⼤时，⽆法利⽤燃⽓⾃⾝压⼒通过引射器吸⼊空⽓，需要有保证燃⽓与空⽓混合⽐例的装置，并且维持此⽐例不受热负荷变化的影响；应有可靠的避免离焰、回⽕的稳焰措施，必要时需要冷却头部，防⽌回⽕。

实务基础知识必考（一）燃烧(2)第二节燃烧类型及其特点二、按燃烧物形态分类燃烧物形态：（一）气体燃烧可燃气体的燃烧不需像固体、液体那样经熔化、蒸发过程，其所需热量仅用于氧化或分解，或将气体加热到燃点，因此容易燃烧且燃烧速度快。

根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同，其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。

1.扩散燃烧即可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂互相扩散，边混合边燃烧。

在扩散燃烧中，可燃气体与空气或氧气的混合是靠气体的扩散作用来实现的，混合过程要比燃烧反应过程慢得多，燃烧过程处于扩散区域内，整个燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。

扩散燃烧的特点为：燃烧比较稳定，火焰温度相对较低，扩散火焰不运动，可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行，燃烧过程不发生回火现象（火焰缩入火孔内部的现象）。

对稳定的扩散燃烧，只要控制得好，就不会造成火灾，一旦发生火灾也较易扑救。

2.预混燃烧是指可燃气体、蒸气预先同空气（或氧）混合，遇引火源产生带有冲击力的燃烧。

预混燃烧一般发生在封闭体系中或在混合气体向周围扩散的速度远小于燃烧速度的敞开体系中，燃烧放热造成产物体积迅速膨胀，压力升高，压强可达709.1～810.4kPa。

火焰在预混气中传播，存在正常火焰传播和爆轰两种方式。

预混燃烧的特点为：燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，反应混合气体不扩散，在可燃混合气中引入一火源即产生一个火焰中心，成为热量与化学活性粒子集中源。

（二）液体燃烧易燃、可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的液体蒸气被分解、氧化达到燃点而燃烧，即蒸发燃烧。

因此，液体能否发生燃烧、燃烧速率高低，与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质密切相关。

可燃液体会产生闪燃的现象，发生闪燃时的最低温度称为闪点。

可燃液态烃类燃烧时，通常产生橘色火焰并散发浓密的黑色烟云。

醇类燃烧时，通常产生透明的蓝色火焰，几乎不产生烟雾。

某些醚类燃烧时，液体表面伴有明显的沸腾状，这类物质的火灾较难扑灭。

燃气的燃烧方式分类燃气的燃烧方式通常有三种:扩散式燃烧、部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。

一、扩散式燃烧燃气与空气不预先混合，即一次空气系数α=0，燃气从火孔流出进行燃烧，燃烧所需要的空气，完全依靠扩散作用从周围大气中获取，这种燃烧方式称为扩散燃烧。

例如，燃气从钢管的渗漏孔外泄时的燃烧，就属于这种形式.扩散燃烧的火焰长而无力，它像蜡烛燃烧那样分成三层火焰，中心的火焰较暗，这是还未达到着火温度的可燃气流;中间一层发光明亮，这一层是碳氢化合物受热分解成的碳和氢，游离碳在高温下灼热发光;最外层是可燃气体扩散在空气中燃烧所形成的。

从外形上看，扩散式燃烧的火焰拉得较长，且为黄色，但仍会看到下部的外表有一层薄薄的蓝色，这是周围空气无法进入火焰内部的结果 (“进入”是指空气与燃气混合)，这种扩散式燃烧通常用在工业上生产化工原料 (炭黑)，也普遍用于点火火源。

由于扩散燃烧是通过空气的扩散作用而进行的，其混合速度慢，所以火焰温度较低，常会发生不完全燃烧。

液化石油气不宜采用这种燃烧方式，原因是燃烧需要的空气量较多。

扩散式燃烧器是按层流扩散的原理来设计的。

燃烧所需要的空气量，常用加大过剩空气系数的方式来提供。

但采用过剩空气系数加大办法会使燃烧温度下降，燃烧情况恶化，热强度较低。

如采取适当的强制送风措施，则可加大气流扰动，对提高热强度，减少火焰长度有作用。

二、部分预混式燃烧如果燃气与所需的空气预先进行部分混合，即0<αꞌ<1，然后让混合气体从火孔流出，则一经点燃，就有部分燃气靠一次空气首先燃烧起来，形成火焰的焰心，又称内锥。

内锥中间为预热区，内锥表面叫焰面。

其余的燃气与燃烧产物混合在一起，并与周围的空气进行扩散转移，再将燃烧进行完毕，这时所混合的空气称为二次空气，形成的火焰俗称外锥。

由于火孔内气体压力比周围空气压力大，燃气流出后即向外膨胀，因此，内锥底部直径比火孔直径略大一些。

这种燃烧所形成的火焰结构常称为本生火焰。