天然氣燒嘴：點燃的濃度界限研究對天然氣燒嘴的設計有很強的指導意義
添加時間：2018/8/26 10:38:38 瀏覽次數：1695
一、點燃的濃度界限：
天然氣燒嘴經鄭州中威環保設備有限公司多次實驗表明：點燃如同自燃一樣存在著所謂的著火界限，就是說可燃混合氣并不是在任何壓力或任何可燃混合氣的組成下都能被點燃，而是存在著一定的濃度界限和*小很 限壓力，這些重要數據經鄭州中威環保設備有限公司總結 、驗證并且應用在天然氣燒嘴、 柴油燒嘴等設備。
經研究表明：若可燃混合氣太貧（燃料含量較少）或太富，則所需的*小點火能量將很大，甚至無限大，而任何實際的點火系統所能提供的著火能量都是有限的，因此，這就是意味著對于燃料過貧或過富的可燃混合物是無法點燃的。
圖5-19給出了兩種不同可燃混合氣的著火（點燃）濃度界限。在理論文獻中，表示著火范圍的濃度界限都是用壓力（或溫度）對可燃混合氣組成的關系曲線來描述的。這些圖形的曲線通常是不對稱的，或偏向左，或偏向右。從圖5-19的曲線中可以看出：隨著壓力的下降，著火范圍變窄，存在著一個*壓力。低于這個壓力，則不論可燃混合氣的組成如何，都無法使其點燃。這時，著火濃度的上下界限趨近一致。
這些結果對天然氣燒嘴的設計與運行有著實際意義。
二、影響點燃界限的諸因素：
鄭州中威環保設備有限公司研究另一重要觀點：影響點燃界限的因素主要有壓力、溫度、流速和摻雜物等。它們對其影響的性質與程度可通過實驗測定并繪制成圖線來說明。
1.壓力的影響：
壓力對點燃界限的影響如圖5-19所示。壓力的影響僅當壓力逐漸下降時才顯著，而在較高的壓力下，可以說壓力對濃度界限沒有影響，這一情況與自燃時在 T=常數下的臨界壓力與可燃混合氣組成之間的變化關系相類似。不過，自燃指的是在給定的壓力和可燃混合氣濃度范圍內，整個容器中可燃混合氣由于本身的氧化反應使整個體系達到自燃溫度而形成的著火。但點燃則不然，整個可燃混合氣溫度是比較低的，處于常溫狀態，著火則需借助于其他高溫能源，先在某局部地區形成著火，然后再傳播到各處。所以，在自燃過程中只有爆炸過程，而無火焰的傳播過程。
2.溫度的影響：
提高可燃混合氣的初始溫度，對大多數烴類燃料與空氣的混合氣而言，可使其點火界限變寬，如圖5-20所示。其原因在于此時提高了反應的放熱率，而對散熱的影響則不大。實驗表明，溫度對著火界限的影響主要反映在上限，而對下限則沒有什么影響。
3.流速的影響：
流速對點燃界限的影響主要表現在與換熱α有關的Nu數的變化上。例如用熾熱圓球點火時，
Nu=2+0.6Re1/2 Pr1/3
在其他條件相同時，流速越大，著火范圍越小，亦即越不容易被點燃。圖5-21給出了烴類燃料戊烷的點火界限的實驗結果。它是烴類燃料的一個典型例子。實驗表明，當可燃混合氣組成接近化學當量比量，可以被點燃的速率為*。從圖中還可看出，點燃界限還與點燃的熾熱物體的大小（例如圓球的直徑）有關，熾熱物體（圓球直徑d）尺寸越小，點燃界限就越小。
4.摻雜物的影響：
實驗和理論計算都表明，當可燃混合氣中摻雜有一定量的不可燃氣體如N2、CO2、Ar、He等后，會使著火范圍變窄。如果摻雜量過多的話，則可使可燃混合氣無法被點燃。其原因是在于不可燃氣體的摻入將影響到反應放熱速率和火焰傳播速率。
圖5-22表示了在甲烷-空氣混合氣中摻入不同不可燃氣體數量時對點燃界限的影響。
不可燃氣體的摻入對著火界限的影響主要反映在著火上限，這是因為在燃燒過貧情況下，過量的氧量已起著相當于不可燃摻雜物的作用，此時若燃料濃度不變而以其他摻入物代替氧，則對點燃界限的影響就不大了。
不同不可燃氣體若摻入比例相同時，則對點燃濃度界限的影響也不一樣。這是由于此時所組成可燃混合氣（λ/cp）值不同之故，導熱性能好能促使火焰傳播，而比熱大卻能抑制火焰傳播。在工程上就利用這種特性來制造滅火劑。一種好的滅火劑應該具有低的導熱系數和較大的比熱。
三、多組合可燃混合物的點燃濃度界限：
若向可燃混合氣中摻入的不是不可燃氣體，而是另一種可燃氣體，則將形成一種多組分的可燃混合物。
這類氣體主要有：高爐煤氣與焦爐煤氣的混合，高焦混合氣燒嘴經鄭州中威環保設備有限公司研發已經大量推向市場，這類混合氣體的濃度界限怎樣確定才能讓燒嘴達到*的使用效果？其它多種混合氣體都有哪些特點？這也是中威公司研究的方向，期待著大家一起探討學習。
版權所有 ：鄭州中威環保設備有限公司 電話：0371-60960056 手機：13849187223
網址：www.mbqjr.cn 傳真：0371-63689310 郵箱：[email protected]
公司總部：河南省鄭州市金水區豐慶路118號 管理入口
生產地址：河南省鄭州市滎陽市喬樓鎮 豫ICP備13006667號-3 
豫公網安備 41010502002963號
