工業(yè)爐燒嘴點(diǎn)火過程中有時(shí)會(huì)爆燃現(xiàn)象,給爐窯操作者添加了幾絲恐懼,雖然不會(huì)產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)損失,但還是有潛在的危險(xiǎn)。不過爆燃現(xiàn)象是可以有效控制的,燒嘴設(shè)計(jì)者從專業(yè)角度分析,更專業(yè)的了解這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,從而采取有效的措施來預(yù)防。
從燃燒過程來講,這個(gè)過程可分為兩個(gè)階段,第一個(gè)階段稱為著火階段,第二個(gè)階段即為著火后的燃燒階段。在第一階段中,燃料和氧化劑進(jìn)行緩慢的氧化作用,氧化反應(yīng)所釋放的熱量只是提高可燃混合物的溫度和累積活化分子,并沒有形成火焰。在第二階段中,反應(yīng)速度進(jìn)行得很快,并發(fā)出強(qiáng)烈的光和熱,形成火焰。
有兩種可使可燃混合物著火的方法:自燃著火和強(qiáng)迫著火。自燃著火是依靠可燃混合物自身的緩慢氧化反應(yīng)逐漸積累熱量和活化分子,從而自行加速反應(yīng),最后導(dǎo)致燃燒。所以自燃著火有兩個(gè)條件:
(1)可燃混合物應(yīng)有一定的能量儲(chǔ)存過程:
(2)在可燃混合物的溫度不斷提高,以及活化分子的數(shù)量不斷積累后,其反應(yīng)從不顯著的反應(yīng)速度自動(dòng)地轉(zhuǎn)變到劇烈的反應(yīng)速度,到這里大家可能就明白爆燃的產(chǎn)生原因了,高爐煤氣燒嘴中心管進(jìn)氣時(shí),被舉升的液體在環(huán)形空間的流速較低,其中的砂易沉淀、蠟易積聚,故常用環(huán)形空間進(jìn)氣的舉升方式。。再列舉一個(gè)容易想象的例子,柴油機(jī)中將液體燃料噴射到可以達(dá)到自燃著火條件的高溫高壓的空氣中去,就是利用可燃混合物的自燃著火的性質(zhì)。
在著火過程中最后達(dá)到劇烈反應(yīng)的現(xiàn)象稱之為爆燃,分析研究爆燃過程的理論即為爆燃理論 。
在可燃混合物的著火過程中,主要依靠熱量的不斷積累而自行升溫,最終達(dá)到劇烈的反應(yīng)速度的爆燃稱為熱力爆燃。
如果可燃混合物的著火過程,主要依靠鏈鎖分支來不斷積累活化分子,最終達(dá)到劇烈的反應(yīng)速度的釋放熱量而爆燃稱為鏈鎖爆燃。
所以熱力爆燃和鏈鎖爆燃是兩種不同類型的著火過程,在爐內(nèi)的燃燒過程中,由于燃燒反應(yīng)所釋放的熱量使可燃混合物溫度提高,對(duì)鏈鎖反應(yīng)來說,使熱力活化得以加強(qiáng)而增加活化分子數(shù)目,所以也必然強(qiáng)化其鏈鎖反應(yīng),與此相反,如果開始時(shí)鏈鎖反應(yīng)是在低溫下進(jìn)行,由于反應(yīng)后所放出的熱量使可燃物溫度提高,這樣也會(huì)強(qiáng)化熱力活化,而使鏈鎖反應(yīng)進(jìn)一步加速,這種既有升溫而使可燃混合物反應(yīng)加速,也有分支鏈鎖反應(yīng)加強(qiáng)而使可燃混合物反應(yīng)加速,最終達(dá)到劇烈的反應(yīng)速度和釋放熱量的爆燃稱為鏈鎖熱力爆燃,柴油燒嘴按進(jìn)氣的通路氣舉也可分為環(huán)形空間進(jìn)氣(正舉)和中心管進(jìn)氣(反舉)兩種。。
強(qiáng)迫著火是有一外加的熱源向局部區(qū)域的可燃混合物輸送熱量,煤粉燃燒器應(yīng)用領(lǐng)域很廣,在需要使燃料燃燒以加熱物料或反應(yīng)的工業(yè)場(chǎng)合都需要用燃燒器。,使之提高溫度和增加活化分子的數(shù)量,迫使局部地區(qū)的可燃混合物完成著火過程而達(dá)到燃燒階段,然后以一定的速度向其他區(qū)域擴(kuò)展,導(dǎo)致全部可燃混合物的燃燒,例如靠電火花或熾熱物體來加熱局部區(qū)域的可燃混合物。在鍋爐中的燃?xì)猓挽F炬或煤粉氣流靠高溫?zé)煔獾幕亓骱蜖t墻的輻射換熱的加熱而達(dá)到著火條件,形成燃燒區(qū)域,燃燒區(qū)域就以一定的速度向未燃的氣流擴(kuò)展,使由燃燒器噴出的可燃混合物連續(xù)地著火和燃燒。
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