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工业烧嘴点火过程中的爆燃现象分析

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工业烧嘴点火过程中的爆燃现象分析

发布日期:2017-10-28 作者: 点击:

工业炉烧嘴点火过程中有时会爆燃现象,给炉窑操作者添加了几丝恐惧,虽然不会产生大的经济损失,但还是有潜在的危险。不过爆燃现象是可以有效控制的,烧嘴设计者从专业角度分析,更专业的了解这种现象的产生原因,从而采取有效的措施来预防。  

从燃烧过程来讲,这个过程可分为两个阶段,第一个阶段称为着火阶段,第二个阶段即为着火后的燃烧阶段。在第一阶段中,燃料和氧化剂进行缓慢的氧化作用,氧化反应所释放的热量只是提高可燃混合物的温度和累积活化分子,并没有形成火焰。在第二阶段中,反应速度进行得很快,并发出强烈的光和热,形成火焰。  

有两种可使可燃混合物着火的方法:自燃着火和强迫着火。自燃着火是依靠可燃混合物自身的缓慢氧化反应逐渐积累热量和活化分子,从而自行加速反应,最后导致燃烧。所以自燃着火有两个条件:  

(1)可燃混合物应有一定的能量储存过程:  

(2)在可燃混合物的温度不断提高,以及活化分子的数量不断积累后,其反应从不显著的反应速度自动地转变到剧烈的反应速度,到这里大家可能就明白爆燃的产生原因了。再列举一个容易想象的例子,柴油机中将液体燃料喷射到可以达到自燃着火条件的高温高压的空气中去,就是利用可燃混合物的自燃着火的性质。  

在着火过程中最后达到剧烈反应的现象称之为爆燃,分析研究爆燃过程的理论即为爆燃理论。  

在可燃混合物的着火过程中,主要依靠热量的不断积累而自行升温,最终达到剧烈的反应速度的爆燃称为热力爆燃。  

如果可燃混合物的着火过程,主要依靠链锁分支来不断积累活化分子,最终达到剧烈的反应速度的释放热量而爆燃称为链锁爆燃。  

所以热力爆燃和链锁爆燃是两种不同类型的着火过程,在炉内的燃烧过程中,由于燃烧反应所释放的热量使可燃混合物温度提高,对链锁反应来说,使热力活化得以加强而增加活化分子数目,所以也必然强化其链锁反应,与此相反,如果开始时链锁反应是在低温下进行,由于反应后所放出的热量使可燃物温度提高,这样也会强化热力活化,而使链锁反应进一步加速,这种既有升温而使可燃混合物反应加速,也有分支链锁反应加强而使可燃混合物反应加速,最终达到剧烈的反应速度和释放热量的爆燃称为链锁热力爆燃。  

强迫着火是有一外加的热源向局部区域的可燃混合物输送热量,使之提高温度和增加活化分子的数量,迫使局部地区的可燃混合物完成着火过程而达到燃烧阶段,然后以一定的速度向其他区域扩展,导致全部可燃混合物的燃烧,例如靠电火花或炽热物体来加热局部区域的可燃混合物。在锅炉中的燃气,油雾炬或煤粉气流靠高温烟气的回流和炉墙的辐射换热的加热而达到着火条件,形成燃烧区域,燃烧区域就以一定的速度向未燃的气流扩展,使由燃烧器喷出的可燃混合物连续地着火和燃烧。


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