燃气锅炉内燃烧器的点火

燃气锅炉内燃烧器的点火

燃料着火燃烧必须要有一定的温度。

燃气燃烧器的点火，就是为燃气提供一个高温热源，使其温度升高着火，燃烧。

常用的点火热源有电火花、热丝和点火火焰等。这几种点火源都可直接用于燃气的点火，其中以电火花点火用得最为普遍。对于热功率较小的燃烧器

以下)，常将点火、气枪及鼓风调风器装成一个整体，形成整体式燃烧器。

*图 ! " !# 用点火火焰点燃主燃料

对于容量较大的燃气燃烧器，一般都采用一个单独的气体火焰点火，也就是所谓的

自动点火装置。自动点火装置实质上就是一个容量很小的用电火花点火的气体燃烧

器，它是用电火花点燃点火喷嘴喷出的可燃气体形成点火火焰，然后再用此火焰将主燃

烧器的燃料点燃，如图 ! " !# 所示。

燃气是易燃气体，十分容易点燃，为什么还要设点火喷嘴呢?这源自燃气的爆炸极

限。燃气点火一定要遵循“火等气”的原则。对于大容量燃烧器，如果因某种原因使电

火花滞后于燃气供给几秒钟，则先进入炉膛的燃气就与空气形成了可燃气体混合物，再

遇火花就会引起爆炸。有了点火喷嘴，一般它的喷气量仅为主燃气量的 ! $ !% & ! $ !’，即 使发生上述火花在允许时间内滞后，也因燃气浓度低于爆炸下限而不至引起爆炸。所

以，设点火喷嘴是出于安全需要。

传热与受热面

从锅炉的工作过程可知，燃气进入锅炉后在炉膛中燃烧可形成高达 ! (’’) 左右的

高温烟气，但当它排出锅炉时却是不足 *’’)的低温烟气;另一方面，给水或回水以较低

温度进入锅炉，却形成较高温度的蒸汽或热水，这显然是由于高温烟气将其热量传递给

了温度较低的水。这种热量从高温介质(物体)向低温介质(物体)的传递过程就称为传

热。它是锅炉工作的第二个基本过程，其部件就是受热面。

在锅炉中，烟气和水之间是受热面，那么热量究竟是以怎样的方式进行传递，烟气

在炉膛和锅炉管束中是不是都以同样的方式将其热量传递给水的呢?

一、传热的基本方式

热量总是从高温处传向低温处，这是一个普遍的规律，其传递方式有传导、对流和

辐射三种基本方式。

! " 传导

*第一章 锅炉基本知识

热量沿着物体从高温端向低温端传导，或相互接触的物体间的热量交换的过程(或

现象)称为传导(或称导热)。如散热器，热量从内表面通过器壁传向外表面就是一种传

导过程。

物体传导热的能力的大小不仅与冷热端之间的温度差成正比，而且还与导热体的

性质有关，如铜、钢铁的导热能力就强，而木材、水垢的导热能力就很差，通常将前者称 为热的“良导体”，而将后者称为热的“不良导体”。

# " 对流

液体、气体或气液混合物流过与其温度不同的固体表面时发生的热量传递过程(或 现象)称为对流换热，简称对流。

由此可知，对流换热发生的条件：一是流体与固体表面间有相对流动;二是流体与

固体表面间必须有温差，且其换热量与温差成正比。如散热器，当热水在散热器内流过 时，由于其温度高于散热器表面的温度，所以热水就在流动过程中将其热量传递给散热 器内表面。由于钢铁是热的良导体，因散热器内表面的温度此时高于外表面，于是发生 了导热。热量传至外表面使其温度升高，于是又发生了散热器外表面与流动的空气(尽 管微弱)之间的对流换热。

$ " 辐射

高温物体(或介质)不通过接触或流动就将其热量直接向四周传递至低温物体(或

介质)的过程(或现象)称为辐射换热(或称热辐射)简称辐射。

辐射的特点之一是它不需要传热介质，如太阳的热量传到地球。众所周知地球表

面 %& 公里以上的空间就基本上没有空气和其他物质了，而太阳的热量却能从 ! 亿公里 以外传到了地球，就是通过辐射实现的。

辐射的另一个特点是其换热量与高温物体温度的四次方和低温物体温度的四次方

之差成正比，而不是像导热和对流，只与温度的一次方之差成正比。所以在锅炉中，利 用炉膛火焰(发光的烟气)的辐射放热就可以较少的受热面积得到较多的热量。

二、受热面

在锅炉的换热中，都是高温烟气通过金属壁面将其热量传给水、汽水混合物或蒸

汽、空气等。通常称这种接受烟气热量，并将其传给水汽等介质的金属壁面称为受热 面。

那么，受热面的传热属于上述三种基本方式的哪一种呢?可以说锅炉受热面的传

热不存在单一的一种传热方式，而是两种或三种传热方式的组合，一般称为复合传热。 ・ #$ ・

图 ! " #$ 所示的就是这种传热的全过程：高温烟气以辐射或对流的方式将热量传给受 热面的外(内)表面，再经传导至内(外)表面，最后由流过壁面的介质以对流的方式将热 量吸收。

*图 ! " #$ 管子的传热过程

**! " 外壁面 # " 内壁面 % " 管壁

由此可知，复合传热中受热面的壁总是进行导热，工作介质总是以对流的方式吸 热，而受热面从烟气接受热量的方式则有辐射与对流的不同。

为使辐射和对流换热规律得到有效利用，锅炉设计中就将传热进行了优化组合，即在 燃烧生成烟气温度最高的燃烧室周围布置受热面以吸收高温烟气(火焰)的辐射热，而在 烟气温度较低的流程中布置以对流为主要传热方式的受热面。在锅炉技术中，将这种燃 料燃烧并进行辐射换热的燃烧室称为炉膛，将其周围以辐射吸热为主的受热面称为辐射 受热面;通常还将水管锅炉炉膛的辐射受热面称为水冷壁，而将锅壳锅炉的炉膛及其辐射

受热面称为炉胆。

不论水管锅炉还是锅壳锅炉，其中以对流换热方式为主，从烟气吸收热量的受热

面，都称为对流受热面。水管锅炉的对流受热面多由水管管束组成，而锅壳锅炉的对流 受热面就是其烟管管束。

参考文献：www.zhengqiguolu.cc