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工業燒嘴點火過程中的爆燃現象分析

發布時間:2019-08-28 16:42:38
   工業爐燒嘴點火過程中有時會爆燃現象,給爐窯操作者添加了幾絲恐懼,雖然不會產生大的經濟損失,但還是有潛在的危險。不過爆燃現象是可以有效控制的,燒嘴設計者從專業角度分析,更專業的了解這種現象的產生原因,從而采取有效的措施來預防。

  從燃燒過程來講,這個過程可分為兩個階段,第一個階段稱為著火階段,第二個階段即為著火后的燃燒階段。在第一階段中,燃料和氧化劑進行緩慢的氧化作用,氧化反應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,反應速度進行得很快,并發出強烈的光和熱,形成火焰。

  有兩種可使可燃混合物著火的方法:自燃著火和強迫著火。自燃著火是依靠可燃混合物自身的緩慢氧化反應逐漸積累熱量和活化分子,從而自行加速反應,最后導致燃燒。所以自燃著火有兩個條件:

  (1)可燃混合物應有一定的能量儲存過程:

  (2)在可燃混合物的溫度不斷提高,以及活化分子的數量不斷積累后,其反應從不顯著的反應速度自動地轉變到劇烈的反應速度,到這里大家可能就明白爆燃的產生原因了。再列舉一個容易想象的例子,柴油機中將液體燃料噴射到可以達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。

  在著火過程中最后達到劇烈反應的現象稱之為爆燃,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,最終達到劇烈的反應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,最終達到劇烈的反應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,在爐內的燃燒過程中,由于燃燒反應所釋放的熱量使可燃混合物溫度提高,對鏈鎖反應來說,使熱力活化得以加強而增加活化分子數目,所以也必然強化其鏈鎖反應,與此相反,如果開始時鏈鎖反應是在低溫下進行,由于反應后所放出的熱量使可燃物溫度提高,這樣也會強化熱力活化,而使鏈鎖反應進一步加速,這種既有升溫而使可燃混合物反應加速,也有分支鏈鎖反應加強而使可燃混合物反應加速,最終達到劇烈的反應速度和釋放熱量的爆燃稱為鏈鎖熱力爆燃。

  強迫著火是有一外加的熱源向局部區域的可燃混合物輸送熱量,使之提高溫度和增加活化分子的數量,迫使局部地區的可燃混合物完成著火過程而達到燃燒階段,然后以一定的速度向其他區域擴展,導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域的可燃混合物。在鍋爐中的燃氣,油霧炬或煤粉氣流靠高溫煙氣的回流和爐墻的輻射換熱的加熱而達到著火條件,形成燃燒區域,燃燒區域就以一定的速度向未燃的氣流擴展,使由燃燒器噴出的可燃混合物連續地著火和燃燒。

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