高溫低氧燃燒時,燃料分為一次、二次燃料兩路供入燃燒室,一次燃料流量比二次燃料流量少得多。空氣經蓄熱體預熱后,升溫膨脹的空氣流經優化設計的噴嘴,與從一次燃料通道注入的一次燃料混合,發生高溫空氣燃燒,形成含氧體積濃度低于21 %的助燃氣流,再以較高速度噴入爐膛。噴入的氣流將劇烈帶引周圍靜止氣體或低速氣流,形成回流區。氣流噴入爐內速度越大,回流區越大。在一定范圍內,兩燃料入口間距越大、回流越強。一次燃料的燃燒將消耗掉助燃空氣中的部分氧氣,加上爐內煙氣再循環進一步降低助燃氣流中的含氧體積濃度,最終使得爐內燃燒氣流含氧體積濃度低于15 %,滿足燃燒所需的低氧濃度要求。燃燒器結構設計的重點是使之形成分級燃燒,以及達到高溫低氧燃燒,要求高速高溫空氣的噴入,能形成低氧的氣氛,并以此來設置燃氣噴口的位置。采用分級燃燒的一次燃料量與二次燃料量之比需要滿足下式 :

0 ≤M1/ M2 ≤0. 45

式中: M1 、M2 分別為一次燃料與二次燃料的量(標準狀態) ,m3/ s。高溫低氧燃燒主要是使預熱空氣的溫度達到800℃～1 100 ℃,流速也達到一定的要求,以便于燃燒后的煙氣在燃燒室內能形成回流區。一般情況下,要形成高溫低氧燃燒,燃料噴口的位置和高溫空氣噴口直徑之比需滿足下式 :

0. 2 ≤D1/ D2 ≤0. 5

式中: D1 為高溫空氣入口的直徑,m; D2 為燃氣入口點與高溫空氣入口圓心的距離,m。此外,加入燃燒室的高溫空氣和燃氣的流速也要滿足一定的要求,高溫空氣的流速為(40～120) m/ s ,燃料氣體的流速為(70～230) m/ s 。

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