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在传统的工业炉设计中，燃烧器的火焰速度大约为每秒几米，当燃烧产物温度在600 °C～800 °C时，炉内对流换热与辐射换热各占50％；在燃烧产物温度为800 ℃以上时，以辐射换热为主；在燃烧产物温度达到1 400 ℃时，辐射换热是对流换热的10倍,所以大部分炉窑设计中,是以辐射换热为基础。但是在采用高速气体燃烧器后，即使在高温区，炉内被强化的对流换热在综合换热中所占的比重大大提高，具体说明如下：
采用普通燃烧器时，火焰速度低，燃烧产物在被加热物表面的流动为层流，层流的对流换热系数为h1-Nu＊λ/d。
式中 努谢尔特数Nu=0.332Pr1/3＊Re1/2；Pr为普朗特数；Re为雷诺数；λ为气体的导热系数；d为流道当量直径。
采用高速气体燃烧器, 火焰喷射速度高(100 m/s～300 m/s),被加热体表面流动以紊流为主，紊流附面层局部放热系数为h2=Nu＊λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
设加热炉内腔尺寸为6.45m×2.3m×2.9m，燃烧产物温度为1 790 ℃，被加热体温度为900 ℃。
采用普通燃烧器，燃烧产物流速为5 m／s时，燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h＊m2。
采用高速气体燃烧器，燃烧产物流速为150 m/s时，燃烧产物与被加热体表面之间的对流换热比热流为q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h＊m2。q2是q1的4倍。
国外曾就辐射加热炉和高速对流加热炉进行过比较试验，在0 ℃～1 200 ℃的加热过程中，辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的6倍，在750 ℃～1 200 ℃的加热过程中，辐射加热炉所需加热时间是高速对流加热炉的10倍。
1980年，国内引进高速气体燃烧器在井式加热炉上进行技术改造，原有的辐射加热炉从0 ℃～650 ℃升温需要24 h，而采用了高速气体燃烧器的加热炉从0 ℃～650 ℃升温只需4 h，并且燃料消耗量也由于采用了高速气体燃烧器可以节省25%～30％。在油田，用高速气体燃烧器改造成三合一加热炉，加热效率提高了1倍，而燃料消耗量节约了20％。
高速气体燃烧器的燃烧产物高速冲进加热炉内，搅动多倍的炉内气体随之掺混，可以大大提高炉内温度均匀度。国外一家工厂用高速气体燃烧器改造加热炉后，炉内温度均匀度可由±15 ℃提高到±2 ℃。国内井式加热炉采用高速气体燃烧器后，炉温均匀度达到±7 ℃。
煤气烧嘴分有焰烧嘴和无焰烧嘴两类。有焰烧嘴的特点是：煤气与助燃空气在烧嘴内部只进行部分混合或不进行混合，喷到炉内后再边混合边燃烧，火焰较长并有明显的轮廓，如低压煤气烧嘴、平焰烧嘴、自身预热烧嘴等。无焰烧嘴的特点是：煤气与空气在烧嘴内部即已达到完全混合，混合气喷出烧嘴后能立即着火燃烧，火焰很短且无明显轮廓，如高压喷射式烧嘴。
平焰烧嘴的特点是燃料与助燃空气以强烈的旋转运动喷出烧嘴，并沿垂直于烧嘴中心的炉壁（或炉墙）展开，在紧靠炉壁表面的一层空间内完全燃尽，形成圆盘形平火焰，能在相当大的平面内造成均匀的温度场，而且火焰黑度大，可实现均匀加热、快速加热，而取得一定的节能效果。
平焰烧嘴有鼓风式煤气平焰烧嘴和引射式煤气平焰烧嘴。
高速烧嘴的基本原理是：燃料在燃烧室内即实现完全燃烧。由于燃烧室是密闭的，并保持足够的正压力，使高温燃烧产物以高速喷出，因而强化了对流传热，促进炉内气流循环，均匀了记温。如果增大一、二次风的过剩量，还可以调节出口气体的温度，使之接近于工件的加热温度，防止工件过烧，保证加热质量，这种烧嘴又称高速调温烧嘴。
我国天然气和煤制气（原料为煤）资源丰富，且属于洁净能源，顾有着良好的社会经济效益。燃气燃烧机符合我国产业政策，市场前景很好，大有发展前途。然而在燃气燃烧机研制设计中，燃气特性—易燃、易爆及毒性，控制的首要问题。下面介绍一下燃气燃烧机的控制要求 ：
根据燃气在炉膛内的燃烧特性，对其控制要求内容主要有预吹风、自动点火、燃烧状态监控、点不着火的保护、熄火的保护、燃气压力高低限保护、空气压力不足保护、断电保护、燃气泄漏事故的措施等。
预吹风：燃烧机在点火前，必须有一段时间的预吹风，把炉膛与烟道中余气吹除或稀释。因为燃烧机工作炉膛内不可避免地有余留的燃气，若未进行预吹风而点火，有发生爆炸的危险．必须把余气吹除干净或稀释，保证燃气浓度不在爆炸极限内。预吹风时间与炉膛结构及吹风量有关一般设置为15-60秒
自动点火：燃气燃烧机宜采用电火花点火，便于实现自动控制。可用高压点火变压器产生电弧点火，要求其输出能量为：电压≥3. 5K V、电流≥15mA ， 点火时间一般为：2～5秒。
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