雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù)施工工法

作為一種全新的燃燒技術(shù)，聚能燃燒技術(shù)以全預(yù)混燃燒為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)預(yù)混、燃燒結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，提高了熱效率。同時(shí)，聚能燃燒技術(shù)采用三元催化技術(shù)，燃燒產(chǎn)生的煙氣中CO、HC(碳?xì)浠衔?和NOx等的含量均大幅下降。另外，聚能燃燒采取以輻射換熱為主的換熱方式，利用拋物球聚能反射和低光輻射的原理減少熱損失，換熱效率高。

聚能燃燒技術(shù)的主要特征如下:

全預(yù)混燃燒是通過(guò)引射作用將燃燒所需的空氣全部吸入燃燒器腔內(nèi)，并與燃?xì)獬浞值幕旌虾笤龠M(jìn)行燃燒的技術(shù)。

全預(yù)混燃燒與部分預(yù)混燃燒比較有以下特點(diǎn):首先，全預(yù)混燃燒器的喉部較大，能引身較多的空氣;其次，具有超大腔體，各火孔前壓力均勻一致;第三是全預(yù)混器火孔熱強(qiáng)度特低，約0.25W/mm(其它大氣式燃燒器約為5.8~9.35W/mm)，火孔總面積大，也使燃?xì)饧翱諝饣旌衔锪鲃?dòng)的阻力減少，能自然引射更多空氣。這幾個(gè)因素構(gòu)成全預(yù)混燃?xì)馀c空氣按照理論空氣量的105%-130%的混合比例充分預(yù)混，為完全預(yù)混燃燒準(zhǔn)備了條件。

部分預(yù)混燃燒時(shí)，燃燒在火孔外進(jìn)行，能見(jiàn)到內(nèi)焰、外焰和高亮燃燒焰面;而聚能燃燒按照穩(wěn)定的空-燃混合比在火道內(nèi)瞬間完成，在火孔外只有已經(jīng)過(guò)一次換熱的較高溫?zé)煔饬飨蝈伒走M(jìn)行換熱，而沒(méi)有燃燒反應(yīng)過(guò)程，故稱(chēng)無(wú)焰燃燒。

部分預(yù)混燃燒時(shí)，一次空氣系數(shù)為0.6左右，在一次火焰外仍需補(bǔ)充大量空氣進(jìn)行二次燃燒，為保證燃燒充分，過(guò)?？諝庀禂?shù)較高(通常ɑ=1.6~2)，高溫?zé)煔饬枯^多，通過(guò)煙氣帶走大量的熱量，造成能量損失;而全預(yù)混燃燒在燃燒反應(yīng)發(fā)生前已引射足夠量的助燃空氣，并充分混合均勻，能在較低過(guò)?？諝庀禂?shù)(通常ɑ=1.05~1.3)下達(dá)到完全燃燒，由于其高溫?zé)煔饬可?，燃燒時(shí)由煙氣帶走的熱量也少，因此熱效率高。

聚能燃燒技術(shù)采用催化燃燒的方式，燃?xì)庠谌紵昂退杩諝獬浞诸A(yù)混，燃?xì)馊紵浞?。同時(shí)，催化劑將燃燒產(chǎn)生的CO、HC(碳?xì)浠衔?和NOx等有害氣體通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)?由于這種催化可同時(shí)將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，故稱(chēng)三元)。

燃燒過(guò)程中生成的NOx有三種:熱力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx。家用燃?xì)庠罹呷紵龝r(shí)煙氣中的NOx主要是熱力型NOx。

熱力型NOx的生成與溫度、壓力、N2濃度、O2濃度以及停留時(shí)間有關(guān)，其中燃?xì)獾娜紵郎囟?、過(guò)?？諝庀禂?shù)和混合氣體在火焰區(qū)域滯留的時(shí)間對(duì)熱力型NOx的生成有決定性的影響。

聚能燃燒技術(shù)NOx排放量低的原因有:

(1) 焰面后區(qū)域溫度較低。雖然火焰的峰值溫度較高，但在火焰面的后部，由于高溫的燃燒產(chǎn)物與金屬發(fā)熱體孔壁之間存在強(qiáng)烈的對(duì)流換熱，煙氣的溫度迅速下降。NOx生成反應(yīng)所需要的活化能高于燃?xì)饪扇汲煞峙c氧反應(yīng)的活化能，故溫度型NOx的生成速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃燒速度;NOx的生成反應(yīng)發(fā)生在火焰面的下游，而火焰面的下游溫度迅速下降，不能形成局部高溫區(qū)，因此NOx的生成量較少。

(2) 火焰面后部過(guò)剩氧濃度低。聚能燃燒技術(shù)采用完全預(yù)混的燃燒方式，過(guò)?？諝庀禂?shù)很小，約為1.03~1.06，并在過(guò)?？諝庀禂?shù)很小的情況下達(dá)到完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中剩余的氧氣濃度很低，故亦導(dǎo)致NOx生成量降低。

(3) 煙氣在火焰區(qū)滯留的時(shí)間短。由于是全一次預(yù)混燃燒，又是預(yù)熱火焰，燃燒速度非?？欤鹧婧芏?，以致肉眼看不到，而不像大氣式燃燒有一個(gè)很長(zhǎng)的燃燒區(qū)域.在這個(gè)極短的火焰區(qū)域內(nèi)，燃燒產(chǎn)物的滯留時(shí)間也極為短暫，因此NOx的生成量較低。

3.6 拋物球聚能反射

聚能燃燒器火孔面的組合形式為拋物球面(即凹面鏡形狀)，與尖底炒鍋的弧度大致相等。拋物球面向上輻射熱量時(shí)，其輻射方向?yàn)樵撉蛎娴那蛐狞c(diǎn)，因而可以減少向周?chē)较蜉椛鋫鳠?，有效聚焦熱量，具有明顯的節(jié)能效果。

輻射換熱是一種高效的傳熱方式，比對(duì)流和導(dǎo)熱等傳熱方式快得多，它是兩個(gè)溫度不同的物體，以電磁波輻射的方式交換熱量的過(guò)程。

聚能燃燒由于是完全一次預(yù)混燃燒，又是預(yù)熱火焰，燃燒速度非?？欤鹧婧芏?，聚能燃燒器的燃燒完全在金屬發(fā)熱體的內(nèi)部進(jìn)行，高溫的燃燒產(chǎn)物與金屬發(fā)熱體孔壁之間進(jìn)行強(qiáng)烈的對(duì)流換熱，將金屬發(fā)熱體迅速加熱到850℃~950℃，激發(fā)高能紅外線(xiàn)，向鍋體輻射。由于燃燒器火道表面積大，一次換熱量較高，通過(guò)金屬蜂窩體過(guò)度對(duì)鍋的輻射熱量占總換熱量的55-60%。

家用燃?xì)庠罹呷紵龝r(shí)火焰發(fā)射的光主要有可見(jiàn)光、紅外光，其中紅外光的頻率和常見(jiàn)固體的固有頻率相仿，更容易激發(fā)固體分子引起共振，所以紅外光熱效應(yīng)最強(qiáng)烈。

普通大氣式燃燒器燃燒時(shí)火焰發(fā)射的光中可見(jiàn)光占的比例較大，而聚能燃燒是完全預(yù)混的無(wú)焰燃燒，很少能量轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，燃燒產(chǎn)生的能量大多都轉(zhuǎn)化為具備強(qiáng)烈熱效應(yīng)、鍋具可迅速吸收的紅外光。因而聚能燃燒技術(shù)可見(jiàn)光損失很小。