・４６・
江西能源２００９（２）
开发与应用
高炉煤气双旋流燃烧器的设计
郭
涛
江西南昌
（江西江联能源环保股份有限公司３３０００１）
摘要：本文深入分析了高炉煤气的燃烧原理，通过对高炉煤气燃烧火焰的传播速度、回火、脱火以及旋转射流的研究，介绍了笔者在高炉煤气双旋流燃烧器的研制心得。关键词：高炉煤气；双旋流燃烧器；设计中图分类号：＂Ｑ２９．８
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００５—７６７６（２００９）０２—４６一０３
Ｄ鹤ｉ班ｏｆｔｈｅＤｏｕｂｌｅ—ｖｏｒｔｅｘＢＩ嬲ｔＦｕｍａｃｅＧ嬲Ｂ唧ｅｒ
ＧＵＯＴ∞
（Ｊｉ蛐醛ｉＪｉａＩｌｇ“肌Ｅｎｅ啦ｒ＆Ｅｎｖｉ如彻ｅｎｔＣｏ．Ｌ土ｄＪｉ硼ｌｇ两３３０００ｌ，ｃｈｉｎａ）
Ａｈ嘲滔ｄ：ＩＩｌｔｌＩｉ８ａｎｉｃｌｅ’ｔｈｅ眦Ⅱｌｏｒ出Ｉａｌｙｚｅｄｔｌｌｅｏｏｍｂｍｔｉ仰ｍｅｃｈ肌ｉ８ｍ０ｆｈｌ衄ｔ南ｍ∞ｅ
ｇ蛆ｔｈ删ｇＩｄｙ．ｉＩｌ缸Ⅸｌｕｃｅｄ
ｄ即ｅ１０ｐｉｎｇ醴ｍｉＩｌ萨０ｆｔｌＩｅｄ叫Ｍｅ—ｖ０渤ｘｂｕｍｅｒ０ｆ‰ｔｆ岫８∞萨ｂｙ咖蛐ｔｈｅｄｉｍＪＢｉ伽ｓｐ∞ｄ０ｆｂＩ蝴ｌ岫ａ傥俨ｆＩ蛾，
ｔｌｌｅ
ｎ眦ｂａｃｋ，丑脚ｎ争—ｏ毗强ｄ
Ｋｅｙ
ｗｍ恤：ｂｌ柚ｔ如撇驴ｓ．ｔｌＩｅｄ伽ｂｌｅ＿ｖｏｎ既ｂ咖ｅＢｄ蜥
有可能随后被旁边的火炬继续点着。但锅炉中烧高炉煤气如果采用这种方法是不合适的。因为高炉煤气的发热值低，由喷管射出的速度较高时就易被吹灭。喷射速度既不能高，煤气的发热值又低，而要使锅炉达到一定的蒸发量，就要相当多的煤气，采用这种办法就必须设计大量的小孔式燃烧器来保证燃烧的经济性。
锅炉中主要采用预混型燃烧方式，在预混型燃烧时设计和运行必须要十分注意，混合气体在燃烧器中的流速不能过低，否则就可能发生回火现象，就可能把燃烧器烧坏；也不能过高，否则会发生脱火现象，火焰不稳定，燃烧不完全。１．２火焰的传播速度、回火、脱火
高炉煤气与空气的混合气体的流速一定时，燃烧器中是否可能发生回火现象取决于这种混合气体的火焰传播速度的大小，而实践证明，火焰传播速度受可燃混合物的性质、浓度、初始温度、压力、
ｗｈｉｄｉｒＩｇ
ｃｕ玎ｅｎｔ．
１．高炉煤气的燃烧原理
１．１高炉煤气燃烧形式
高炉煤气要燃烧，必然要有空气参与燃烧。简单的把煤气管插入炉膛内燃烧，周围送人的空气和这股煤气混合燃烧，也可使高炉煤气与空气在管内先混合好（或部分混合）再送人炉膛燃烧。前者称为扩散型燃烧，后者成为预混型燃烧（如部分混合则称为半预混型燃烧）。在高炉煤气扩散型燃烧时空气和煤气在大容量的燃烧器中燃烧不能很快地使空气和煤气充分混合．煤气不能很好地燃烧，常常在离燃烧器出口１米・８米远，甚至到炉膛出口附近还没来得及混台，燃烧完全，其经济性就差，且不安全，要保证燃烧的经济性和安全可采用小孔式燃烧，因其孔小，周围的空气能较快地与煤气混合，在较短的距离内和较小的范围内达到完全燃烧的目的，而且分股的小孔燃烧即使有个别被吹灭，也还
投稿时间：２００８埘—０６
作者简介：郭涛（１％３＿）．男，毕业于武汉工程大学热能工程专业，现在江西江联能源环保股份有限公司设计处从事锅炉设计工作。
万方数据
开发与应用
江西能源２００９（２）
・４７・
和添加剂种类及含量等因素的影响。
火焰传播速度首先和混合物的基本性质有关。可燃混合物的导热系数越大，则其火焰传播速度ｕｏ越大。如Ｈ：的导热系数很大，其ｕｏ也很大，ＣＨ４的导热系数很小，其ｕ０也很小。燃气的分子结构和反应能力与火焰传播速度有密切关系。
混合物的浓度（或表示为空气过量系数）明显地影响正常火焰传播速度，而且超过一定的范围，火焰将不能传播，这于着火浓度界限的概念是一致
的。
提高可燃混合物的初始温度，可增大火焰传播速度。造成这一结果的原因有：Ｔｏ提高后，把可燃物预热到着火温度所需的时间将缩短；燃烧反应速度加快；气体的导热系数随温度的升高而加大，密度随温度的升高而减小。
一般燃烧器的运行为紊流燃烧，其火焰传播速度不仅与可燃物的物理化学性质有关，更与流动状态有关。紊流火焰的特点是：火焰锋面皱曲，火焰的轮廓不完整，锋面较厚，火焰长度缩短，顶部变圆，发光区模糊。由此可见，紊流燃烧主要在发光的燃烧区内燃烧，经过燃烧区后，尚有少量未燃尽的燃料在高温燃尽区继续燃尽。如果此区域的温度不够，火焰就会迅速熄灭，造成未燃尽的燃料不燃烧。一般来说，紊流火焰较不稳定，易发生脱火现象。为了保持火焰的稳定性，常需要专门的火焰稳
定装置。
１．３燃烧器出口流速选择
混合气体的层流火焰的传播速度一般为附＝ｏ．
２ｍ，ｓ一１．ＯＩ眺，燃烧器出口的混合气体的平均流速为
１５ｎ以一舢，但是实际上煤气燃烧器还是会发生
回火现象，这是因为燃烧器的出口面积较大，气流处于湍流状态，湍流状态时混合气体的回火速度要比层流火焰的回火速度大得多（一般为５倍），同时混合气体的速度在整个截面上是不同的，中心最高，边壁最低为Ｏ；所以煤气和空气在燃烧器内预先混合好的气流中就有可能发生回火现象。
为防止预混型燃烧器的混合气流发生回火。不应使燃烧器的平均气流速度过低；此外还应使燃烧器出口截面上的气流速度尽量均匀。
反之，如果煤气与空气的混合气体在燃烧器出口的速度过高，也容易发生火焰吹熄的不稳定现象。为防止发生火焰被吹熄，不应使燃烧器出口的流速
过高。
因而燃烧器在设计时，其出口高炉煤气速度为
万方数据
２５ｎ以．３５ｎ以为宜，混合气体的出口速度控制在
２０ｌ口ｌ，ｓ—４０１ｌｌ，ｓ。
２旋转射流与高炉煤气双旋流燃烧器
２．１旋转射流
射流离开喷嘴前先强迫流体做旋转运动，从喷嘴流出后，气流一边旋转，一边向静止介质中扩散前进。这种射流称为旋转射流。
旋转射流具有一般射流的径向与轴向速度分量外，还具有一定分量的切向速度分量。旋转射流的流场的径向和轴向都产生压力梯度，引而，当射流旋转较强烈时，由于轴向压力梯度的增大，流体会在轴向上发生倒流，喷嘴附近出现回流区。从流场特征来看，旋转射流是由旋转紊流、自由射流和尾流三种运动组成。
燃烧技术中旋转射流是强化高炉煤气燃烧和组织火焰的一个有效技术，它能大大提高燃烧的强度和火焰的稳定性。旋转流场示意图见图一：
产生旋转射流的方法有：
１．使全部气流或部分气流沿切向进入主通道。２．在轴向管道中设置导向叶片，使气流旋转。３．采用旋转的机械装置，使通过其中的气流旋
转
图一旋转流转示意图
２．２旋流燃烧器的特点
旋流燃烧器同样有旋转射流的特点，旋转射流相对于自由射流，有其特点：见图一
在旋转射流中除了具有直流射流存在的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，而且其径向分速度在喷嘴出口附近比直流射流的径向分速度大得多。
由于旋转的原因，使得在轴向和径向上都建立了压力梯度，这两个梯度反过来又影响流场。在强旋转下，旋转射流的内部建立了一个回流区。可以看出，强旋转射流的流动区域与直流射流是不同的，其最大特点是射流内部有—个反向的回流区。
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③在强旋转下，旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从内回流区中卷吸介质，在燃烧过程中，从内外回流区卷吸的高温烟气对着火的稳定性起着十分重要的作用。
④旋转射流的扩散角一般比直流射流的大，而且它随旋转的强弱变化而变化。
⑤旋转射流的射程较小。２．３燃烧器旋流叶片角度的选择
旋流强度实质是旋流发生器或旋转射流出口处切向速度与轴向速度的比值，切向速度越高，旋流度就越大，旋流度越大，火焰长度越短，温度最高的火焰中心距燃烧器出口就越近；当某燃烧器设计好后，其旋流强度可由其几何结构求得，反之，由旋流度可以指导燃烧器旋流叶片角度的设计，由理论及经验可知，燃烧器的旋流强度ｓ＝ｏ．６时。１．２时，此时燃烧器的煤气侧旋流叶片角度为４５０左右，空气侧的旋流叶片角度在２５０左右，燃烧器的燃烧最佳，既高炉煤气与空气混合良好、中心回流区合适，燃烧器不会过热而烧坏。２．４双旋流燃烧器
双旋流燃烧器将高炉煤气和空气分别通过布置在煤气管和空气侧的轴向叶片产生旋流，两股气体在燃烧器出口的稳焰器内强烈混合燃烧，稳焰器就是半预混燃烧器的混合道。
这种燃烧器是根据旋转射流的流动与传质的基本原理来组织燃烧的，高炉煤气双旋流燃烧器的空气侧和煤气侧均装设有不同角度的旋流叶片，煤气及空气流经叶片时，煤气和空气均产生一定的旋流，使气流在沿轴向向前运动时的同时还产生沿径向的运动，这样煤气与空气能较早的混合。当旋转射流脱离喷口射人炉膛大空间时，由于失去了喷口边壁的约束作用，流体在离心力和惯性力的联合作用下一边向径向扩展，一边向前运动，形成扩展的旋转射流，其速度为三维空间向量，可分为轴向、切向和径向速度，由于煤气的平均速度一般较大，旋流强度也较小，径向速度小于轴向和切向速度。由于切向速度的存在，射流有径向和轴向的压力梯度，而此压力梯度反过来影响混合气体的流场。当反向的轴向压力梯度足够大时，沿射流中心线上形成了
反向的轴向流动，即反向回流区。在回流区内，周
围高温烟气逆射流的方向向喷口运动，从而加热混合气体，使之着火并稳定燃烧。同时燃烧器出口为喷入炉膛大空间及由于射流的外边界的强烈卷吸作用，也会产生外回流，从而形成中心和外围两个大
万方数据
回流区的稳定热源。旋流燃烧器的功能在很大程度上取决于旋转气流的特性，也就是回流区的大小和回流量、旋转气流的扩展角度。设计良好的燃烧器既可使混合气体混合良好，又可回流大量的热烟气，使之及早着火。３结束语
通过对锅炉燃烧火焰的分析与旋转射流及高炉煤气双旋流燃烧器的分析，可得出以下结论：
ｌ、高炉煤气燃烧器采用半预热混式燃烧器。如旋流式燃烧器，其空气与高炉煤气在燃烧出口较短的燃烧道内混合燃烧。
２、由于气体燃料燃烧会有其固有火焰传播速度过高、过低的气体流速状态会使火焰产生脱活，回火现象，工程设计中燃烧器出口混合气体的平均流
速一般为ｌ５ｍ／ｓ一４０Ｉｌ以。
３、旋转射流有其特点，当射流较强烈时流体在轴向上会产生一回流区，工程实际中燃烧器利用这点，可吸炉膛内高温烟气，加热燃烧器出口混合气体，使其及早着火，火焰较短。
４、通过对旋转射流的分析，可知旋流强度在ｓ－Ｏ．６．１．２时，燃烧器的回流区比较合适，此时高炉煤气侧的叶片与轴向的角度为４５０左右，空气侧的旋流叶片与轴向的角度为２５０左右。
５、双旋流燃烧器中的空气侧叶片旋转方向与煤气侧的旋转方向应一致，否则两个不同向的回流区就会互相抵消。
６、在燃烧器出口设置稳焰器，可以起到加大中心回流区的回流量，同时还起到点火板的作用和在火焰的根部产生一回流区，使高炉煤气着火更快。
参考文献
【ｌ】冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌。锅炉原理及计算（第三版）瞰】。
北京：科学出版社，２００３。
【２】赵钦新，惠世恩。燃油燃气锅炉【明。西安：西安交通大学出
版社。２∞０。
【３
ｌ杜永明，现代燃气（油）锅炉使用手册嗍。中国大地出版社，
２∞３。
【４１
２２０ｔ，Ｉｌ高炉煤气锅炉技术协议嗍。江西江联能源环保股份有限
公司。２００４。
【５】吴道洪，阎承沛．萧琦。王东方：高温空气燃烧技术蓄热式燃气辐射
管燃烧器的研制开发和应用【Ａ】；２００４年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集【Ｃｋ２００４年
ｆ６】丁翠娇，蒋扬虎．郑兆平．张茂杰，王杰．金承瑛：几种燃烧器的试验
研究【Ａ】２∞ｌ中国钢铁年会论文集（下卷）【ｃ】；２∞１年
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江西能源２００９（２）
开发与应用
高炉煤气双旋流燃烧器的设计
郭
涛
江西南昌
（江西江联能源环保股份有限公司３３０００１）
摘要：本文深入分析了高炉煤气的燃烧原理，通过对高炉煤气燃烧火焰的传播速度、回火、脱火以及旋转射流的研究，介绍了笔者在高炉煤气双旋流燃烧器的研制心得。关键词：高炉煤气；双旋流燃烧器；设计中图分类号：＂Ｑ２９．８
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００５—７６７６（２００９）０２—４６一０３
Ｄ鹤ｉ班ｏｆｔｈｅＤｏｕｂｌｅ—ｖｏｒｔｅｘＢＩ嬲ｔＦｕｍａｃｅＧ嬲Ｂ唧ｅｒ
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Ａｈ嘲滔ｄ：ＩＩｌｔｌＩｉ８ａｎｉｃｌｅ’ｔｈｅ眦Ⅱｌｏｒ出Ｉａｌｙｚｅｄｔｌｌｅｏｏｍｂｍｔｉ仰ｍｅｃｈ肌ｉ８ｍ０ｆｈｌ衄ｔ南ｍ∞ｅ
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Ｋｅｙ
ｗｍ恤：ｂｌ柚ｔ如撇驴ｓ．ｔｌＩｅｄ伽ｂｌｅ＿ｖｏｎ既ｂ咖ｅＢｄ蜥
有可能随后被旁边的火炬继续点着。但锅炉中烧高炉煤气如果采用这种方法是不合适的。因为高炉煤气的发热值低，由喷管射出的速度较高时就易被吹灭。喷射速度既不能高，煤气的发热值又低，而要使锅炉达到一定的蒸发量，就要相当多的煤气，采用这种办法就必须设计大量的小孔式燃烧器来保证燃烧的经济性。
锅炉中主要采用预混型燃烧方式，在预混型燃烧时设计和运行必须要十分注意，混合气体在燃烧器中的流速不能过低，否则就可能发生回火现象，就可能把燃烧器烧坏；也不能过高，否则会发生脱火现象，火焰不稳定，燃烧不完全。１．２火焰的传播速度、回火、脱火
高炉煤气与空气的混合气体的流速一定时，燃烧器中是否可能发生回火现象取决于这种混合气体的火焰传播速度的大小，而实践证明，火焰传播速度受可燃混合物的性质、浓度、初始温度、压力、
ｗｈｉｄｉｒＩｇ
ｃｕ玎ｅｎｔ．
１．高炉煤气的燃烧原理
１．１高炉煤气燃烧形式
高炉煤气要燃烧，必然要有空气参与燃烧。简单的把煤气管插入炉膛内燃烧，周围送人的空气和这股煤气混合燃烧，也可使高炉煤气与空气在管内先混合好（或部分混合）再送人炉膛燃烧。前者称为扩散型燃烧，后者成为预混型燃烧（如部分混合则称为半预混型燃烧）。在高炉煤气扩散型燃烧时空气和煤气在大容量的燃烧器中燃烧不能很快地使空气和煤气充分混合．煤气不能很好地燃烧，常常在离燃烧器出口１米・８米远，甚至到炉膛出口附近还没来得及混台，燃烧完全，其经济性就差，且不安全，要保证燃烧的经济性和安全可采用小孔式燃烧，因其孔小，周围的空气能较快地与煤气混合，在较短的距离内和较小的范围内达到完全燃烧的目的，而且分股的小孔燃烧即使有个别被吹灭，也还
投稿时间：２００８埘—０６
作者简介：郭涛（１％３＿）．男，毕业于武汉工程大学热能工程专业，现在江西江联能源环保股份有限公司设计处从事锅炉设计工作。
万方数据
开发与应用
江西能源２００９（２）
・４７・
和添加剂种类及含量等因素的影响。
火焰传播速度首先和混合物的基本性质有关。可燃混合物的导热系数越大，则其火焰传播速度ｕｏ越大。如Ｈ：的导热系数很大，其ｕｏ也很大，ＣＨ４的导热系数很小，其ｕ０也很小。燃气的分子结构和反应能力与火焰传播速度有密切关系。
混合物的浓度（或表示为空气过量系数）明显地影响正常火焰传播速度，而且超过一定的范围，火焰将不能传播，这于着火浓度界限的概念是一致
的。
提高可燃混合物的初始温度，可增大火焰传播速度。造成这一结果的原因有：Ｔｏ提高后，把可燃物预热到着火温度所需的时间将缩短；燃烧反应速度加快；气体的导热系数随温度的升高而加大，密度随温度的升高而减小。
一般燃烧器的运行为紊流燃烧，其火焰传播速度不仅与可燃物的物理化学性质有关，更与流动状态有关。紊流火焰的特点是：火焰锋面皱曲，火焰的轮廓不完整，锋面较厚，火焰长度缩短，顶部变圆，发光区模糊。由此可见，紊流燃烧主要在发光的燃烧区内燃烧，经过燃烧区后，尚有少量未燃尽的燃料在高温燃尽区继续燃尽。如果此区域的温度不够，火焰就会迅速熄灭，造成未燃尽的燃料不燃烧。一般来说，紊流火焰较不稳定，易发生脱火现象。为了保持火焰的稳定性，常需要专门的火焰稳
定装置。
１．３燃烧器出口流速选择
混合气体的层流火焰的传播速度一般为附＝ｏ．
２ｍ，ｓ一１．ＯＩ眺，燃烧器出口的混合气体的平均流速为
１５ｎ以一舢，但是实际上煤气燃烧器还是会发生
回火现象，这是因为燃烧器的出口面积较大，气流处于湍流状态，湍流状态时混合气体的回火速度要比层流火焰的回火速度大得多（一般为５倍），同时混合气体的速度在整个截面上是不同的，中心最高，边壁最低为Ｏ；所以煤气和空气在燃烧器内预先混合好的气流中就有可能发生回火现象。
为防止预混型燃烧器的混合气流发生回火。不应使燃烧器的平均气流速度过低；此外还应使燃烧器出口截面上的气流速度尽量均匀。
反之，如果煤气与空气的混合气体在燃烧器出口的速度过高，也容易发生火焰吹熄的不稳定现象。为防止发生火焰被吹熄，不应使燃烧器出口的流速
过高。
因而燃烧器在设计时，其出口高炉煤气速度为
万方数据
２５ｎ以．３５ｎ以为宜，混合气体的出口速度控制在
２０ｌ口ｌ，ｓ—４０１ｌｌ，ｓ。
２旋转射流与高炉煤气双旋流燃烧器
２．１旋转射流
射流离开喷嘴前先强迫流体做旋转运动，从喷嘴流出后，气流一边旋转，一边向静止介质中扩散前进。这种射流称为旋转射流。
旋转射流具有一般射流的径向与轴向速度分量外，还具有一定分量的切向速度分量。旋转射流的流场的径向和轴向都产生压力梯度，引而，当射流旋转较强烈时，由于轴向压力梯度的增大，流体会在轴向上发生倒流，喷嘴附近出现回流区。从流场特征来看，旋转射流是由旋转紊流、自由射流和尾流三种运动组成。
燃烧技术中旋转射流是强化高炉煤气燃烧和组织火焰的一个有效技术，它能大大提高燃烧的强度和火焰的稳定性。旋转流场示意图见图一：
产生旋转射流的方法有：
１．使全部气流或部分气流沿切向进入主通道。２．在轴向管道中设置导向叶片，使气流旋转。３．采用旋转的机械装置，使通过其中的气流旋
转
图一旋转流转示意图
２．２旋流燃烧器的特点
旋流燃烧器同样有旋转射流的特点，旋转射流相对于自由射流，有其特点：见图一
在旋转射流中除了具有直流射流存在的轴向分速度和径向分速度外，还有一个切向分速度，而且其径向分速度在喷嘴出口附近比直流射流的径向分速度大得多。
由于旋转的原因，使得在轴向和径向上都建立了压力梯度，这两个梯度反过来又影响流场。在强旋转下，旋转射流的内部建立了一个回流区。可以看出，强旋转射流的流动区域与直流射流是不同的，其最大特点是射流内部有—个反向的回流区。
・４８・
江西能源２００９（２）
开发与应用
③在强旋转下，旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从内回流区中卷吸介质，在燃烧过程中，从内外回流区卷吸的高温烟气对着火的稳定性起着十分重要的作用。
④旋转射流的扩散角一般比直流射流的大，而且它随旋转的强弱变化而变化。
⑤旋转射流的射程较小。２．３燃烧器旋流叶片角度的选择
旋流强度实质是旋流发生器或旋转射流出口处切向速度与轴向速度的比值，切向速度越高，旋流度就越大，旋流度越大，火焰长度越短，温度最高的火焰中心距燃烧器出口就越近；当某燃烧器设计好后，其旋流强度可由其几何结构求得，反之，由旋流度可以指导燃烧器旋流叶片角度的设计，由理论及经验可知，燃烧器的旋流强度ｓ＝ｏ．６时。１．２时，此时燃烧器的煤气侧旋流叶片角度为４５０左右，空气侧的旋流叶片角度在２５０左右，燃烧器的燃烧最佳，既高炉煤气与空气混合良好、中心回流区合适，燃烧器不会过热而烧坏。２．４双旋流燃烧器
双旋流燃烧器将高炉煤气和空气分别通过布置在煤气管和空气侧的轴向叶片产生旋流，两股气体在燃烧器出口的稳焰器内强烈混合燃烧，稳焰器就是半预混燃烧器的混合道。
这种燃烧器是根据旋转射流的流动与传质的基本原理来组织燃烧的，高炉煤气双旋流燃烧器的空气侧和煤气侧均装设有不同角度的旋流叶片，煤气及空气流经叶片时，煤气和空气均产生一定的旋流，使气流在沿轴向向前运动时的同时还产生沿径向的运动，这样煤气与空气能较早的混合。当旋转射流脱离喷口射人炉膛大空间时，由于失去了喷口边壁的约束作用，流体在离心力和惯性力的联合作用下一边向径向扩展，一边向前运动，形成扩展的旋转射流，其速度为三维空间向量，可分为轴向、切向和径向速度，由于煤气的平均速度一般较大，旋流强度也较小，径向速度小于轴向和切向速度。由于切向速度的存在，射流有径向和轴向的压力梯度，而此压力梯度反过来影响混合气体的流场。当反向的轴向压力梯度足够大时，沿射流中心线上形成了
反向的轴向流动，即反向回流区。在回流区内，周
围高温烟气逆射流的方向向喷口运动，从而加热混合气体，使之着火并稳定燃烧。同时燃烧器出口为喷入炉膛大空间及由于射流的外边界的强烈卷吸作用，也会产生外回流，从而形成中心和外围两个大
万方数据
回流区的稳定热源。旋流燃烧器的功能在很大程度上取决于旋转气流的特性，也就是回流区的大小和回流量、旋转气流的扩展角度。设计良好的燃烧器既可使混合气体混合良好，又可回流大量的热烟气，使之及早着火。３结束语
通过对锅炉燃烧火焰的分析与旋转射流及高炉煤气双旋流燃烧器的分析，可得出以下结论：
ｌ、高炉煤气燃烧器采用半预热混式燃烧器。如旋流式燃烧器，其空气与高炉煤气在燃烧出口较短的燃烧道内混合燃烧。
２、由于气体燃料燃烧会有其固有火焰传播速度过高、过低的气体流速状态会使火焰产生脱活，回火现象，工程设计中燃烧器出口混合气体的平均流
速一般为ｌ５ｍ／ｓ一４０Ｉｌ以。
３、旋转射流有其特点，当射流较强烈时流体在轴向上会产生一回流区，工程实际中燃烧器利用这点，可吸炉膛内高温烟气，加热燃烧器出口混合气体，使其及早着火，火焰较短。
４、通过对旋转射流的分析，可知旋流强度在ｓ－Ｏ．６．１．２时，燃烧器的回流区比较合适，此时高炉煤气侧的叶片与轴向的角度为４５０左右，空气侧的旋流叶片与轴向的角度为２５０左右。
５、双旋流燃烧器中的空气侧叶片旋转方向与煤气侧的旋转方向应一致，否则两个不同向的回流区就会互相抵消。
６、在燃烧器出口设置稳焰器，可以起到加大中心回流区的回流量，同时还起到点火板的作用和在火焰的根部产生一回流区，使高炉煤气着火更快。
参考文献
【ｌ】冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌。锅炉原理及计算（第三版）瞰】。
北京：科学出版社，２００３。
【２】赵钦新，惠世恩。燃油燃气锅炉【明。西安：西安交通大学出
版社。２∞０。
【３
ｌ杜永明，现代燃气（油）锅炉使用手册嗍。中国大地出版社，
２∞３。
【４１
２２０ｔ，Ｉｌ高炉煤气锅炉技术协议嗍。江西江联能源环保股份有限
公司。２００４。
【５】吴道洪，阎承沛．萧琦。王东方：高温空气燃烧技术蓄热式燃气辐射
管燃烧器的研制开发和应用【Ａ】；２００４年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集【Ｃｋ２００４年
ｆ６】丁翠娇，蒋扬虎．郑兆平．张茂杰，王杰．金承瑛：几种燃烧器的试验
研究【Ａ】２∞ｌ中国钢铁年会论文集（下卷）【ｃ】；２∞１年