1 概述

紅外燃燒器通常以完全預混燃燒技術(shù)，使燃氣在金屬纖維網(wǎng)、陶瓷板等內(nèi)燃燒，實現(xiàn)灼熱介質(zhì)將熱量以一定波長的紅外線二次向外輻射，具有低污染排放、高加熱效率等特點，因火孔外火焰極短甚至無火焰，又稱無焰燃燒器。具備在開放環(huán)境中定向加熱的特性，在高密度小空間傳熱方面得到廣泛應用。

傳統(tǒng)紅外燃燒器的熱流密度較低，采用多孔陶瓷板的燃燒器熱流密度一般為150～200 kW/m

，適用于低溫爐、干燥工藝等

。近年來研制的金屬纖維網(wǎng)燃燒器存在紅外和藍焰兩種模式，在低負荷狀態(tài)下熱量能夠以紅外線進行輻射，熱流密度可達500 kW/m

，應用于500 ℃以下的中溫爐。隨著負荷的增加，火焰逐漸浮于金屬纖維網(wǎng)表面，轉(zhuǎn)變?yōu)樗{色火焰

。鋼廠、鑄造廠等高熱流密度定向加熱領(lǐng)域，需要更高熱流密度(2 500 kW/m

以上)、更寬負荷調(diào)節(jié)比的紅外燃燒器。

多孔介質(zhì)燃燒利用孔隙結(jié)構(gòu)、導熱及輻射特性達到穩(wěn)定的紅外燃燒狀態(tài)，具備良好的發(fā)展前景。Gao等

以氧化鋁小球、泡沫陶瓷及蜂窩陶瓷探究甲烷與空氣的預混燃燒狀況，發(fā)現(xiàn)燃燒器NO

的生成量均小于8 mg/m

。Liu等

研究多孔介質(zhì)中稀釋氣態(tài)液化石油氣和空氣混合燃燒的特性，發(fā)現(xiàn)低熱值氣體在過剩空氣系數(shù)為1.25時，火焰在燃氣灶中最穩(wěn)定。

多孔介質(zhì)對材料有較高要求，需要具備長時間運行耐高溫、熱震性好的特性。Orenstein等

對鋁土-莫來石材質(zhì)的泡沫陶瓷進行實驗表明，泡沫材料損壞并非單個孔洞內(nèi)的溫度梯度導致，而是溫度梯度引起泡沫陶瓷整體結(jié)構(gòu)的不同膨脹變化所致，且其抗熱震性能隨著孔徑的增大而提高。

本文采用金屬纖維網(wǎng)與泡沫陶瓷板組合的頭部設(shè)計結(jié)構(gòu)，以完全預混燃燒技術(shù)改善燃燒工況，設(shè)計了一款能夠穩(wěn)定燃燒的高強度紅外燃燒器，通過高強度紅外燃燒器的冷態(tài)實驗，探究了燃燒器頭部阻力的來源；以熱態(tài)實驗檢測了過剩空氣系數(shù)與污染物排放狀況關(guān)系等，進一步佐證了設(shè)計的可靠性，為高強度紅外燃燒器的設(shè)計提供一種可行的思路。

2 完全預混多孔介質(zhì)紅外燃燒技術(shù)

2.1 完全預混多孔介質(zhì)燃燒

多孔介質(zhì)燃燒

稱為PMC(Porous Media Combustion)技術(shù)，預混燃氣在多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒，將多孔介質(zhì)加熱到一定溫度(800～1 000 ℃)后，熱量通過一定波長的紅外線二次向外輻射。多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)能夠分割火焰、增加氣流擾動、加快燃燒化學反應，較大的孔隙表面積強化燃燒區(qū)域的傳熱傳質(zhì)，使火焰面附近溫度分布更加均勻，良好的導熱和輻射特性能夠利用自身蓄熱，強化燃燒過程，使燃氣空氣混合物通過熱力分解更加完全，降低污染物的排放。依據(jù)多孔介質(zhì)是否參與燃燒反應可分為多孔介質(zhì)催化燃燒和惰性多孔介質(zhì)燃燒，依據(jù)火焰在多孔介質(zhì)中穩(wěn)定位置分為多孔介質(zhì)浸沒燃燒和表面燃燒

。

2.2 多孔介質(zhì)材料

多孔介質(zhì)按照結(jié)構(gòu)分為顆粒堆積型、直孔網(wǎng)格型、纖維網(wǎng)格型和泡沫網(wǎng)格型；按照材料分為包括氧化鋁、碳化硅、氧化鋯、氮化硅、陶瓷等的非金屬材料和包括鎳基合金、鐵鉻鋁合金等的金屬材料。

高強度紅外燃燒器應該能夠適應多角度定向加熱的需求，而非傳統(tǒng)意義自下而上的加熱方式。顆粒堆積型材料分散性強、排列隨機性大，束縛成型框架工藝要求高，不便于燃燒器頭部的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

直孔網(wǎng)格型以堇青石、莫來石等材質(zhì)的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)為代表，孔隙率20%～60%，比表面積大，流動阻力小，但抗熱震性、抗膨脹性、抗熱沖擊性較低，堵塞后不利于更換，多用于煙氣回收余熱利用、尾氣凈化、民用表面燃燒領(lǐng)域。

——面積系數(shù)，0.78

3 高強度紅外燃燒器

常規(guī)燃燒控制中燃氣以高壓電火花點火，對火焰施加電場，檢測火焰離子電流進行熄火保護。由于紅外燃燒器無明顯火焰的燃燒特性，無法在泡沫陶瓷板表面進行火焰離子電流檢測。燃燒器頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，泡沫氧化鋯板兩側(cè)區(qū)域采用金屬纖維網(wǎng)，泡沫氧化鋯板保證設(shè)備紅外輻射正常工作，金屬纖維網(wǎng)區(qū)域為火焰離子電流檢測探針提供了安裝位置。

3.1 高強度紅外燃燒器頭部

燃燒器頭部結(jié)構(gòu)見圖1。內(nèi)部設(shè)置均流板，實現(xiàn)燃氣與空氣混合物的均勻分布。采用鐵鉻鋁合金纖維網(wǎng)(簡稱金屬纖維網(wǎng))和泡沫陶瓷板(此處采用泡沫氧化鋯板)組合的方式，金屬纖維網(wǎng)尺寸為410 mm×50 mm，泡沫氧化鋯板共2塊，單塊尺寸為160 mm×50 mm×30 mm。完全預混的甲烷、空氣混合物火焰燃燒速度快，在低負荷、過?？諝庀禂?shù)過小的工況下容易發(fā)生爆燃回火，為保證燃燒的穩(wěn)定性，燃燒器頭部選用具有較小孔徑的金屬纖維網(wǎng)。泡沫氧化鋯板能夠很好地適應高溫，三維立體孔隙結(jié)構(gòu)使火焰在泡沫氧化鋯板中實現(xiàn)較高熱流密度的穩(wěn)定紅外燃燒。

3.2 燃燒控制系統(tǒng)

高孟平要求，下一步各單位要著眼長遠，系統(tǒng)性推進全員安全能力和企業(yè)安全文化建設(shè)，一是持續(xù)鞏固“三種人”管理成效，抓實一線人員基本技能提升;二是深化安全教育培訓，全面提升員工安全能力;三是嚴管厚愛，確?；疽?guī)章制度剛性執(zhí)行;四是加強組織領(lǐng)導，系統(tǒng)性推進公司安全文化建設(shè)。

南北朝時期社會政治環(huán)境的變化引起文學觀念的多樣化，南北朝的樂府詩也得到迅速發(fā)展，由于地域差異，南北朝民歌呈現(xiàn)出不同的風格與內(nèi)涵：北方質(zhì)樸高亢，多表現(xiàn)社會動亂與人民生活；南方清綺纏綿，更多地展現(xiàn)勞動人民真摯細膩的感情生活。北朝文學較之南朝文學相對落后，但出現(xiàn)了北魏孝文帝等有戰(zhàn)略眼光的少數(shù)民族統(tǒng)治者實行政治、經(jīng)濟、文化等改革，加快少數(shù)民族封建化進程，并與漢族貴族緊密結(jié)合，使得少數(shù)民族不同程度上受到漢文化傳統(tǒng)的熏陶，其文學藝術(shù)得到發(fā)展，形成自己的特色。

3.3 點火裝置及火焰檢測

高強度紅外燃燒器具有熱流密度高、紅外輻射的燃燒特性。燃燒器包括燃燒器頭部、燃氣和空氣供應系統(tǒng)、燃燒器控制系統(tǒng)。燃燒器頭部是保證燃燒的關(guān)鍵部件，涉及多孔介質(zhì)的選材和組合方式、點火裝置及控制邏輯設(shè)計、閥門和風機等，以達到過?？諝庀禂?shù)和負荷的準確調(diào)節(jié)。

4 高強度紅外燃燒器的實驗特性

4.1 冷態(tài)燃燒器頭部壓力降實驗

由圖3可知，高強度紅外燃燒器CO的排放受過剩空氣系數(shù)的影響，變化趨勢呈現(xiàn)U形，結(jié)合圖5進行分析，在過?？諝庀禂?shù)

≤1.5時，CO的生成主要受過?？諝庀禂?shù)的影響，隨空氣、燃氣混合物中的含氧量增大，促進了燃燒反應中CO的轉(zhuǎn)化；當

>1.5時，CO的排放主要受溫度影響，隨著過?？諝庀禂?shù)增大，引入了更多空氣，降低燃燒溫度，抑制了CO的轉(zhuǎn)化效率。金屬纖維網(wǎng)燃燒器在過?？諝庀禂?shù)為1.4～1.7時，CO質(zhì)量濃度小于15 mg/m

，超出此過?？諝庀禂?shù)范圍時，CO質(zhì)量濃度增長加快。相對而言，高強度紅外燃燒器在紅外輻射狀態(tài)、較大過?？諝庀禂?shù)范圍內(nèi)具備更低的CO排放。

——燃燒器頭部出口截面積，即泡沫氧化鋯板底部面積，m

4.2 排放特性研究

燃燒器在啟動燃燒后的工作狀態(tài)稱為熱態(tài)，燃燒器在熱態(tài)下排放的污染物質(zhì)量濃度決定了燃燒器合格與否。泡沫陶瓷板抗熱震性隨孔隙的增大而提高，選用10ppi的泡沫氧化鋯板與金屬纖維網(wǎng)組成的高強度紅外燃燒器進行排放特性研究。金屬纖維網(wǎng)燃燒器目前技術(shù)相對成熟，可與高強度紅外燃燒器的污染物排放進行對比，以檢驗設(shè)計的合理性。另外，完全預混燃燒技術(shù)對過?？諝庀禂?shù)十分敏感，過?？諝庀禂?shù)對燃燒污染物的排放有重要影響，實驗中通過調(diào)節(jié)VGU86.A0209組合式零壓閥的調(diào)整螺絲改變?nèi)細饬髁?，從而控制過?？諝庀禂?shù)。以泄流法測量燃燒器頭部入口處燃氣、空氣混合物的相對密度，得到過?？諝庀禂?shù)。將金屬纖維網(wǎng)燃燒器和高強度紅外燃燒器分別置于穩(wěn)定煙道內(nèi)(煙道相對壓力為0)，使用Testo350煙氣分析儀多次檢測煙道中CO和NO

排放值，經(jīng)均值運算后折算到煙氣中氧體積分數(shù)為3.5%的排放量，結(jié)果見圖3、4。

完全預混燃燒器控制包括燃燒啟動過程中的系統(tǒng)安全自檢和自動點火控制，燃燒過程中的安全檢測控制、燃燒負荷控制、過?？諝庀禂?shù)控制，以及燃燒結(jié)束后的后吹掃控制

。系統(tǒng)安全自檢主要檢測風機風壓、燃氣壓力等；自動點火控制是控制風機啟動、閥門開啟、及時采用連續(xù)電脈沖完成點火；安全檢測控制防止風機、閥門等損壞造成突然熄火，能及時切斷燃氣閥門；燃氣經(jīng)空氣引射在混合器內(nèi)與空氣進行混合，控制器通過脈沖寬度調(diào)制(Pulse width modulation，PWM)信號改變風機轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)風壓，實現(xiàn)燃燒負荷變化；過?？諝庀禂?shù)控制采用VGU86.A0209組合式零壓閥

，在燃燒負荷改變時，過?？諝庀禂?shù)基本維持不變；后吹掃控制確保在燃燒結(jié)束或多次點火失敗時，爐膛內(nèi)燃氣含量低，避免再次點火時發(fā)出爆鳴聲。

最后談一些自己的感想，我覺得在工作中的溝通與在生活中的溝通類似，很多人都只擅長與熟悉的人或者在輕松的環(huán)境下溝通，但通過學習哈佛管理課我意識到，所有溝通都是類似的，只要在溝通中做到與他人產(chǎn)生共情效應，即讓對方感受到你是充分理解他并且是有意愿幫助他的，才能產(chǎn)生最有效的溝通。

金屬纖維網(wǎng)燃燒器存在藍焰和紅外兩種燃燒狀態(tài)，只有低負荷時才能實現(xiàn)在較寬的過剩空氣系數(shù)下保持紅外燃燒狀態(tài)的調(diào)節(jié)。而高強度紅外燃燒器達到紅外輻射狀態(tài)后，在較寬的負荷和過?？諝庀禂?shù)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，始終能夠保持紅外燃燒狀態(tài)。為了排除低負荷時高強度紅外燃燒器底層金屬纖維網(wǎng)對排放的影響，設(shè)定金屬纖維網(wǎng)燃燒器負荷為8 kW，高強度紅外燃燒器負荷為20 kW。

在泡沫氧化鋯板中設(shè)置6處測溫點，在燃燒器達到紅外輻射狀態(tài)后，得到泡沫氧化鋯板的平均溫度。計算得到不同過剩空氣系數(shù)下的燃氣理論燃燒溫度

與泡沫氧化鋯板的平均溫度見圖5。

金屬纖維網(wǎng)和泡沫陶瓷板為高強度紅外燃燒器頭部的主要阻力部件，頭部阻力過大，不僅造成風機的能源浪費，更影響著燃燒器的啟動燃燒過程。在金屬纖維網(wǎng)不進行更換的條件下，負荷及泡沫氧化鋯板的孔隙密度決定頭部阻力。選用孔隙密度(2.54 cm長度上的平均孔數(shù))為10或20 (記為10ppi或20ppi)的泡沫氧化鋯板，在燃燒器未啟動燃燒的狀態(tài)(稱為冷態(tài))下，進行頭部阻力測試實驗。在不供應燃氣的條件下，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，改變?nèi)紵黝^部入口處空氣的流速，模擬負荷變化，空氣流速從0.2 m/s逐漸增加至2.6 m/s，使用數(shù)字微壓計測量燃燒器頭部壓力降，見圖2。

NO

主要為熱力型，由圖4、5可知，其排放特性主要受溫度影響，隨過?？諝庀禂?shù)增加，NO

的排放逐漸降低。高強度紅外燃燒器在過?？諝庀禂?shù)

≤1.3時，火焰面移動到泡沫氧化鋯板底部，泡沫氧化鋯板具有的三維立體孔隙結(jié)構(gòu)便于熱量的傳導，使得火焰溫度更低，氮氧化物的生成受到抑制，NO

排放低于金屬纖維網(wǎng)燃燒器；當過?？諝庀禂?shù)

>1.3時，火焰面移動到泡沫氧化鋯板的中上部，泡沫氧化鋯板的輻射特性影響強于導熱特性，自身具備一定的蓄熱特性，相比于金屬纖維網(wǎng)燃燒器，促進了熱力型NO

的生成。兩種燃燒器在過?？諝庀禂?shù)大于1.5時，NO

質(zhì)量濃度均小于20 mg/m

。

4.3 高強度紅外燃燒器熱流密度計算

燃燒器排放實驗已證明，在過?？諝庀禂?shù)為1.5時，高強度紅外燃燒器具有較低的CO和NO

排放。在此過?？諝庀禂?shù)下，逐漸增大燃燒器負荷，測試燃燒器達到穩(wěn)定紅外燃燒能夠適應的燃燒熱流密度。高強度紅外燃燒器紅外燃燒的熱量來源為通過泡沫氧化鋯板的預混燃氣空氣混合物，兩側(cè)金屬纖維網(wǎng)只供火焰檢測。假設(shè)通過均流板后預混燃氣空氣混合物分布均勻，以膜式燃氣表計量燃氣流量，泡沫氧化鋯板底部面積與金屬纖維網(wǎng)面積比值(0.78)，即為紅外燃燒負荷占燃燒器總負荷的比例。熱流密度計算公式

為:

式中

——熱流密度，kW/m

纖維網(wǎng)格型和泡沫網(wǎng)格型適用于燃燒領(lǐng)域和過濾材料領(lǐng)域。纖維網(wǎng)格型以金屬纖維(鎳基合金或鐵鉻鋁合金等)和陶瓷纖維為代表，為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗氧化和抗熱震性能好，但生產(chǎn)難度大、經(jīng)濟性差，金屬耐溫在1 400 ℃左右，不適應區(qū)域火焰溫度(1 400～1 600 ℃)。泡沫網(wǎng)格型以泡沫金屬型和泡沫陶瓷型為代表，具備孔隙率高(70%～90%)、密度小、比表面積大、三維空間結(jié)構(gòu)、流動阻力低、分布均勻等特點，但存在熱震性受溫度變化影響大，陶瓷缺乏剛度和韌性，不便于機械加工，金屬耐熱性不足

。

我推薦喝鮮奶、原味酸奶或孕婦奶粉。鮮奶是指那種需要冷藏保存、保質(zhì)期在7天以內(nèi)的奶，這種奶的營養(yǎng)價值較高。如果不喜歡喝鮮奶，可以喝原味酸奶，一定要含四大益生菌的，但不推薦喝乳酸菌飲料和各種調(diào)味酸奶。如果鮮奶和原味酸奶都喝不到的話，也可以選擇孕婦奶粉。市面上有很多可在常溫下保存的、保質(zhì)期較長的奶，這種奶叫做常溫奶，因為其加工工藝會導致奶中的很多小分子被破壞，營養(yǎng)價值不如鮮奶好，所以不作為優(yōu)先推薦的奶品。

——燃氣流量，m

/h

——燃氣低熱值，kJ/m

，測試氣體低熱值為34 540 kJ/m

由圖2可知，隨著空氣流速增加，燃燒器頭部阻力近似呈線性增加；燃燒器頭部采用金屬纖維網(wǎng)和不同孔隙密度的泡沫氧化鋯板與單獨使用金屬纖維網(wǎng)相比，頭部阻力的壓力降變化小。因此，頭部阻力主要來源于金屬纖維網(wǎng)，泡沫氧化鋯板的阻力占比較小，更換不同孔隙密度的泡沫氧化鋯板對燃燒器頭部的阻力影響較小。

紅外燃燒負荷由16.4 kW增加至78.84 kW，燃燒熱流密度也由1 025 kW/m

增加到4 930 kW/m

，仍能維持穩(wěn)定的紅外燃燒。當燃燒器負荷繼續(xù)增大時，將出現(xiàn)離焰現(xiàn)象。

5 結(jié)論

① 高強度紅外燃燒器頭部采用金屬纖維網(wǎng)和泡沫氧化鋯板的組合具有一定的可行性，金屬纖維網(wǎng)阻力是主要阻力，泡沫氧化鋯板阻力占比低。

二是傳統(tǒng)文化是維護民族生存和發(fā)展的精神紐帶。思想意識對物質(zhì)有動態(tài)的理念思維反應，傳統(tǒng)文化可以喚起人們無限的家庭情感,喚起人們對民族和國家的認同,對傳統(tǒng)文化態(tài)度的呼喚，辯證肯定事物、否定消極內(nèi)容,保留了舊事物的積極合理的因素,辯證否定了本質(zhì)錯誤的“揚棄”,才能不斷地提升文化消除陳舊的思想意識。

我們用Java語言編碼實現(xiàn)了第四節(jié)所述系統(tǒng)，并將系統(tǒng)部署到服務器中，服務器環(huán)境為：Intel（R） Xeon（R）CPU E7-4820 V2＠2.00GHz 2.00GHz，128G 內(nèi)存，centos7 x64 操作系統(tǒng)。 需要展現(xiàn)的數(shù)據(jù)為2017年云南省6 000千米輸電線路的高清航拍數(shù)據(jù)（約 12.4TB）。

“本地方言里，郭與穀的發(fā)音是一樣的。穀這個字難寫，現(xiàn)在也沒幾個人認得了，再說過去的城也沒有了，以前那么多的東西，都沒有了?！?/p>

② 相較于金屬纖維網(wǎng)燃燒器，在相同過剩空氣系數(shù)下，CO排放始終維持較低水平，NO

排放受過?？諝庀禂?shù)與多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)特性耦合影響。

3.2.4 飲食的護理 淋巴漏容易導致水、電解質(zhì)和蛋白質(zhì)的丟失，加劇術(shù)后電解質(zhì)紊亂、低蛋白血癥及營養(yǎng)不良，從而影響傷口的愈合甚至導致傷口感染。術(shù)后即刻禁食，直至肛門排氣后改為半流質(zhì)飲食，以高蛋白、高熱量食物為主，忌辛辣、刺激性強的食物。10 d后改為普食，以避免便秘的發(fā)生，膳食仍以高蛋白、高熱量、易消化的食物為主。

③ 高強度紅外燃燒器燃燒熱流密度最高可達4 930 kW/m

，燃燒器長時間工作且過?？諝庀禂?shù)處于1.5左右時，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的運行工況，達到較低的污染物排放。

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