燃烧的方式有哪些？其特点是什么？

可燃物质受热后，由于其聚集状态的不同，而发生不同的变化。绝大多数可燃物质的燃烧都是在蒸气或者气体的状态下进行的，并出现火焰。而有的物质则不能变为气态，其燃烧发生在固相中，比如焦炭燃烧时，呈灼热状态。因为可燃物质的性质、状态不同，燃烧的特点也不一样。

气体燃烧

可燃气体的燃烧不需像固体、液体那样经熔化以及蒸发过程，其所需热量仅用于氧化或分解，或将气体加热到燃点，所以容易燃烧且燃烧速度快。根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同，其燃烧方式分为扩散燃烧与预混燃烧。

（1）扩散燃烧　扩散燃烧就是可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂互相扩散，边混合边燃烧。在扩散燃烧中，化学反应速度要比气体混合扩散速度快得多。整个燃烧速度的快慢通过物理混合速度决定。气体（蒸气）扩散多少，就会烧掉多少。人们在生产、生活中的用火（如燃气做饭、点气照明、烧气焊等）都属于这种形式的燃烧。

扩散燃烧的特点：燃烧较为稳定，扩散火焰不运动，可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行。对稳定的扩散燃烧，只要控制得好，就不至于导致火灾，一旦发生火灾也较易扑救。

（2）预混燃烧　预混燃烧又称为爆炸式燃烧。它指的是可燃气体、蒸气或粉尘预先同空气（或氧）混合，遇引火源产生带有冲击力的燃烧。预混燃烧通常发生在封闭体系中或在混合气体向周围扩散的速度远小于燃烧速度的敞开体系中，燃烧放热导致产物体积迅速膨胀，压力升高，压力可达709.1～810.4kPa。一般的爆炸反应即属此种。

预混燃烧的特点：燃烧温度高，反应快，火焰传播速度快，反应的混合气体不扩散，在可燃混合气中引入一火源就会产生一个火焰中心，成为热量与化学活性粒子集中源。若预混气体从管口喷出发生动力燃烧，如果流速大于燃烧速度，则在管中形成稳定的燃烧火焰，由于燃烧充分，燃烧速度快，燃烧区呈高温白炽状；如果可燃混合气在管口流速小于燃烧速度，则会发生“回火”，如制气系统检修前不进行置换就烧焊，燃气系统在开车前不进行吹扫就点火，用气系统产生负压“回火”或漏气未被发现而用火时，往往形成动力燃烧，有可能导致设备损坏和人员伤亡。

液体燃烧

易燃、可燃液体在燃烧过程中，燃烧的并不是液体本身，而是液体受热时蒸发出来的液体蒸气被分解、氧化达到燃点而燃烧，即蒸发燃烧。所以，液体是否能发生燃烧、燃烧速率高低，与液体的蒸气压、闪点、沸点以及蒸发速率等性质密切相关。可燃液体会产生闪燃的现象。

可燃液态烃类燃烧时，一般产生橘色火焰并散发浓密的黑色烟云。醇类燃烧时，一般产生透明的蓝色火焰，几乎不产生烟雾。某些醚类燃烧时，液体表面常会伴有明显的沸腾状，这类物质的火灾较难扑灭。在含有水分、黏度较大的重质石油产品，如原油、重油以及沥青油等发生燃烧时，有可能产生沸溢现象及喷溅现象。

（1）闪燃　发生闪燃的原因是易燃或者可燃液体在闪燃温度下蒸发的速度比较慢，蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，来不及补充新的蒸气维持稳定的燃烧，所以一闪就灭了。但闪燃却是引起火灾事故的先兆之一。闪点则指的是易燃或可燃液体表面产生闪燃的最低温度。

（2）沸溢　以原油为例，其黏度比较大，并且都含有一定的水分，以乳化水与水垫两种形式存在。所谓孔化水是原油在开采运输过程中，原油中的水因为强力搅拌成细小的水珠悬浮于油中而成的。放置久之后，油水分离，水由于密度大而沉降在底部形成水垫。

燃烧过程中，这些沸程较宽的重质油品产生热波，在热波向液体深层运动时，因为温度远高于水的沸点，所以热波会使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽就要穿过油层向液面上浮，在向上移动过程中形成油包气的气泡，也就是油的一部分形成了含有大量蒸汽气泡的泡沫。这样，必然导致液体体积膨胀，向外溢出，同时部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨胀力抛出，使液面猛烈沸腾起来，就像“跑锅”一样，这种现象叫做沸溢。

从沸溢过程说明，沸溢形成必须具备下列3个条件：

1）原油具有形成热波的特性，即沸程宽，密度相差比较大。

2）原油中含有乳化水，水遇热波则变成蒸汽。

3）原油黏度较大，使水蒸气不容易由下向上穿过油层。

（3）喷溅　在重质油品燃烧进行过程中，随着热波温度的逐渐升高，热波向下传播的距离也加大，当热波达到水垫时，水垫的水大量蒸发，蒸汽体积迅速膨胀，以至将水垫上面的液体层抛向空中，向外喷射，这种现象叫做喷溅。

通常情况下，发生沸溢要比发生喷溅的时间早得多。发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油，经45～60min燃烧即会发生沸溢。喷溅发生的时间同油层厚度、热波移动速度及油的线燃烧速度有关。

固体燃烧

按照各类可燃固体的燃烧方式与燃烧特性，固体燃烧的形式大致可分为5种，其燃烧也各有特点。

（1）蒸发燃烧　硫、磷、钾、钠、松香、蜡烛、沥青等可燃固体，在受到火源加热时，先熔融蒸发，随后蒸气与氧气发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般叫做蒸发燃烧。樟脑、萘等易升华物质，在燃烧时不经过熔融过程，但其燃烧现象也可以看作一种蒸发燃烧。

（2）表面燃烧　可燃固体（如焦炭、木炭、铁、铜等）的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，称为表面燃烧。这是一种无火焰的燃烧，有时又叫做异相燃烧。

（3）分解燃烧　可燃固体，如木材、煤、合成塑料以及钙塑材料等，在受到火源加热时，先发生热分解，随后分解出的可燃挥发分与氧发生燃烧反应，这种形式的燃烧通常称为分解燃烧。

（4）熏烟燃烧（阴燃）可燃固体在空气不流通、加热温度比较低、分解出的可燃挥发分较少或者逸散较快、含水分较多等条件下，往往发生只冒烟而没有火焰的燃烧现象，这就是熏烟燃烧，也称阴燃。

（5）动力燃烧（爆炸）动力燃烧指的是可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所发生的爆炸式燃烧，主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸以及轰燃等几种情形。例如，能析出一氧化碳的赛璐珞、能析出氰化氢的聚氨酯等，在大量堆积燃烧时，常会产生轰燃现象。

这里需要指出的是，以上各种燃烧形式的划分不是绝对的，有些可燃固体的燃烧往往包含两种或两种以上的形式。例如，在适当的外界条件下，木材、棉、麻以及纸张等的燃烧会明显地夺在分解燃烧、熏烟燃烧以及表面燃烧等形式。

燃料在燃烧设备中的燃烧方式，大致分为层状燃烧、悬浮燃烧、沸腾燃烧和气化燃烧四种。

一、层状燃烧

层状燃烧又称为火床燃烧，是将燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的一种方式，仅适用于固体燃料，但对颗粒的大小一般有一定要求（6-50mm）。层状燃烧能适应不用固体燃料，只要空气与燃料层混合良好，并有一定的燃烧温度，就能达到理想的燃烧。若空气与燃料层混合得不好，或局部空气供应不足，就会燃烧不完全，燃烧效率降低。链条炉一般采用此种燃烧方式。

二、悬浮燃烧

悬浮燃烧又称火室燃烧，是将燃料以粉状、雾状或奇台随同空气喷入炉膛中进行燃烧的一种燃烧方式。

悬浮燃烧着火迅速，燃烧反应完全、热效率较高，容易实现自动化操作，适应外界负荷变化能力较强，对燃料的适应性强。但对固体燃料必须预先进行粉碎研磨加工，对一般的液体燃料也必须预热到一定温度。运行要求高，并不宜间断运行。

三、沸腾燃烧

沸腾燃烧是燃料在适当流速空气的作用下，在沸腾床上呈现流化沸腾状态进行燃烧的一种方式。

沸腾燃烧适用于各种煤，特别是劣质煤，如石煤、煤矸石等。这种燃烧方式对煤的颗粒大小也有一定的要求，燃烧时必须将煤块加工破碎成平均直径小于10mm的颗粒，由给煤设备送入炉膛。

在上述燃烧的基础上，又发展成循环流化床燃烧方式。在鼓泡床中进一步增加气体流速，则床层将进一步膨胀。当流速超过平均粒径的颗粒终端速度时，大量的颗粒会被带出床层，在整个炉膛空间内燃烧并随气流溢出炉膛。炉膛中心区的颗粒与气流垂直向上流动，四周环形区则存在颗粒反流。这种流化床燃烧方式被称为快速流化床燃烧。

为了维护快速流化床的流动工况，必须将大量流出炉膛的颗粒收集后与新加入的煤粒按一定比例同时送回快速流化床内循环使用。为此，在快速流化床锅炉的炉膛的炉膛出口需加装一个分离器，使烟气和颗粒分离，将烟气送入锅炉尾部烟道。而分离出来的颗粒则由管道再送回炉膛循环使用。其炉膛内气体流速一般较高。

四、气化燃烧

气化燃烧主要是指对投入炉膛内的煤进行气化并直接燃烧，这种燃烧方式不适用于低灰分的煤。

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