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在傳統的工業爐設計中，燃燒器的火焰速度大約為每秒幾米，當燃燒產物溫度在600 °C～800 °C時，爐內對流換熱與輻射換熱各占50％；在燃燒產物溫度為800 ℃以上時，以輻射換熱為主；在燃燒產物溫度達到1 400 ℃時，輻射換熱是對流換熱的10倍,所以大部分爐窯設計中,是以輻射換熱為基礎。但是在采用高速氣體燃燒器后，即使在高溫區，爐內被強化的對流換熱在綜合換熱中所占的比重大大提高，具體說明如下：
采用普通燃燒器時，火焰速度低，燃燒產物在被加熱物表面的流動為層流，層流的對流換熱系數為h1-Nu＊λ/d。
式中 努謝爾特數Nu=0.332Pr1/3＊Re1/2；Pr為普朗特數；Re為雷諾數；λ為氣體的導熱系數；d為流道當量直徑。
采用高速氣體燃燒器, 火焰噴射速度高(100 m/s～300 m/s),被加熱體表面流動以紊流為主，紊流附面層局部放熱系數為h2=Nu＊λ/d。式中Nu=Pr1/3(0.036Re0.8-836)
設加熱爐內腔尺寸為6.45m×2.3m×2.9m，燃燒產物溫度為1 790 ℃，被加熱體溫度為900 ℃。
采用普通燃燒器，燃燒產物流速為5 m／s時，燃燒產物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q1=h1(tg-tw)=2671X4.18kJ/h＊m2。
采用高速氣體燃燒器，燃燒產物流速為150 m/s時，燃燒產物與被加熱體表面之間的對流換熱比熱流為q2=h2(tg-tw)=10685X4.18kJ/h＊m2。q2是q1的4倍。
國外曾就輻射加熱爐和高速對流加熱爐進行過比較試驗，在0 ℃～1 200 ℃的加熱過程中，輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的6倍，在750 ℃～1 200 ℃的加熱過程中，輻射加熱爐所需加熱時間是高速對流加熱爐的10倍。
1980年，國內引進高速氣體燃燒器在井式加熱爐上進行技術改造，原有的輻射加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫需要24 h，而采用了高速氣體燃燒器的加熱爐從0 ℃～650 ℃升溫只需4 h，并且燃料消耗量也由于采用了高速氣體燃燒器可以節省25%～30％。在油田，用高速氣體燃燒器改造成三合一加熱爐，加熱效率提高了1倍，而燃料消耗量節約了20％。
高速氣體燃燒器的燃燒產物高速沖進加熱爐內，攪動多倍的爐內氣體隨之摻混，可以大大提高爐內溫度均勻度。國外一家工廠用高速氣體燃燒器改造加熱爐后，爐內溫度均勻度可由±15 ℃提高到±2 ℃。國內井式加熱爐采用高速氣體燃燒器后，爐溫均勻度達到±7 ℃。
燃燒狀態監控：燃燒狀態必須予以動態監控，一旦火焰探測器感測到熄火號，必須在極短時間內反饋到燃燒機，燃燒機隨即進人保護狀態，同時切斷燃氣供給。火焰探測器要能正常感測火焰號，既不要敏感，也不要遲鈍。因為敏感，燃燒狀態如有波動易產生誤動作而遲鈍，反饋火焰號滯后，不利于運行。一般要求從熄火到火焰探測器發出熄火號的響應時間不超過0.2秒。
點不著火的保護：燃燒機點火時，通入燃氣，燃氣著火燃燒。點火動作要求發生在燃氣通入前，先形成點火溫度場，便于著火燃燒。如果點不著火，火焰探測器感測不到火焰號，燃燒機進入保護狀態。從點火到進入保護狀態的時間要適當，既不能過短也不能過長。若過短，來不及形成穩定火焰；過長，點不著火時造成大量燃氣時入爐膛。一般要求在通入燃氣2-3秒，燃燒機對火焰探測器感測的火焰號進行判斷，未著火則進入保護狀態，著火則維持燃燒。
熄火保護：燃燒機在燃燒過程中，若意外熄火，燃燒機進入保護狀態。由于爐膛是熾熱的．燃氣進入易發生爆燃，故須在極短時間內進入保護狀態，切斷燃氣供給。
從發生熄火到燃燒機進人保護狀態，該過程的響應時間要求不超過1秒。
燃氣壓力高低限保護：燃氣燃燒機穩定燃燒有一定范圍，只允許燃氣壓力在一定范圍內波動。限定燃氣高低壓的目的是確?；鹧娣€定性：不脫火、不熄火也不回火，同時限定燃燒機的輸出熱功率，保證設備經濟運行。當燃氣壓力超出此范圍，應鎖定燃燒機工作。燃燒機設計一般用氣體壓力開關感測壓力號，并輸出開關量號，用以控制燃燒機的相應工作。
空氣壓力不足保護：燃氣燃燒機設計熱強度大，其燃燒方式采用鼓風強制式。如果風機發生故障造成空氣中斷或空氣不足，立即切斷燃氣，否則會發生爐膛爆燃或向風機回火。因此在提高風機質量的同時，燃氣控制必須與空氣壓力連鎖，當空氣壓力不足時，應立即切斷燃氣供給。一般用氣體壓力開關感測空氣壓力號，并輸出開關量號，用以控制燃氣電磁閥的相應工作。
斷電保護：燃燒機在工作過程中突然斷電，必須立即切斷然氣供給，保護設備。燃氣控制電磁閥必須是常閉型的，一旦斷電，自動關閉切斷燃氣供給。電磁閥關閉響應時間≤5s。
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