燃料和氧氣（或空氣）預先混合成均勻的混合氣，此可燃混合氣稱為預混合氣，預混合氣在燃燒器內進行著火、燃燒的過程稱為預混燃燒（premixed combustion）。預混燃燒一般發生在封閉體系中或混合氣體向周圍擴散的速度遠小於燃燒速度的敞開體系中，燃燒放熱造成產物體積迅速膨脹，壓力升高，壓強可達709.1-810.4KPa。
預混燃燒在燃燒前，燃料與氧氣已經在燃燒器內充分混合。它是相對於擴散燃燒的另一種典型燃燒方式。根據預混氧化劑的含量是否能夠使燃料完全燃燒，分為部分預混和完全預混燃燒兩類。
基本介紹
- 中文名：預混燃燒
- 外文名：premixed combustion
- 定義：預先混合成均勻的混合氣的燃燒
- 燃燒器分類：預混燒嘴，內混燒嘴
燃燒過程,燃燒過程氣體排放,燃燒方式及特點,優缺點,克服缺點的措施,預混燃燒器和預混系統,
燃燒過程
預混可燃氣體的燃燒是典型的預混燃燒。預混可燃氣體由著火開始進一步發展，使化學反應加劇，並出現火焰，該火焰首先發生在局部，然後向其餘未燃氣體中傳播，直到燃燒結束，其傳播速度稱為火焰傳播速度，也稱為預混可燃氣體的燃燒速度。因此，預混可燃氣體的燃燒火焰處於運動傳播之中，只有滿足一定條件時，火焰才處於穩定平衡狀態(動態平衡)。當流動達到湍流時，燃燒火焰表現的特點與層流火焰不同，其火焰鋒不再平滑有序，屬於湍流預混火焰。
燃燒過程氣體排放
預混燃燒過程中要處理的一次污染物包括氮氧化物、一氧化碳、未燃盡和部分燃燒的碳氫化合物以及碳煙。硫氧化物的排放量與燃料中的含硫量有著定量關係。由於目前幾乎所有的預混燃燒套用的燃料都是含硫較低的，所以SO2和SO3的排放在這樣的系統中經常不予考慮。天然氣只含有痕量的H2S和其他化合物的硫。而汽油中也只含質量分數不到80×10-6的硫。而對於燃煤或低質油的非預混燃燒系統，SO2和SO3是主要的污染物。
燃燒方式及特點
燃燒方式有：
(1)餘氣係數>1，均相預混貧燃料燃燒。
(2)餘氣係數<1，均相預混富燃料燃燒。
燃燒特點是預混燃燒的火焰以湍流方式傳播，燃燒速度取決於化學反應的速度，火焰面的溫度取決於燃料空氣摻混比。
優缺點
優點：通過控制摻混比，可以使得燃燒溫度低於理論燃燒溫度，也低於或略高於熱力氮氧化物生成的起始溫度，可以降低氮氧化物的生成量。
缺點：可燃氣體稀薄，燃燒溫度低，低負荷時容易熄火，可能造成一氧化碳排放量增大。
克服缺點的措施
(1)合理選擇摻混比，使火焰面的溫度達到1700～1800℃，即可以兼顧低氮燃燒的要求，也兼顧穩定燃燒的要求。
(2)採用燃料空氣供應量恆定的擴散燃燒噴嘴作為穩定的點火源，保持一小股擴散火焰，在低負荷時採用擴散燃燒。
(3)採用可調節的空氣旁路，負荷變化時，通過改變空氣量實現摻混比的最佳化。
(4)分級方式來組織燃料燃燒，當負荷變化時，改變參與燃燒的級數來實現摻混比的最佳化。分級燃燒分為串聯和並聯兩種方式。
預混燃燒器和預混系統
1、燃燒器可分為：預混燒嘴，內混燒嘴和部分預混燒嘴
2、預混系統的作用：在燒嘴和點火點之前完成一次空氣和氣體燃料的混合。
也就是說，空氣和燃氣在進入燒嘴之前已經混合成為可燃氣體。
3、預混合氣的流量應考慮以下因素：
a.可燃性氣體與空氣混合物的著火極限
b.火焰傳播速度
c.混合壓力
d.調節比
4、保證完全預混式燃燒的條件：
燃氣和空氣在著火前預先按照化學當量比混合均勻設定專門的火道，使燃燒區內保持穩定的高溫在以上條件下，燃氣-空氣混合物到達燃燒區後能在瞬間燃燒完畢。火焰很短，甚至看不到，所以又稱為無焰燃燒。
5、預混系統的優點：
形成短火焰，火焰溫度高，延展性好，使用集中的預混合系統可簡化燃燒系統的管路。
6、預混系統的缺點：
存在回火的可能性，調節比有限，空氣/燃料比受限，難於套用在燃油燒嘴上。
