本文來源：天津三安科技有限公司

細(xì)水霧噴嘴的霧化介質(zhì)通常是0.2～1.0Mpa壓力的壓縮空氣或蒸汽，利用高壓氣流的能量將高粘度液體霧化。高壓氣流能量大，用高壓霧化比細(xì)水霧噴嘴消耗的霧化介質(zhì)量少，約占燃用空氣量的l0％左右。采用壓縮空氣霧化的噴嘴的燃燒裝置的燃油霧化質(zhì)量好，火焰溫度高，火焰稍短，但是壓縮空氣成本比采用蒸汽的高，比采用低壓氣霧化的成本更高。采用蒸汽霧化約消耗鍋爐蒸汽量的2％左右(若采用內(nèi)混式或Y型噴嘴，則耗汽量?jī)H0．3％～0．5％)，并且送人燃燒器前，必須排掉水質(zhì)較好的凝結(jié)水，也有一定消耗，但比壓縮空氣的低。因此能提供蒸汽的單位盡量使用蒸汽霧化方式。一也般也可先用壓縮空氣啟動(dòng)燃燒裝置，待產(chǎn)生蒸汽后切換為蒸汽霧化。例如用l0％的高壓空氣(0.3MPa)霧化的l00kg／h的重油，空氣壓縮機(jī)需要功率約為用30％的低壓氣(10000Pa)霧化同樣油量的鼓風(fēng)機(jī)功率的6倍。當(dāng)然采用高壓氣的霧化質(zhì)量高，燃燒速度快。

人們?yōu)榱私档挽F化氣成本和提高霧化質(zhì)量，研究開發(fā)了不同結(jié)構(gòu)型式的高壓空氣(蒸汽)霧化噴嘴。

(1)外混式高壓細(xì)水霧噴嘴噴嘴 下面給出的是幾種外混式氣流細(xì)水霧噴嘴的方案示意圖，液體和霧化劑在噴口外部混合、霧化，僅是一級(jí)霧化。但是，如果噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)合理，運(yùn)行參數(shù)適當(dāng)，高速氣流劇烈沖擊液體，仍可獲得優(yōu)于機(jī)械霧化的質(zhì)量。為早期爐窯中使用的導(dǎo)管式高壓氣流霧化噴嘴，霧化刺與燃油以25°的夾角相撞擊霧化。該種簡(jiǎn)單的斜交外混型油嘴，已在工業(yè)爐上有近百年的使用歷史。它的噴油嘴可用手輪前后調(diào)節(jié)，以改變霧化劑流量。也可采用閥門調(diào)節(jié)油、氣量，其調(diào)節(jié)比可達(dá)l：5。霧化劑噴出速度低于聲速，當(dāng)霧化劑壓力低于0．3MPa以下(相應(yīng)油壓為0.2～0.25MPa)。該種噴嘴氣耗高，采用蒸汽為0.4～0.6kg／kg，空氣為0.5～0.8kg／kg，并且火焰細(xì)長，約為2.5-7m。同時(shí)由于氣耗大而造成煙氣中水蒸氣含量提高，造成鍋爐尾部低溫腐蝕或堵灰。 國外引進(jìn)的外混式噴嘴，采用多孔式油噴頭，也是與燃油斜交撞擊霧化方式。由于多而細(xì)的油孔，在燃用國產(chǎn)重油時(shí)易于堵塞。且當(dāng)氣油比下降時(shí)，霧滴尺寸急劇增大，因此使用效果不太滿意。 所示的方案的霧化劑經(jīng)過旋流器，又稱為渦流式高壓燒嘴，它已形成HB型系列產(chǎn)品，霧化劑用量約為燃燒所需理論守氣最的2．8％．蒸汽耗量為0．22kg／kg，空氣耗量為0.28kg／kg，火焰較短，且尺寸可調(diào)(改變霧化劑旋流度)，比簡(jiǎn)單套管式的性能。 也有的外混式燃嘴采用霧化劑經(jīng)中心拉伐爾管，燃油經(jīng)環(huán)道在喉道處噴人氣流中．經(jīng)擴(kuò)張管噴出的油氣混合物速度可超過聲速，但是擴(kuò)張管外混式噴嘴的霧化劑密度會(huì)減小，霧化效果不一定會(huì)改善，兇此多采用收斂噴口。 高壓氣流霧化外混式噴嘴的噴油量不可能太大，過大則霧化劑耗量大。 外混式氣流霧化噴嘴的霧化劑從噴口噴出后，無論采用何種形式，與燃油升始瞬間接觸時(shí)間短(在距噴口一定距離內(nèi))，良好的霧化條件很快減弱，致使霧化、混合、燃燒過程長，火焰細(xì)長。

基于以上原用而產(chǎn)生了內(nèi)混式氣流霧化噴嘴。

(2)內(nèi)混式高壓氣流霧化嘖嘴

我們給出幾種內(nèi)混細(xì)水霧噴嘴方案，它們共同特點(diǎn)是有一個(gè)較大的內(nèi)混室，油在混合室內(nèi)與霧化劑混合后，從噴出孔噴出并膨脹、霧化。良好的預(yù)混合霧化，_仃利下減少氣耗，提高燃燒速度，縮短火焰長度。內(nèi)混式噴嘴的燃油噴口不受高溫輻射，可防止燃油裂化而堵塞噴口。

1)混合室尺寸 試驗(yàn)對(duì)比了三種混合室直徑(32、34、36mm)，在直徑變化范圍內(nèi)，對(duì)霧化質(zhì)量影響不大。而不同混合室長度(L=20、25、30ram)對(duì)霧化質(zhì)量有明顯影響，長度短的SMD最小。L過長的不利原因在于：一是級(jí)霧化燃油部分發(fā)生聚合，或在流動(dòng)過程中凝結(jié)在內(nèi)壁上；二是流動(dòng)損失增加，使混合室內(nèi)壓力降低，不利于二次霧化。

2)氣孔直徑 氣孔直徑小，在低氣液比時(shí)一級(jí)霧化效果好。而氣液比增加時(shí)，大氣孔的霧化效果好，這是由于壓力損失小，二級(jí)霧化效果好。

3)油扎直徑 在小氣液比時(shí)，采用大油孔的流速低，當(dāng)氣流相對(duì)速度差大，一級(jí)霧化效果好；而在大氣液比時(shí)，油孔大的供油壓力低，混合室壓力也低，二級(jí)霧化效果差。綜臺(tái)考慮，采用較大油孔直徑，有利于改善在低氣液比的霧化質(zhì)量，且不易堵塞油孔。

4)二緞噴孔直徑 在小氣液比時(shí)，二級(jí)噴孔尺寸小，二級(jí)霧化效果好。而在大氣液時(shí)，混合室壓力高，一級(jí)霧化效果差，二級(jí)霧化效果好，綜合效果不如采用較大二級(jí)噴于直徑。

(3)Y型噴嘴

我們示出了Y型噴嘴結(jié)構(gòu)圖，它是一種多單元內(nèi)混式雙重流體霧化器。也有人稱它為中間混臺(tái)式細(xì)水霧噴嘴，與單純的一般內(nèi)混或外混式的射流霧化噴嘴在結(jié)構(gòu)上有些差別，已有不少試驗(yàn)研究報(bào)告，從中中以概括如下特點(diǎn)：

1)出力大(工業(yè)爐上術(shù)語，即燃油量大或功率大)，燃油量可達(dá)10000kg／h，在大型工業(yè)爐、電廠鍋爐上廣泛采用。

2)在寬廣調(diào)節(jié)比(1：20)范圍內(nèi)，霧化質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配合理時(shí)，SMD可達(dá)到50～80um。

3)氣耗低，單位燃油耗氣量為0.01-0.07 kg／kg。

4)可采用單孔試騎件進(jìn)行調(diào)試，再由6-30組油氣孔組合(根據(jù)國外燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)驗(yàn)，單個(gè)噴嘴燃油繁超過1000kg／h，則必須采用多噴嘴)。

5)霧化錐角不隨工況變化。該種噴嘴的油大部分沾在混合孔壁上，形成油膜，受霧化介質(zhì)(空氣或蒸汽)的作用而加速從噴口噴出，形成環(huán)形油膜，然后破碎為霧滴。在混合孔中，油和氣充分混合，高效地將霧化介質(zhì)能量傳遞給燃油，因此氣耗很低。

高壓氣流霧化噴嘴突出優(yōu)點(diǎn)使它不儀在燃燒設(shè)備(工業(yè)爐、鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī))上作為高粘度燃油的噴霧裝置，而且在非燃燒沒備，如噴霧干燥器、表面清理和噴涂等也廣泛采用。

在噴霧干燥器上使用的高壓氣流霧化噴嘴多采用外混式，可以防止高溫下噴嘴堵塞，在醫(yī)藥和染料生產(chǎn)中常采用。對(duì)于高粘度溶液和膏糊狀物，如鐵紅、鈦白粉等，則采用內(nèi)外混合的三流型噴嘴，即料液先與二次氣流在噴嘴內(nèi)混合，然后在噴嘴出口處與一次空氣混合、霧化。一般噴漆的空氣霧化噴槍的空氣壓力為0.3—0。6MPa，而涂料可靠空氣吸引(吸上式)，自重噴出(重力式)或增壓(壓送式壓力為12～2l。6MPa，可電動(dòng)或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)增壓系)供給。細(xì)水霧噴嘴孔徑為0. 5～2.5mm