我公司从事冶金、电力、石化等行业的烧嘴、气泡雾化油枪的设计制造。
 
 
 
汽泡雾化理论阐述
 
 
 
一、我们知道机械雾化油枪的雾化原理，也可以说雾化能主要来自于3-4MPa的高压油流与空气的碰撞、磨擦而使油柱锥形膜破裂而雾化。由于油流速度越来越低，因此雾化粒度也随火焰前进方向随之增大。因此会出现油雾一出喷嘴口就着火，火焰根部也较明亮，到了火焰中部则会较暗甚至冒烟。火焰各部分油雾粒度分布不均导致火焰热辐射能力从根部、中部到尾部依次下降。从而导致火焰热分布不均，甚至会出现甩油，甩油就是油滴太大没有完全燃烧所致。
 
随后出现的汽动雾化就比机械雾化方式前进了一步。它是借助了雾化介质（蒸汽或压缩空气）的动能，在喷嘴口去吹散重油。由于雾化介质动能的介入，因此油的压力也就降了下来，大约在1.0MPa左右。同样道理，油滴粒径分布也在火焰前进方向依次增大，同样出现火焰热分布相对不均，但比机械雾化好多了。
 
随着重油品质的不断下降，人们总在不断探索一种  的雾化方式，目的只有一个，就是降低油滴粒径，加大油雾与空气的接触面积，从而达到充分燃烧的目的。
 
美国专家提出的汽泡雾化理论与北京航空  大学研制的喷嘴结构达到了理论与实践的统一。后经无数技术人员的努力，达到了现有水平。
 
汽泡雾化就是雾化介质和燃油，通过特殊结构的喷嘴，在喷嘴内汽、液两相流进行剪切、变形、加速，在汽泡发生器中（雾化室）产生大量汽泡（油膜包汽泡），汽泡在经过烧嘴口时膨大破裂，从而产生爆破雾化。
 
二、汽泡雾化用的是0.4MPa左右的燃油与0.5MPa左右的蒸汽，它的能量来源于汽泡膨大破裂所产生的张力势能。汽泡的喷出不是单个的，而是每个喷孔中就同时有若干个，因此汽泡流不仅速度快，而且浓度较大，因此处于相对缺氧状态，不能直接燃烧。随着汽泡的运动，汽泡将迅速膨大，也就是说附着于汽泡之上的油膜越来越薄。当汽泡内外压差大于油膜表面张力时，汽泡将迅速破裂，形成无数 小的油雾，增大了与空气的接触面积，从而开始燃烧。由于油品的不同，柴油从汽泡自喷嘴口膨大到破裂距 头4cm左右，而重油由于其粘度大，汽泡流大约在距 头8cm处破裂（试验数据），因此，距 头一定距离后才能得到稳定的油雾，因此，着火点不会在喷口处而是距 头有一定距离。这也就大大降低了喷嘴出口处的温度，从而降低了结渣物的生成。同样道理，近年兴起了“水煤浆”燃烧技术。“水煤浆”就是将煤粉与水、添加剂以一定比例混合起来形成象重油一样的状态，然后通过喷嘴进行雾化。“水煤浆”刚出喷口也不能立即燃烧，而是离喷嘴一定距离，它要经过一个蒸发过程，将水份蒸发掉，从而达到了煤自身的燃点，开始燃烧。因此可燃物的“着火点”与“充足的氧气”是燃烧的充要条件，缺一不可。
 
三、火焰的刚性实质是火焰燃烧时对阻挡物的冲击能力。这里的冲击能力不是指物理破坏力（力学破坏力），即是火焰的辐射能力。
 
 
 
产生具有刚性的火焰应具备以下条件：1、油滴雾化粒度要细2、要有适当的配风。由汽泡雾化理论可以看出：油膜包着汽泡，当汽泡
 
膨大破裂时会产生无数小液滴，因此雾化粒度不必从量上，就单从理论上就比机械雾化、“Y”型汽动雾化要小得多。配风大小也与火焰刚生有很大关系，配风太小易冒烟，且火焰发飘；太大形不成稳定的火焰，甚至将火焰吹灭。因此，粒度非常小的油滴在适当配风作用下运动规律几乎是一致的，因此火焰热分布相对要比汽动雾化要好得多。具有刚性火焰在外形上看就是一道亮线，火焰颜色从根部到尾部几乎是一样的。不具有刚性的火焰尾部发暗甚至冒烟且飘浮不定，热分布不均。
 
四、汽泡雾化型油枪调节比为1:6是由试验得来的，意思是在油枪设计负荷的六分之一负荷仍可稳定燃烧。这一点不难解释，由于机械雾化的能量来源于油流动能，只有动能达到一定数值时才能将油流雾化成可以燃烧的油雾，因此降低负荷只能靠降低油压来实现，如果油压降得太低（由于喷孔是不变的）势必造成油流动能不足，不能与空气充分碰撞磨擦，造成雾化不好，不能形成稳定的火焰或根本无法点火。机械雾化的调节比大约在1:3。汽泡雾化的能量来源于张力势能，与油流动能无多大关系，因此降低油压调整负荷时，只要能形成稳定的汽泡流，就可以形成稳定的火焰，试验测得调节比约为1:6（第34期《中国电力》）。
 
五、由于汽泡雾化所产生的油滴粒度细，增大了与空气接触面积，因此能够充分燃烧，且火焰刚性强，不冒黑烟，烟尘指数达环
 
 
 
保要求，如使用方具备检测手断，可进行测验，林格曼黑度＜1级。
 
六、卓群油枪炉工参数：
 
负    荷：2500kg/h（厂方提供）
 
理论风量：2500×11=27500m3/h（1kg油需11m3空气助燃）
 
实际风量：27500×1.2=33000m3/h（取空气过剩系数为1.2）
 
风    速：6m/s左右
 
汽    压：0.6MPa左右
 
油    压：0.5 MPa左右
 
火焰大径：0.6m左右
 
火焰长度：3.5m左右
 
油枪喷射速度：35m/s
 
七、火焰近似研究
 
我们可以通过调整油、汽喷口的横截面积来达到油枪设计的喷口速度为35m/s。我们将喷口未破裂的汽泡做为研究对象。如果质点不燃烧，它将做斜率为tg300的直线运动，但是质点是燃烧的，质量不断减小，因此质点的运动过程是复杂的物理化学变化。我们假定一个运动轨迹模型为近似y=1/40x2的抛物线，一个可完全燃烧（无甩油）的油滴的燃烧时间约为0.15s。因此火焰长度可以用径向分速度的平均值来近似计算：即S=(1/2COS30o×35+6)×0.15=3.17m，加上火焰收尾大概在3.5m左右，火焰半径为y=1/40×3.52=0.31m，因此火焰直径为0.6m左右。
 
定性分析：
 
 
 
“Y”型气动雾化油枪的雾化粒度要远远大于汽泡雾化油枪的雾化粒度。根据惯性定律可知，大质点的物体在受同样风力作用下，
 
它的运动状态 不易改变，也就是说在喷射角度一样情况下，大质点运动规迹抛物线斜率变化较小质点慢，即大质点运动规迹抛物线开口比小质点大。“Y”型油枪火焰没有碰到对侧炉壁，汽泡雾化油枪 不易触及炉壁。
 
由于该炉膛为5.73m×6.435m，因此该油枪火焰设计符合本炉子需要。
 
八、整炉运行效果定性比较
 
如果同负荷的油枪进行整炉运行比较，由于卓群油枪火焰刚性好，燃烧充分，不甩油，因此水冷壁清洁程度相对较干净，结焦物相对要少，因此，水冷壁的吸热能力相对较高。这样会导致同负荷油枪运行比较时，锅炉尾部温度可能会稍高。如果这样，就说明锅炉热效率提高的同时，剩余一小部分热量随烟  出。这说明，卓群油枪发热量及火焰辐射能力较强，如果稍降些负荷，即可达到与老油枪相同效果，这从侧面也说明节能问题。
 
九、关于节能问题，由于各厂炉子状况及燃料状况、操作状况不同，节能率不可能尽相同，通过对汽泡雾化技术的这一系列阐述，节能环保是肯定的，节能比率只能在使用后具体统计。