工程热力学论文独家整理范文6篇之第五篇：增氧燃烧原理在热能工程中的有关运用
摘要：大家都知道，物体发生燃烧反应需要有氧气的参与，在物体燃烧的过程中，氧气的浓度跟物体的燃烧率息息相关，但是，就热能工程而言，物体的燃烧率是进行衡量的关键参数。本文通过阐述增氧燃烧的原理，介绍了增氧燃烧的方法，提出了增氧燃烧原理在热能工程中的有关运用，为增氧燃烧原理在热能工程中的应用方面提供了参考和帮助。
关键词：增氧； 燃烧； 热能工程；
引言
现阶段，我国虽然非常支持使用新能源，然而大多数地方都是利用煤炭等物质的燃烧进行能量转换的，例如，就煤炭发电来说，煤炭没有完全燃烧的话就会对附近的环境造成不良的影响，同样的，要是煤炭燃烧的速度太慢了的话，就会造成能源的损失，因此，对于热能工程来说，需要利用增氧的方法来提高物体的燃烧率。
1增氧燃烧的原理
1.1燃烧区域
就增氧燃烧的区域来说，有高浓度的氧气和低浓度的氧气，在高浓度氧气的区域通常情况下会运用纯氧，这相对来说要求比较严格，而且通常是在温度比较高的条件下实施的，相对来说需要花费的成本也更多，就目前情况来说，大部分的企业采用的都是低浓度增氧进行物体的燃烧。
1.2燃烧物体产生的废物残渣
目前，企业通常燃烧的物体都是煤炭，这是因为煤炭的价格比较便宜，但是所产生的能量挺大，然而，燃烧煤炭会有很多的废物出现，同时，因为在燃烧煤炭的过程中，没有办法保障煤炭全部跟大气接触进行完全燃烧，所以会出现很多的有害气体导致空气受到污染，大部分企业会采用烟雾排放的方式来增强氧气和燃烧物体的接触面积，尽可能的提高物体的燃烧率。对于燃烧物体所产生的废物残渣，有关部门制定了相应的标准规范，一定要通过相应的处理以及掩埋，在根本上避免燃烧物体产生的废物残渣污染环境。
1.3燃烧温度
在燃烧的地方提高氧气的浓度能够提升物体的燃烧率，同时还能加快燃烧的速度，而且现象是非常明显的。通常情况下，比较普遍的实验是燃烧甲烷的实验，可以看到在空气中点燃甲烷跟在纯净的氧气中点燃甲烷，两者的现象是完全不一样的，可以看到在纯净的氧气中燃烧的时候，燃烧的速度明显更快更剧烈，同时其散发出来的热量明显更大，燃烧的温度也更高。
1.4热能利用率
热能的利用率是检测燃烧物中产生有用能量的指标，通常来说，空气中氮气的浓度是最大的，但是氮气并不会给物体的燃烧提供任何的帮助，而且在燃烧的时候，氮气的排放过程中会带走很多的热量，除此之外，在温度比较高的环境下，燃烧氮气而产生的气体会给环境带来不好的影响，这种情况不但破坏了环境，同时也降低了热能的利用率。因此，在燃烧物体的时候提高氧气的浓度十分关键。
2增氧燃烧的方法
2.1预混增氧
这种使用通常是在氧气浓度比较低的情况下，使用这种方法操作比较简单，只要保障燃烧的地方出入口有不间断的空气输入就可以了，但是这种方式下燃烧物体的燃烧率不高，而且容易产生有毒气体，但是由于其所需要的成本比较小，因此被大部分的小型企业使用。
2.2射氧燃烧
使用这种方法需要专业的装置来对燃烧的地方不间断输入氧气，跟预混增氧的方式相比，这种方法提高了燃烧物体的利用率，同时其产生的有毒气体相对来说也更少，但是其需要相应的燃烧装置才能进行。
2.3纯氧燃烧
这种方式是这三种增氧燃烧方式里面效果最好的，但是其成本支出也是最大的，而且实施所对应的标准也较为严格，对于燃烧物有着很严格的标准规范，一般情况下，这种方式被运用在有特殊条件的燃烧下。
3增氧燃烧原理在热能工程中的有关运用
3.1电站锅炉
目前，我国的发电站锅炉通常都是采用分级燃烧，通过分级燃烧的方式可以大大减少燃烧环境中氮和氧混合物的产生，从而减少有害气体的产生和热能的损失。在腔室的锅炉区域中放入一部分二级风，并增加一些相关气体，使燃烧材料在富氧环境中尽可能完全燃烧，并立即形成分级燃烧。分级燃烧可以将氮氧化物的产生减少至正常传统燃烧的四分之三，并且可以利用的热量也会大大增多，目前许多的锅炉燃烧都会采用分级燃烧的方式。
3.2工业煤炉
对于当前的工业煤炉来说，它通常使用局部增氧助燃，使用膜式增氧系统进行负压燃烧。在该系统中，由于空气中的不同气体对膜的渗透性不同，因此真空机会形成压力差，在低压下收集氧气，并使用喷嘴释放收集的氧气。此过程可用于多种燃料和锅炉，这将扩大低质燃料的使用范围并优化燃料使用性能。
3.3焚化炉
垃圾焚化炉是近年来开发的一种新应用，其中第一个将增氧燃烧引入的是便携式垃圾焚化中，随着这种方式的不断成熟，目前越来越多的垃圾焚化也引入了增氧燃烧的方式。但是，对于一些比较难燃烧的垃圾来说，该种方式的燃烧能力不足，导致许多物品很难完全燃烧，通过采用增氧燃烧技术，可有效提高火焰温度，减少废气排放，节约热量。
3.4冷凝式锅炉
冷凝式锅炉燃烧效率高，污染物较少。该锅炉通过采用气体和液体燃料，可以大大节约能量的消耗。在进行燃烧时，要严格控制锅炉的水蒸气含量，大约控制在25%左右，随着压力值的升高，导致露点温度升高，在高温环境中，烟气会凝结并产生可用的热量。另一方面，冷凝锅炉释放出来的势能较多，有效地减少了从炉中排放的废气的量，从而也减少了所排放的热能。
4结束语
目前增氧燃烧在热能工程中的应用范围较广，随着制氧技术的不断发展，使得增氧燃烧能够更好的应用于各个生产领域。现阶段，制氧技术的逐渐成熟，导致氧气的价格在不断降低，同时增氧燃烧对于燃烧环境要求较低，而且增氧燃烧所排出的污染物较少。因此，增氧燃烧是未来热能工程发展的主要方向。
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