研究表明,燃燒并不是一個連續的定壓過程,而是一個脈動過程?在爐膛的燃燒過程中,風量?風壓?燃料供應量等的波動會引起通常是靠高溫煙

研究表明,燃燒并不是一個連續的定壓過程,而是一個脈動過程?在爐膛的燃燒過程中,風量?風壓?燃料供應量等的波動會引起通常是靠高溫煙氣的回流來加熱和點燃的火焰著火前沿的波動?燃燒室著火部分的這種微小波動引起燃燒室內的壓力波動,這種波動通常有很低的不規則的頻率,其較高的諧波將激發爐膛煙氣柱的固有振動?

在鍋爐爐膛中,由于燃燒過程的波動可能激發爐膛煙氣聲駐波的固有頻率而引起共振?爐膛中煙氣聲駐波的諧波次數可以是無限的,亦即其振動的固有頻率是無限的,激發其中哪一諧波頻率共振決定于爐膛尺寸?燃燒器布置?燃燒器位置和負荷以及燃燒條件等因素?

旋流式燃燒器噴出的旋流很容易由于某一擾動而產生切向波運動,如果切向波的頻率與爐膛煙氣柱聲駐波的固有頻率相近時,就激發橫向煙氣柱共振?通過反饋產生強烈的自激振動?燃燒器出力大時,其噴出的旋流容易變得不穩定,尤應加以特別注意?振動的激發機理與燃燒器射流的旋流性質有關?

下圖為試驗鍋爐的三只旋流燃燒器的旋流方向：

由下面兩只燃燒器噴出的旋流具有相同的旋轉方向,因此它產生一個強大的旋轉流動場,圍繞著上面的第三只燃燒器?于是,從第三只燃燒器噴出的旋流就會遇到一股很不均勻的繞流,從而引起該旋流產生切向運動?其中某一特殊的波,當其頻率與燃燒室內橫向煙氣柱的固有頻率很接近時,就激發橫向煙氣振動(共振)?由于反饋效應,這一橫向煙氣振動將其能量反饋給上述切向波,因此該波又進一步激化?由此,出現一個強烈的自激煙氣振動?

為了防止這一煙氣的自激振動,必須改善氣流對第三只燃燒器的繞流?將下面兩只燃燒器的旋流改變成相反的旋轉方向,使之繞軸線產生一個上升流動的氣流如下圖：

這樣,上面第三只燃燒器噴出的旋流便能獲得一股幾乎是平行的上升氣流,從而只受到很小的擾動?

除了上述采用改變旋流器旋流方向來減小振動的方法外,還有下列方法也可以達到減小旋流燃燒器的燃燒振動?①改變旋流燃燒器直徑(旋流器葉片外徑?通流面積等);②改變在燃燒器喉部處的旋流器位置;③改變旋流葉片的位置;④改變接管開孔的位置;⑤改變一次和二次風的配比?

組織四角切圓燃燒時,鍋爐一般裝有幾十只燃燒器,若某一只燃燒器滿足振動條件,就能夠激起爐內的氣柱振動,這是由振動能量和衰減率的關系來決定的?顯然,低負荷時,在減少燃燒器數目的情況下,不易引起振動;在燃燒器數目多的高負荷情況下,容易引起振動?

目前還不能依據燃燒動力學基礎來計算出燃燒過程的波動頻率?一般說來,爐膛中煙氣柱的固有頻率是難于調整的?因此,若發生共振只能改變燃燒器的固有頻率?但采用這些措施的效果不能用計算得出,只能通過試驗來確定?此外,如果燃燒過程的波動頻率與鍋爐爐墻的固有頻率相近時,將要引起爐墻振動?在出現這種情況時,則須加強爐墻的剛性以避免發生共振?

一般在燃燒重油或氣體燃料時,具有引起爐膛煙氣柱振動的危險?在燃煤時,具有較低的頻率,容易激發爐墻的振動?

盡管目前還沒有足夠的理論來預防爐膛的振動,但已有足夠的實際辦法能在振動發生時將其消除?