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重油不完全燃烧，在烟气中形成炭黑因为高分子烃的燃尽相对要难一些，如果空气供应不足或油粒与空气混合不均匀，那就会有一部分高分子烃在高温缺氧的条件下发生裂解，分解出炭黑，炭黑是粒径小于1μm的固体粒子，它的化学性质不活泼，燃烧缓慢，所以一旦产生炭黑往往就不易燃尽，严重时未燃的炭黑就会进入烟气中，而使烟囱冒黑烟。
重油中的沥青成分也会由于缺氧分解成固体油焦。油焦破裂后即成焦粒，后者也是不易燃烧的，由此可见，重油燃烧中的一个重要问题是必须及时供应燃烧所需的空气。
重油燃烧不完全，产生的飞灰、炭黑、焦粒还有类似焦油物质就会混合附着在水冷壁或对流管束上，久而久之形成一层隔热层，大大地降低了锅炉的热效率，每年要对锅炉进行清洗，增加了运行费用并且造成锅炉不均匀受热，缩短了锅炉寿命。
手操式燃烧系统配风是一次风且不能自动调节，如此会造成火焰根部高温区，并强烈的热辐射，使油喷嘴温度升高，重油高温受热会有碳析出，从而堵塞喷嘴，加大喷嘴磨损，加速喷枪损坏，造成维修费用的增加，对连续生产企业生产能力的提高是很大的障碍。
分别对不同区域及时供应适量的空气，以避免高温缺氧而产生炭黑并能在少的过量空气下保证油的完全燃烧。燃油的燃烧的上述要求是通过燃烧器来达到的。燃油燃烧器主要由油雾化器和调风器所组成。燃油通过雾化器雾化成细油粒，以一定的雾化角喷入炉内，并与经过调风器送入的具有一定形状的速度分布的空气流相混合。油雾化器与调风器的配合应能使燃烧所需的大部分空气及时地从火炬根部供入，并使火炬各处的配风量与油雾的流量密度分布相适应。同时也要向火炬尾部供应一定量的空气，以保证炭黑和焦粒的燃尽。
燃油经雾化后的油雾以及燃气均为可燃气体，当与空气混合达到一定含量范围，均能形成易燃易爆性混合气体。因此对燃油燃气锅炉的及防爆提出了特殊要求。
新研制的高速气体燃烧器,为了达到完全燃烧，使燃气和空气通过众多的喷孔分别进入燃烧室，燃气射流与空气射流一一撞击，均匀混合，合成射流矢量方向应与燃烧室主轴线平行，避免一射流穿透另一射流，造成混合不均。为了减少NOx的生成，采取分区燃烧，前区燃烧温度低于后区燃烧温度，在燃烧室出口燃烧温度。前区是贫氧燃烧，后区增加供氧，在燃烧室出口达到过剩空气系数α＝1。
如此设计，既能够合理配风，保证完全燃烧，防止CO生成，又能够维持较低的燃烧温度，减少有害气体NOx的生成。
燃烧室内充满高温的燃烧产物,其金属室壁必须有足够的冷却，才能工作。效仿液体火箭发动机的再生冷却，在高速气体燃烧器的设计中，利用空气在燃烧室外腔流动，吸收室壁传导的热量，保证室壁在的温度范围内工作。同时将空气预热能够促进完全燃烧和提高理论燃烧温度。
在燃烧室喷口局部高温区，专门设计有空气膜保护金属壁。
由于采取了以上的设计，高速气体燃烧器的使用寿命可达3年，而其他单位设计生产的高速气体燃烧器的燃烧室由耐火材料作内衬，使用寿命为几个月，甚至有的产品，其耐火材料内衬工作不足3个月就开裂。
在高速气体燃烧器设计中，为了使燃烧产物具有足够的动量，燃烧室应该有一定的压力。根据用户提供的燃气物理化学参数和速度要求，进行燃烧计算确定燃烧产物的各个热力参数后，燃烧室内燃烧产物的压力可以求出，即pc=pa/[1-(k-1)w2/2kRT]k/(k-1)。
式中pc为燃烧室压力；pa为环境压力；k为燃烧产物绝热指数；R为燃烧产物气体常数；T为燃烧温度；w为燃烧产物在喷口处的流速。
空气和燃气进入燃烧器，流经各自的通道，经过喷孔进入燃烧室，沿途存在一定的流阻。
燃烧器的空气入口压力pk是燃烧室压力pc和空气压降Δpk之和，燃烧器的燃气入口压力pr是燃烧室压力pc和燃气压降Δpr之和。即：pk=pc+Δpk 。pr=pc+Δpr。
pk和pr不能过高，应该满足用户提供的使用条件。高速气体燃烧器在使用天然气作燃气时，燃烧产物速度为100 m／s，其天然气入口压力为2 500 Pa，空气入口压力为2 100 Pa。
高速气体燃烧器是利用液体火箭发动机的燃烧技术为工业加热炉开发的一种、节能、低污染燃烧器。经天然气燃烧试验，证明其工作可靠、操作简单、热负荷调节范围大、空气过剩系数及燃气温度调节范围大。该燃烧器目前已成功地应用在油田、陶瓷、钢铁等行业的加热炉上。
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