Ⅰ、天然气概述：
天然气是指在地表以下、孔隙性地层中天然存在的烃类和非烃类混合物，通常所称的天然气只指贮存于地层较深部的一种富含碳氢化合物的可燃气体。
Ⅱ、天然气的主要性质：
①相对密度低 天然气是一种相对密度低的无色气体，其相对密度为0.6-0.7，因此比空气轻。
②可燃性 天然气是一种可燃气体，且发热量高和含碳量低，其热值为37260千焦耳/立方米，正是此性质，人们把天然气作为清洁、高效的燃料来使用。
③可压缩性 在高温高压的地层条件下，天然气的体积被压缩。在地面条件下，天然气体积大约是储层条件下体积的200-240倍左右。
Ⅲ、天然气的优点：
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳 ，无毒，由其相对密度低的特性，一旦泄露，向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。
Ⅳ、天然气的不足：
由于天然气产业属于新兴产业，很难打破几十年的原煤能源结构，加上天然气开采与储运技术的不足，难以形成大规模的天然气开采，燃气价格相对于煤能源较高，但天然气技术的迅速发展，很快能补充不足之处，形成新的廉价能源产业结构。
Ⅴ、天然气分类：
（1）按油气藏分类：
①气田气 在开采过程中没有或只有较少天然气汽油凝析出来的天然气。其特点：该天然气在气藏中，烃类以单项存在，天然气中甲烷含量较高（约80%-90%），而戊烷以上烃类组分含量很少，开采过程中一般没有凝析油同时采出。
②凝析气田气 在开采过程中有较多天然气汽油凝析出来的天然气。其特点：天然气戊烷以上烃类组分含量较多，在开采中没有较重组分的原油同时采出，只有凝析油同时采出。
③油田伴生气 在开采过程中与液体石油一起开采出来的天然气。其特点：天然气在气藏中，烃类以液相或气相两相共存，采油时与石油同时被采出，天然气中重烃组分较多。
注：凝析油是指从凝析气田或者油田伴生天然气凝析出来的液相组分，又称天然汽油。其主要成分是C5至C11+烃类的混合物，并含有少量的大于C8的烃类以及二氧化硫、噻吩类、硫醇类、硫醚类和多硫化物等杂质，其馏分多在20 ℃ -200 ℃ 之间，挥发性好，是生产溶剂油优质的原料。
（2） 按运输方式分类：
①液化、压缩输送气 此类型天然气是将从油气井采出的天然气进行降温压缩升压，形成压缩天然气或者进一步液化形成液化天然气。
缺点：与石油液化气相比，液化、压缩天然气本身就含有大量甲烷，甲烷是造成温室效应的气体之一，同时也会破坏臭氧（O3，也是温室效应气体之一），如果泄露危害也是极大的。甲烷燃烧生成水和二氧化碳，水虽然无害，但从化学式上看生成的二氧化碳数量相当可观，二氧化碳又是温室效应气体之一。与管输天然气相比，此种运输气工艺设备复杂，技术条件严格，投资大。。
优点：与石油液化气相比，天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，压缩天然气的比重为2.5公斤/立方米，液化天然气比重为420公斤/立方米，每立方压缩天然气燃烧热值为20000大卡，液化天然气燃烧热值更甚。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。这样可看出一立方天气燃烧热值是石油液化气的2倍。每瓶石油液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。所以，天然气比石油液化气更具有经济优势。与管输天然气相比，此种输送气灵活性与适应性强
②管道输送气 将油气井采出的天然气通过管道的方式及相应的设施、设备网络输送到不同用户。
缺点：与液化石油气相比，其具有压缩气同样的缺点，与液化压缩输送气相比，此类型气灵活性差，不能供应到高寒山区，适应性低。
优点：与液化石油气相比，其具有压缩气同样的优点，热值高，廉价。与液化、压缩天然气相比，此类型气给用户供应的天然气稳定，供应连续不断，输送量大。
二、天然气与其他能源的比较
Ⅰ.天然气与石油液化气安全系数及价格比较
天然气主要成分是甲烷,本身无杂质、无毒、完全燃烧后只生成水和二氧化碳,对人体无害,对居住环境无污染;液化石油气本身含碳量较高,且燃烧不充分,燃烧后产生一氧化碳等危害性较大的有毒气体,对人体有严重的损害性。
天然气的相对密度(设空气S空=1)为0.5548,约比空气轻一半,如发生泄漏后,天然气会聚在空间上部,只要打开窗户就可以排出。液化石油气的密度比空气大,也就是比空气重,一旦泄漏后,会聚积在地面低处,甚至会存积在下水道内,一旦遇到如烟头之类的明火极易产生爆炸。液化石油气钢瓶气压一般在16公斤,而天然气引到居民灶前使用压力仅为0.02公斤。
天然气售价约为2.65元/立方,天然气热值为8500大卡/Nm左右,则每千卡售价为0.31元;液化石油气现行市场价按6元/千克,液化石油气热值为11000大卡/千克,则每千卡售价为0.55元,而液化石油气市场最高价已达到9.5元/千克。所以使用天然气比使用液化石油气价格最少便宜2倍。
液化石油气价格随着市场变化近来已是水涨船高,但是为保障民生大计,天然气价格是由国家统一管理,任何人都无权干预调整,天然气价格将在长期一段时间内相对稳定,变化不大。
所以,无论气体成份、密度、安全还是价格方面进行比较,使用天然气都要比使用液化气安全经济。
Ⅱ.天然气与煤的比较
我国是以煤炭作为主要燃料的世界上为数不多的国家之一。面对煤炭,石油等能源日益增大的需求和能源存量不断下降,以及世界范围内对环保的要求,为进一步优化我国能源,天然气作为一种清洁、方便、高效的新型能源正迅速走进千家万户,被各行业加以利用,作为国家重点建设项目的西气东输工程起到了巨大的推动作用,如陕西省也将在2013年实现全省所有市、县全部气化。
从环保角度考虑,按单位热值比较,天然气使用硫化物的排放量仅为烟煤排放量的1/1200;二氧化碳排放量是煤炭的一半;每吨煤在燃烧中排放2.1公斤烟尘,而天然气不排放烟尘。
从价格方面考虑,随着大量开采,煤价逐年攀升 ,每天做饭烧水按消耗6块计算,一个月需63元,而天然气价格则一直平稳,一家三口每月用天然气做饭、洗澡最多花费30元,所以用煤比用天然气贵了2倍多。
从人体健康考虑,烟煤造成的危害很大。近年来,住户及企事业单位每年都因烧煤引起发多起煤气中毒事故;同时由于煤气中含有焦油、硫化物、大量烟尘和其他有害气体,致使脑血管发病逐年增多,长期使用还会引发其它方面许多疾病。
因此,无论是从清洁、环保方面比较,还是从健康方面考虑都应尽快普及使用天然气。
Ⅲ.用电与用气的比较
①热值比较
1立方米的天然气的热值为8500大卡,1度电的热值为860大卡。
对锅炉
燃气锅炉热效一般按热值的90%计算,则每立方米天然气有效热值为7650大卡。电锅炉热效按最高98%(一般为96%)计算,则每度电有效热值为842.8大卡。
7650÷842.8=9.1度电,也就是1立方天然气=9.1度电。
对居民家庭
天然气的热效应为55%,则每立方米天然气的有效热值为4675大卡。
电的热效率为85%,则每度电的有效热值为731大卡,4675÷731=6.4度电,也就是1立方天然气=6.4度电。
②费用比较(天然气暂按每立方米2.65元计算)
对锅炉
鉴于实际情况,工业用户每度电在0.6元,1立方天然气=9.1度电,耗电5.46元,所以用电比用气贵了近3倍。
对居民家庭
一般三口家庭使用2000W的电磁炉一天做三顿饭约消耗4度电,用电热水器洗澡每次消耗约3度电,按目前城乡统一电价每度0.49计算,一个月做饭、洗澡需耗电64.68元,而使用天然气做饭、洗澡一个月最多使用30元,相比之下比用电便宜2倍多。
三、天然气市场基本参数
基本燃料热值表
|
燃料
|
燃烧值
|
热效率（约）
|
|
天然气
|
38931 千焦（8000-8500 千卡）/m3
|
75%以上
|
|
煤
|
20908 千焦（5000 千卡）/千克
|
40%-60%
|
|
电
|
860千卡/千瓦时
|
96%
|
|
液化气
|
45998 千焦（11000 千卡）/千克
|
50%
|
我国把每公斤含热7000大卡（29306J）的煤定为标准煤，将不同品种、不同含量的能源按各自不同的平均热值换算成标准煤。折算系数：
1Kg原煤＝0.7143Kg标准煤
1万m3天然气＝12.143吨标准煤
1KWh电＝0.404Kg标准煤
一吨煤约537立方天然气(热值) 一吨煤约286立方天然气（热效率）→工业
气态液化气的比重2.5公斤/立方米
熔炼常用数据（约）：熔炼一吨铝需81-110立方的天然气
熔炼一吨铜需150立方天然气
熔炼一吨铅需120立方天然气
四、天然气燃气管道的分类
低压燃气管道：P≦0.005MPa
中压B燃气管道：0.005MPa＜P≦0.2MPa
中压A燃气管道：0.2MPa＜P≦0.4MPa
次高压B燃气管道：0.4MPa＜P≦0.8MPa
次高压A燃气管道：0.8MPa＜P≦1.6MPa
高压B燃气管道：1.6MPa＜P≦2.5MPa
高压A燃气管道：2.5MPa＜P≦4MPa
五、调压站、燃气管线的设计规范
Ⅰ、调压站（含调压柜）与其他建筑物、构建物的水平净距应符合下表
|
设置形式
|
调压装置入口燃气压力级制
|
建筑物外墙面
|
重要公共建筑、一类高层民用建筑
|
铁路
（中心线）
|
城镇道路
|
公共电力
变配电柜
|
|
地上单独建筑
|
高压（A）
|
18.0
|
30.0
|
25.0
|
5.0
|
6.0
|
|
高压（B）
|
13.0
|
25.0
|
20.0
|
4.0
|
6.0
|
|
|
次高压（A）
|
9.0
|
18.0
|
15.0
|
3.0
|
4.0
|
|
|
次高压（B）
|
6.0
|
12.0
|
10.0
|
3.0
|
4.0
|
|
|
中压（A）
|
6.0
|
12.0
|
10.0
|
2.0
|
4.0
|
|
|
中压（B）
|
6.0
|
12.0
|
10.0
|
2.0
|
4.0
|
|
|
调压柜
|
次高压（A）
|
7.0
|
14.0
|
12.0
|
2.0
|
4.0
|
|
次高压（B）
|
4.0
|
8.0
|
8.0
|
2.0
|
4.0
|
|
|
中压（A）
|
4.0
|
8.0
|
8.0
|
1.0
|
4.0
|
|
|
中压（B）
|
4.0
|
8.0
|
8.0
|
1.0
|
4.0
|
|
|
地下单独建筑
|
中压（A）
|
3.0
|
6.0
|
6.0
|
—
|
3.0
|
|
中压（B）
|
3.0
|
6.0
|
6.0
|
—
|
3.0
|
|
|
地下
调压箱
|
中压（A）
|
3.0
|
6.0
|
6.0
|
—
|
3.0
|
|
中压（B）
|
3.0
|
6.0
|
6.0
|
—
|
3.0
|
注：1、当调压装置露天设置时，则指距离装置的边缘；
2、当建筑物（含重要公共建筑）的某外墙为无门、窗洞口的实体墙，且建筑物耐火等级不低于二级时，燃气进口压力级别为中压A或中压B的调压柜一侧或两侧（非平行），可贴靠上述外墙设置；
3、当达不到上表净距要求时，采取有效措施，可适当缩小净距。
Ⅱ、室内燃气管道的最高压力（MPa）
|
燃 气 用 户
|
最 高 压 力
|
|
|
工业用户
|
独立、单层建筑
|
0.8
|
|
其他
|
0.4
|
|
|
商业用户
|
0.4
|
|
|
居民用户（中压进户）
|
0.2
|
|
|
居民用户（低压进户）
|
＜0.01
|
|
注：1、液化石油气管道的最高压力不应大于0.14Mpa；
2、管道井内的燃气管道的最高压力不应大于0.2Mpa；
3、室内燃气管道压力大于0.8Mpa的特殊用户设计应按有关专业规范执行。
Ⅲ、燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距
表一
|
项 目
|
地下燃气管道压力（MPa）
|
|||||
|
低压
﹤0.01
|
中 压
|
次高压
|
||||
|
B
≤0.2
|
A
≤0.4
|
B
0.8
|
A
1.6
|
|||
|
建筑物
|
基础
|
0.7
|
1.0
|
1.5
|
－
|
－
|
|
外墙面（出地面处）
|
－
|
－
|
－
|
5.0
|
13.5
|
|
|
给水管
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
1.0
|
1.5
|
|
|
污水、雨水排水管
|
1.0
|
1.2
|
1.2
|
1.5
|
2.0
|
|
|
电力电缆（含电车电缆）
|
直埋
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
1.0
|
1.5
|
|
在导管内
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.5
|
|
|
通信电缆
|
直埋
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
1.0
|
1.5
|
|
在导管内
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.5
|
|
|
其他燃气管道
|
DN≤300mm
|
0.4
|
0.4
|
0.4
|
0.4
|
0.4
|
|
DN＞300mm
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
|
|
热力管
|
直埋
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.5
|
2.0
|
|
在管沟内（至外壁）
|
1.0
|
1.5
|
1.5
|
2.0
|
4.0
|
|
|
电杆（塔）的基础
|
≤35kv
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
|
＞35kv
|
2.0
|
2.0
|
2.0
|
5.0
|
5.0
|
|
|
通信照明电杆（至电杆中心）
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
|
|
铁路路堤坡脚
|
5.0
|
5.0
|
5.0
|
5.0
|
5.0
|
|
|
有轨电车钢轨
|
2.0
|
2.0
|
2.0
|
2.0
|
2.0
|
|
|
街树（至树中心）
|
0.75
|
0.75
|
0.75
|
1.2
|
1.2
|
|
表二
|
项 目
|
地下燃气管道（当有套管时，以套管计）
|
|
|
给水管、排水管或其他燃气管道
|
0.15
|
|
|
热力管、热力管的管沟沟底（或顶）
|
0.15
|
|
|
电 缆
|
直 埋
|
0.50
|
|
在导管内
|
0.15
|
|
|
铁路（轨底）
|
1.20
|
|
|
有轨电车（轨底）
|
1.00
|
|
注: 1. 当次高压燃气管道压力与表中数不相同时，可采用直线方程内插法确定水平净距。
2. 如受地形限制不能满足表一和表二时，经与有关部门协商，采取有效的安全防护措施后，表一和表二规定的净距，均可适当缩小，但低压管道不应影响建（构）筑物和相邻管道基础的稳固性，中压管道距建筑物基础不应小于0.5m且距建筑物外墙面不应小于1m，次高压燃气管道距建筑物外墙面不应小于3.0m。其中当对次高压A燃气管道采取有效的安全防护措施或当管道壁厚不小于9.5mm时，管道距建筑物外墙面不应小于6.5m；当管壁厚不小于11.9mm时，管道距建筑外墙面不应小于3.0m。
3. 表一和表二规定除地下燃气管道与热力管的净距不适于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管外，其他规定均适用于聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯塑料复合管道。聚乙烯燃气管道与热力管道的净距应按国家现行标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63执行。
六、天然气燃烧技术：
目前我国燃气燃烧的方式主要有三种：扩散式燃烧、大气式燃烧、预混式燃烧。
（1）、扩散式燃烧
将管口喷出的燃气进行燃烧，如果燃气中不含氧化剂，则燃烧所需的氧气将依靠扩散作用从周围大气获得。这种燃烧方式称为扩散式燃烧
在层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用是周围氧气进入燃烧区；在紊流状态下，则依靠紊流扩散作用来获得燃烧所需要的氧气。由于分子扩散进行的比较缓慢，因此层流扩散燃烧的速度取决于氧的扩散速度。燃烧的化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小
（2）、大气式燃烧
1855年本生创造出一种燃烧器，他能从周围大气中吸入一些空气与燃气预混，在燃烧时形成不发光的蓝色火焰，这就是实验室常用的本生灯。预混式燃烧的出现使燃烧技术得到很大的发展。
扩散式燃烧容易产生煤烟，燃烧温度也相当低，但当预先混入一部分燃烧所需空气后，火焰就变得清洁，燃烧得以强化，火焰温度也提高了。因此部分预混式燃烧得到了广泛的应用。在习惯上又称大气式燃烧
本生火焰是部分预混层流火焰的经典例子，它由内锥和外锥组成。在内锥表面火焰向内传播，而未燃的燃气空气混合物则不断地从锥内向外流出。在气流的法向分速度等于法向火焰传播速度之初便出现一个稳定的焰面，其形状近似于一个圆锥面，颜面内侧有一层很薄的浅蓝色燃烧层，因此内锥又称蓝色锥体
由于一次空气量小于燃烧所需要的空气量，因此在蓝色椎体上仅仅进行一部分燃烧过程。所得的中间产物穿过内锥面，其外部按扩散方式与空气混合面燃烧。一次空气系数越小，外锥就越大
（3）预混式燃烧
完全预混式燃烧是在部分预混式燃烧的基础上发展起
来的，它虽然出现的较晚。但因为在技术上比较合理，很快便得到了广泛的应用
进行完全预混式燃烧的条件是：
第一、 燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀
第二、 设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温
在以上条件下，燃气-空气混合物到达燃烧区后在瞬间燃烧完毕。火焰很短甚至看不见，所以又称无焰燃烧
完全预混式燃烧火道的容积热强度很高，并且能在很小的过剩空气系数下达到完全燃烧，因此燃烧温度较高
完全预混式可燃物的燃烧速度极快，但火焰稳定性差。
完全预混式燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。正确设计的货到不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对迅速燃尽也起了很大的作
Ⅰ、氧气燃烧
1.氧气燃烧原理简介：传统的燃料燃烧反应所需的氧气来自于空气，通过鼓风机吹入炉膛。当空气中只有20.9%的氧气，其它大部分（79.1%）为氮气等惰性气体。这部分惰性气体不但参与燃烧反应，而且会吸收大部分燃料所释放的热量，造成燃料的浪费。
氧气燃烧是将纯氧替代空气，避免惰性气体的引入，不但可以节约燃料，还将带来一系列的收益。
2、氧气燃烧系统的特点：
安全可靠、不需要对原有系统进行改造、操作简单稳定控制精确
3、氧气燃烧系统带来的收益：
降低天然气消耗、化料时间缩短、操作环境改善、烟尘带走金属量（铅）降低。
七、天然气燃烧设备：
Ⅰ、天然气烧嘴：
平焰烧嘴，高速烧嘴，蓄热式烧嘴等烧嘴的介绍：
高速烧嘴的基本原理是：燃料在燃烧室内即实现完全燃烧。由于燃烧室是密闭的，并保持足够的正压力，使高温燃烧产物以高速喷出，因而强化了对流传热，促进炉内气流循环，均匀了记温。如果增大一、二次风的过剩量，还可以调节出口气体的温度，使之接近于工件的加热温度，防止工件过烧，保证加热质量，这种烧嘴又称高速调温烧嘴。
高速烧嘴的特点是：
1） 燃烧室体积很小，热负荷很大，一般在（107~108）kJ/(m3•h)。要选择优质耐火材料以提高其内衬寿命。
2） 燃烧后热气体以100m/s~300m/s的速度喷出。
3） 烧嘴调节比大，一般为1：15。
4） 由于空气过剩量可以很大，气流喷出速度高，应注意防止噪声过大。同时需配备自动点火装置及火焰监测器。
平焰烧嘴 结构及原理： 平焰烧嘴是以进入到烧嘴的煤气和燃烧所需的空气，在旋流器的作用下，煤气和空气强烈的旋转，沿垂直于烧嘴砖中心线的炉墙表面展开，并在紧靠炉墙的一层空间内烧尽，形成园盘型火焰，其直径在1～3m，其厚度在100～200mm。 采用平焰烧嘴后，由于热辐射能力加强，温度场均匀，故升温速度快，金属氧化烧损率低，对实现钢材均匀加热，快速加热，节约燃料具有显著的效果
蓄热式烧嘴（RCB）的简介 蓄热式烧嘴是一种通过蓄热球从窑炉烟气中回收热量来预热空气以此达到交替燃烧均匀加热目的的烧嘴。蓄热式烧嘴主要应用于工业燃气加热领域，以低NOx排放，很高的燃烧热效率著称。它是继自身预热式烧嘴后的又一大技术进步。近年来，在英国，西欧，北美，澳洲和日本等地作为节能技术核心广泛传播和示范推广，应用于锻造炉，热处理炉，金属熔化炉和玻璃池窑等。 蓄热式烧嘴的结构 RCB是由耐高温的全陶瓷烧嘴和蓄热式陶瓷换热器两大部分构成。将换热系统与烧嘴相连后并安装在炉窑侧壁上，再通过换向滑阀，成对操作。蓄热式烧嘴的工作原理 一套蓄热式烧嘴系统至少包括两个烧嘴，两个蓄热器，一个热能回收系统以及相应的控制装置。烧嘴和蓄热器可根据现场实际情况直接连接在一起或选择用耐火材料浇注的管道连接在一起。 当一个烧嘴利用蓄热器里的热空气进行燃烧时，另一个烧嘴起到一个排烟口的功能，利用抽烟风机抽出炉子里的热空气通过烧嘴到蓄热器里进行蓄热。当热量蓄足后，蝶阀动作，转换两个烧嘴的功能。每当一个烧嘴在燃烧时，则另一个在帮助蓄热器蓄热。在热交换中，管道中的废气温度通常在150-200℃，因而不管是蝶阀还是抽烟风机均能长期安全可靠的工作。
六、天然气燃烧技术：
目前我国燃气燃烧的方式主要有三种：扩散式燃烧、大气式燃烧、预混式燃烧。
（1）、扩散式燃烧
将管口喷出的燃气进行燃烧，如果燃气中不含氧化剂，则燃烧所需的氧气将依靠扩散作用从周围大气获得。这种燃烧方式称为扩散式燃烧
在层流状态下，扩散燃烧依靠分子扩散作用是周围氧气进入燃烧区；在紊流状态下，则依靠紊流扩散作用来获得燃烧所需要的氧气。由于分子扩散进行的比较缓慢，因此层流扩散燃烧的速度取决于氧的扩散速度。燃烧的化学反应进行得很快，因此火焰焰面厚度很小
（2）、大气式燃烧
1855年本生创造出一种燃烧器，他能从周围大气中吸入一些空气与燃气预混，在燃烧时形成不发光的蓝色火焰，这就是实验室常用的本生灯。预混式燃烧的出现使燃烧技术得到很大的发展。
扩散式燃烧容易产生煤烟，燃烧温度也相当低，但当预先混入一部分燃烧所需空气后，火焰就变得清洁，燃烧得以强化，火焰温度也提高了。因此部分预混式燃烧得到了广泛的应用。在习惯上又称大气式燃烧
本生火焰是部分预混层流火焰的经典例子，它由内锥和外锥组成。在内锥表面火焰向内传播，而未燃的燃气空气混合物则不断地从锥内向外流出。在气流的法向分速度等于法向火焰传播速度之初便出现一个稳定的焰面，其形状近似于一个圆锥面，颜面内侧有一层很薄的浅蓝色燃烧层，因此内锥又称蓝色锥体
由于一次空气量小于燃烧所需要的空气量，因此在蓝色椎体上仅仅进行一部分燃烧过程。所得的中间产物穿过内锥面，其外部按扩散方式与空气混合面燃烧。一次空气系数越小，外锥就越大
（3）预混式燃烧
完全预混式燃烧是在部分预混式燃烧的基础上发展起
来的，它虽然出现的较晚。但因为在技术上比较合理，很快便得到了广泛的应用
进行完全预混式燃烧的条件是：
第一、 燃气和空气在着火前预先按化学当量比混合均匀
第二、 设置专门的火道，使燃烧区内保持稳定的高温
在以上条件下，燃气-空气混合物到达燃烧区后在瞬间燃烧完毕。火焰很短甚至看不见，所以又称无焰燃烧
完全预混式燃烧火道的容积热强度很高，并且能在很小的过剩空气系数下达到完全燃烧，因此燃烧温度较高
完全预混式可燃物的燃烧速度极快，但火焰稳定性差。
完全预混式燃烧过程的热强度与火道有很大的关系。正确设计的货到不仅提高了燃烧稳定性，增加了燃烧强度，而且高温火道对迅速燃尽也起了很大的作
Ⅰ、氧气燃烧
1.氧气燃烧原理简介：传统的燃料燃烧反应所需的氧气来自于空气，通过鼓风机吹入炉膛。当空气中只有20.9%的氧气，其它大部分（79.1%）为氮气等惰性气体。这部分惰性气体不但参与燃烧反应，而且会吸收大部分燃料所释放的热量，造成燃料的浪费。
氧气燃烧是将纯氧替代空气，避免惰性气体的引入，不但可以节约燃料，还将带来一系列的收益。
2、氧气燃烧系统的特点：
安全可靠、不需要对原有系统进行改造、操作简单稳定控制精确
3、氧气燃烧系统带来的收益：
降低天然气消耗、化料时间缩短、操作环境改善、烟尘带走金属量（铅）降低。
七、天然气燃烧设备：
Ⅰ、天然气烧嘴：
平焰烧嘴，高速烧嘴，蓄热式烧嘴等烧嘴的介绍：
高速烧嘴的基本原理是：燃料在燃烧室内即实现完全燃烧。由于燃烧室是密闭的，并保持足够的正压力，使高温燃烧产物以高速喷出，因而强化了对流传热，促进炉内气流循环，均匀了记温。如果增大一、二次风的过剩量，还可以调节出口气体的温度，使之接近于工件的加热温度，防止工件过烧，保证加热质量，这种烧嘴又称高速调温烧嘴。
高速烧嘴的特点是：
1） 燃烧室体积很小，热负荷很大，一般在（107~108）kJ/(m3•h)。要选择优质耐火材料以提高其内衬寿命。
2） 燃烧后热气体以100m/s~300m/s的速度喷出。
3） 烧嘴调节比大，一般为1：15。
4） 由于空气过剩量可以很大，气流喷出速度高，应注意防止噪声过大。同时需配备自动点火装置及火焰监测器。
平焰烧嘴 结构及原理： 平焰烧嘴是以进入到烧嘴的煤气和燃烧所需的空气，在旋流器的作用下，煤气和空气强烈的旋转，沿垂直于烧嘴砖中心线的炉墙表面展开，并在紧靠炉墙的一层空间内烧尽，形成园盘型火焰，其直径在1～3m，其厚度在100～200mm。 采用平焰烧嘴后，由于热辐射能力加强，温度场均匀，故升温速度快，金属氧化烧损率低，对实现钢材均匀加热，快速加热，节约燃料具有显著的效果
蓄热式烧嘴（RCB）的简介 蓄热式烧嘴是一种通过蓄热球从窑炉烟气中回收热量来预热空气以此达到交替燃烧均匀加热目的的烧嘴。蓄热式烧嘴主要应用于工业燃气加热领域，以低NOx排放，很高的燃烧热效率著称。它是继自身预热式烧嘴后的又一大技术进步。近年来，在英国，西欧，北美，澳洲和日本等地作为节能技术核心广泛传播和示范推广，应用于锻造炉，热处理炉，金属熔化炉和玻璃池窑等。 蓄热式烧嘴的结构 RCB是由耐高温的全陶瓷烧嘴和蓄热式陶瓷换热器两大部分构成。将换热系统与烧嘴相连后并安装在炉窑侧壁上，再通过换向滑阀，成对操作。蓄热式烧嘴的工作原理 一套蓄热式烧嘴系统至少包括两个烧嘴，两个蓄热器，一个热能回收系统以及相应的控制装置。烧嘴和蓄热器可根据现场实际情况直接连接在一起或选择用耐火材料浇注的管道连接在一起。 当一个烧嘴利用蓄热器里的热空气进行燃烧时，另一个烧嘴起到一个排烟口的功能，利用抽烟风机抽出炉子里的热空气通过烧嘴到蓄热器里进行蓄热。当热量蓄足后，蝶阀动作，转换两个烧嘴的功能。每当一个烧嘴在燃烧时，则另一个在帮助蓄热器蓄热。在热交换中，管道中的废气温度通常在150-200℃，因而不管是蝶阀还是抽烟风机均能长期安全可靠的工作。
