在现代工业中，天然气已成为工业燃料的主要来源之一，并且在一些国家已经取代煤炭成为最重要的燃料。但是天然气资源在我国分布不均，且其燃烧效率较低，而且由于天然气燃烧所产生的氮氧化物（NOx）严重影响了环境保护。因此，天然气燃烧技术受到了越来越多国家的重视。天然气燃烧技术主要分为低氮燃烧和全预混燃烧两大类。全预混燃烧是指将燃气和空气在一个燃烧器中实现完全混合、完全预混，进而实现较高热效率的一种燃烧方式。
一、全预混燃烧技术的特点与优势
（一）结构紧凑、热效率高
燃烧时，燃气和空气的混合是一个剧烈的放热过程，而燃气在高温状态下又是一种空气中的氧源，两者混合后形成了一种高度放热反应，燃烧过程中热量被大量消耗，因此燃气的热值就会急剧下降。因此在燃气具中应用全预混燃烧技术的时候，燃烧装置应尽可能地简化结构和控制燃烧过程，尽可能地降低燃料和空气混合的空间尺寸，从而使燃气和空气的混合比尽可能小。在实际生产应用中，全预混燃烧技术的实现原理与脉冲点火系统一样。其燃烧器由预混腔、燃烧室、喷嘴、调风板等组成。与脉冲点火系统相比，全预混燃烧器结构简单、紧凑。
（二）燃烧过程更加环保
由于全预混燃烧技术中采用了预混合空气和燃气的燃烧方式，这两种气体在混合前经过了充分的混合，燃烧过程中只需要少量的空气，因此燃烧过程更加环保。例如，全预混燃烧技术中所采用的燃烧器，在进行燃气和空气的混合时，是采用了空气和燃气通过一次空气管道进行混合的方式。而在使用全预混燃烧技术时，由于燃烧器内采用了全预混结构，使燃气和空气的混合过程变成了两种气体的混合物在燃烧器内进行充分的混合、反应和燃烧。在燃烧过程中，由于两种气体之间没有任何燃料的接触，因此不会发生燃料和空气之间的相互反应或燃烧不完全，也就不会产生污染物。
（三）燃烧温度更高，更节能
全预混燃烧技术的燃气燃烧温度高，从而实现更节能的目的。由于全预混燃烧技术使用了多通道全预混燃烧器，可以实现燃气与空气的充分混合，保证了燃气的充分燃烧，从而使得燃气充分燃烧，提高了热效率。同时，由于全预混燃烧技术是一种强预混技术，在这种方式下，燃气与空气混合之后被充分预热，燃气中所含的各种可燃成分都与空气进行了混合。这样就使燃气被充分预热之后产生大量的热量。传统的燃气热水器在进行燃烧时，是通过直接将水加热至一定温度，而不是通过全预混燃烧方式来达到这一温度。这样做会使热水的温度非常低。在冬季的时候，这种方式还会使热水的温度更低，从而影响了热水器的使用效果。
（四）具有更好的安全性和可靠性
燃烧器采用全预混技术，将燃气和空气在燃烧室中充分混合，并在引射作用下，促使燃气充分燃烧，并使废气与空气分离，从而减少了回火、脱火的可能性；由于燃烧器采用全预混技术，有效地克服了回火、脱火和一氧化碳等问题，因此其安全性和可靠性大大提高。燃烧器采用全预混技术后，燃气与空气在燃烧室中充分混合，并在引射作用下产生一种新的混合气体，使燃气具有更高的燃烧速度和更高的热负荷；由于全预混燃烧器具有稳定的火焰、较大的热负荷和较高的热效率（最高可达93%），因此具有很高的安全性能和可靠性。
二、全预混燃烧技术在燃气具中的应用
（一）嵌入式灶具
嵌入式灶具主要由燃烧器、进气管和炉头三部分组成。全预混燃烧技术在嵌入式灶具中的应用，主要包括燃烧方式的选择、全预混式燃烧器的设计与制造、炉头及燃烧器的安装等几个方面。嵌入式灶具采用全预混燃烧方式，热效率高，且能在全预混条件下稳定运行。由于全预混燃烧技术在嵌入式灶具中的应用，使燃气燃烧更充分，火焰更稳定，火焰呈蓝火或纯蓝火状态，热负荷高，热效率高。由于嵌入式灶具与橱柜一体化设计，使之安装尺寸和空间高度有严格限制，在设计时需综合考虑通风散热、结构安全和炉头、燃烧器的安装尺寸等因素，方能设计出与橱柜匹配的嵌入式灶具。
（二）热水器
燃气热水器中的全预混燃烧技术，是在不影响热水器原有特性的情况下，将燃烧部件（燃烧器）与燃气管路直接连接，在燃烧部件上预先设置全预混管。
（1）在热水器的进气管上增设全预混管：将燃气管路直接与全预混燃烧器相连接，使用过程中可将其视为一个整体，无需再进行更换，便于用户使用。
（2）将全预混管与燃气管路连接：采用全预混燃烧器后，可将燃烧部件（燃烧器）直接安装于燃气管路上，且燃气管路内无需再加装其他部件，可有效避免热水器在使用过程中因线路老化、接口松动而产生的漏气现象，大大提高了产品的安全性。
（三）工业炉
在工业炉窑中，燃气与空气的混合是影响燃烧效率的重要因素。通过改变炉窑内部结构，并采用全预混燃烧技术，使空气与燃气充分混合，达到快速预热的目的，并根据工业炉窑的种类、燃烧温度、气体压力及流量等参数选择不同的燃烧器类型，例如：
（1）在工业炉窑中应用较多的是空气与燃气全预混燃烧技术，通过调整空气与燃气比例可以实现完全预混、非完全预混三种燃烧方式。
（2）空气与燃气全预混燃烧技术中所用的预混器主要有两类：一是空气与燃气直接混合预混燃烧器（又称空气-燃气双预混器）；二是空气与燃气在通过一定比例的混合后再经过一段时间预混后进入燃烧器的预混器。
（四）其他类型燃气具
（1）在工业锅炉中，传统的锅炉主要是由燃料燃烧产生热量，产生高温烟气后通过烟囱排放。但是由于锅炉的结构特点，当燃料燃烧后，会产生大量的高温烟气，这样会给锅炉运行带来一定的影响。为了解决这一问题，一些厂家开始研发全预混燃烧技术。但是由于家用燃气灶具中火焰较小，在使用过程中会产生一定的火焰回火现象，这样对用户体验造成了一定影响。
（2）在工业锅炉中，由于锅炉结构的特殊性，需要对燃料进行预加热，使燃料燃烧后产生的烟气能够直接排放。因此为了解决这一问题，一些厂家研发了全预混燃烧技术，可以使燃烧室内的燃气和空气可以充分混合。
三、结语
天然气的燃烧效率是指天然气与空气进行混合、燃烧时的整体热效率，该指标是评价燃烧设备运行性能优劣的重要指标。我国天然气资源分布不均，且大部分地区为低气价地区，导致我国的天然气消费量中有很大一部分都用于居民生活用气，而工业用气所占的比重较低，导致我国在燃气设备的设计上较少考虑其热效率问题。随着社会经济的快速发展，人们对生活质量有了更高的要求，因而节能减排已经成为国家发展中极为重要的一环。在此背景下，全预混燃烧技术已经逐渐被各大燃气设备生产企业所采用。虽然它有其自身存在的一些问题，但其节能效果却是显而易见。
参考文献
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