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鼓風(fēng)式燃燒器 提高熱效率

2014-08-27 20:51 來(lái)源:現(xiàn)代家電網(wǎng) 作者:張喜杰 吳亭 劉海平[ 收藏 ]

  于2014年6月在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2014年第11號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告中公布的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《GB 30720-2014 家用燃?xì)庠罹吣苄薅ㄖ导澳苄У燃?jí)》,將于2015年4月1日實(shí)施。為有效提升家用燃?xì)庠畹臒嵝?,使其可達(dá)到一級(jí)能效,燃?xì)饩呱a(chǎn)廠家各盡其能,各顯神通,都希望有所突破和創(chuàng)新。

  目前市場(chǎng)上家用燃?xì)庠钏玫娜紵饔卸喾N多樣,按空氣補(bǔ)充方式一般分為:引射式燃燒器、鼓風(fēng)式燃燒器和自然引風(fēng)燃燒器。引射式燃燒器是空氣被燃?xì)馍淞魑牖蛘呷細(xì)獗豢諝馍淞魑搿9娘L(fēng)式燃燒器是用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)。自然引風(fēng)燃燒器是靠爐膛的負(fù)壓將空氣吸入燃燒系統(tǒng)。

  大氣式燃燒器通常是利用燃?xì)庖淇諝?,故屬于引射式燃燒器。其工作原理為燃?xì)庠谝欢▔毫ο拢砸欢ǖ牧魉倭鞒?,燃?xì)饪勘旧淼哪芰课胍淮慰諝猓谝淦鲀?nèi)燃?xì)馀c一次空氣混合,經(jīng)燃燒器頭部火孔流出,進(jìn)行燃燒,形成本生火焰。

  一般家用燃?xì)庠畹娜紵鞔蠖紴榇髿馐饺紵?屬引射式燃燒器),其一次空氣及二次空氣補(bǔ)充都是采用自然補(bǔ)充,沒(méi)有外圍設(shè)備提供空氣,由于燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因造成一次空氣及二次空氣補(bǔ)充困難,往往使灶具燃燒工況不理想,出現(xiàn)燃燒不完全、煙氣超標(biāo)、黃焰等現(xiàn)象,并且熱效率普遍不高。

  鼓風(fēng)式灶用燃燒器從空氣補(bǔ)充方式可分為:鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器;鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器;同時(shí)鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣和二次空氣的家用燃燒器。其中第二種運(yùn)用鼓風(fēng)設(shè)備補(bǔ)充二次空氣,是通過(guò)鼓風(fēng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)二次空氣進(jìn)行合理的強(qiáng)制補(bǔ)充,提供相對(duì)充足的補(bǔ)充空氣,與火焰面未完全燃燒的燃?xì)獬浞只旌希蛊渫耆紵?,提高燃燒?qiáng)度,降低CO排放,從而提高燃燒溫度并降低鍋支架高度,減少熱損失,達(dá)到提高熱效率的目的,讓熱效率可超一級(jí)能效。

  運(yùn)用鼓風(fēng)設(shè)備合理的補(bǔ)充二次空氣,最大限度的提升了燃?xì)庠罹叩臒嵝?,是提高燃燒器熱效率的一種有效途徑。

  1.家用燃?xì)庠罟娘L(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器的分析。

  

  圖1:鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖

  其實(shí)現(xiàn)原理及結(jié)構(gòu)為一次空氣通過(guò)鼓風(fēng)設(shè)備送入燃燒器,在引射器內(nèi)與燃?xì)饣旌?,?jīng)燃燒器頭部火孔流出,進(jìn)行燃燒,二次空氣在火焰面周圍自然補(bǔ)充,形成本生火焰。這種方式,鼓風(fēng)設(shè)備送入的一次空氣量與燃?xì)獾幕旌媳壤缶_高,且送入空氣的速度也要與燃?xì)饬魉倥浜虾侠怼T斐晒娘L(fēng)控制系統(tǒng)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)難度及成本高。

  雖然也可達(dá)到提高熱效率的目的,但是相對(duì)補(bǔ)充二次空氣的鼓風(fēng)式燃燒器有如下缺點(diǎn):燃?xì)饬颗c空氣量的混和比例難以控制在合理范圍,周圍環(huán)境變化的影響大。例如燃?xì)夤鈮毫Πl(fā)生變化,造成補(bǔ)充空氣與燃?xì)饣旌媳炔缓侠恚淙紵r難以控制。其補(bǔ)充空氣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。因此鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器適用性不高、成本高、控制復(fù)雜等缺點(diǎn)。

  2.家用燃?xì)庠罟娘L(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器的分析。

  鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器不僅能提高熱效率,還能解決鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器的缺點(diǎn)。鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器與鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器主要區(qū)別在于:鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器,其一次空氣靠自然引射,二次空氣為強(qiáng)制補(bǔ)充;而鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器其一次空氣為強(qiáng)制補(bǔ)充,因此解決了補(bǔ)充一次空氣燃燒器原理上帶來(lái)的不足。鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器受環(huán)境影響小,不受燃?xì)夤鈮毫Φ挠绊懀淙紵€(wěn)定性較高,適應(yīng)性更強(qiáng)。

  

  鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器是大氣式燃燒器的一種結(jié)構(gòu)形式,燃燒所需的空氣,部分由燃?xì)饪勘旧淼哪芰客ㄟ^(guò)自然引射吸入一次空氣,在引射器內(nèi)與燃?xì)饣旌?,?jīng)燃燒器頭部火孔流出,進(jìn)行燃燒,二次空氣通過(guò)鼓風(fēng)設(shè)備送入到火焰外表面或火孔周圍,從而完成燃燒。這種方式的實(shí)現(xiàn)原理及結(jié)構(gòu),不會(huì)對(duì)燃燒器一次空氣引射系統(tǒng)產(chǎn)生影響,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、成本較低。

  

  鼓風(fēng)后二次空氣分配有兩種:一種為自由分配,另一種按火孔均勻分配。自由分配是經(jīng)鼓風(fēng)裝置強(qiáng)制補(bǔ)充的二次空氣自由分配到火孔,存在空氣分配不均的問(wèn)題。而火孔均勻分配方式為經(jīng)鼓風(fēng)裝置強(qiáng)制補(bǔ)充的二次空氣按需要量均勻的分配至各火孔。兩種方案在相同試驗(yàn)條件下,經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)如下:

  

  但自由分配比火孔均勻分配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。二次空氣量的大小直接影響過(guò)??諝庀禂?shù),過(guò)??諝庀禂?shù)大,導(dǎo)致排煙量增高,煙氣損失的熱量高,導(dǎo)致熱效率底。因此二次空氣量也是影響效率的重要因素。強(qiáng)制補(bǔ)充二次空氣量的不同對(duì)熱效率的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

  

  因此對(duì)鼓風(fēng)設(shè)備的控制系統(tǒng)應(yīng)考慮風(fēng)量的供給,還應(yīng)考慮點(diǎn)火時(shí)風(fēng)量的供給避免難點(diǎn)火。

  通過(guò)以上對(duì)鼓風(fēng)燃燒器幾種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖、原理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知:

  1.鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃?xì)庠钍褂玫娜紵髋c鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃?xì)庠钍褂玫娜紵骶蛇_(dá)到提高熱效率的目的,但鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器性能穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器,其適用更強(qiáng)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì),鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣的燃燒器,當(dāng)鼓風(fēng)設(shè)備停止工作時(shí),燃燒器也可正常燃燒。而鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣的燃燒器鼓風(fēng)設(shè)備停止工作,將不能正常燃燒。

  2. 鼓風(fēng)后二次空氣分配方式:火孔均分配比自由分配性能更優(yōu),燃燒器工況更好,其熱效率更高。

  3. 鼓風(fēng)后二次空氣量的控制:二次空氣量直接影響過(guò)??諝庀禂?shù),直接影響熱效率。過(guò)剩空氣系數(shù)過(guò)大,會(huì)降低熱效率。

  4.本文研究的鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣的燃燒器,通過(guò)控制二次空氣量及其分配,其熱效率可達(dá)到65%以上,超過(guò)一級(jí)能效。

  說(shuō)明:試驗(yàn)氣源為液化石油氣(20Y)標(biāo)準(zhǔn)氣

  試驗(yàn)條件:按GB 16410-2007版的要求。

網(wǎng)站編輯:趙萌
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