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沼气壁挂炉燃烧器设计第3页

作者:不详  时间:2020-3-13 16:17:38 点击:

上接沼气壁挂炉燃烧器设计第2页

酵稳定后在60%左右浮动。本次实验中采用甲烷和二氧化碳混合气体模拟沼气,实验中保持燃烧器各个部分尺寸不变,燃烧器前压力恒为1600Pa。

4.2.1沼气组分变化对输入热负荷的影响

燃烧器前压力不变的情况下,燃烧器喷嘴前压力基本维持在560Pa左右。根据式(10)可以看出,沼气流量与沼气相对密度呈反比关系,随着沼气中甲烷体积分数增大,沼气的低热值也随之增大,加之沼气相对密度变小导致沼气的流量增大,燃烧器的输入热负荷也随之增大。

4.2.2沼气组分变化对一次空气系数的影响

实验中保持燃烧器各个部分尺寸不变,燃烧器前压力恒为1600Pa。通过式计算一次空气系数。可以看出一次空气系数随着沼气中甲烷含量的增加而逐渐降低,一方面由于甲烷含量的增加导致所需的理论空气量增加,而燃烧器混合器内氧气体积分数逐渐减少,导致了一次空气系数的降低;另一方面甲烷含量的增加导致沼气相对密度降低,而沼气的相对密度Vs与沼气修正后的流量L0呈反比。随着沼气中甲烷含量升高,Vs逐渐下降,流经喷嘴的总流量L0逐渐升高,进一步导致了一次空气系数的降低。

4.2.3沼气组分变化对火焰燃烧状态的影响

沼气压力对火焰燃烧状态的具体测试结果对比发现,随着沼气中甲烷含量的升高,火焰长度

也随之增加,当沼气中甲烷体积分数低于55%时,燃烧器大面积脱火燃烧状况差,而当甲烷体积分数为55%时,燃烧器不再出现脱火情况,只有少许离焰,燃烧状态良好。当甲烷体积分数为75%时,开始出现少许黄焰,而当甲烷体积分数为80%,出现大量黄焰。当甲烷体积分数为55%~75%时,燃烧器对沼气组分的变化具有良好的适应性。

5结论

对人工煤气壁挂炉的燃烧器进行重新设计和改造,并通过实验验证其对沼气压力和有效组分发生变化时的适应能力,得到的主要结论如下。

(1)燃烧器设计部分。在燃烧器输入负荷为25kW,灶前压力为1600Pa,沼气中甲烷体积分数为60%,一次空气系数为0.6的前提下,经过计算得出燃烧器喷嘴直径为2.1,燃烧器混合器进口处直径为8mm,燃烧器火孔面积为4744.5mm2。

(2)针对沼气成分和压力不稳定现象,分别测试燃烧器在压力变化和沼气组分变化时的适应能力。实验结果表明:

①在甲烷体积分数为60%的情况下,沼气的热负荷随压力的升高而升高,一次空气系数基本保持不变,且灶前压力变化范围为800~3200Pa的情况下并未出现脱火、黄焰等情况,说明燃烧器对沼气压力变化具有良好的适应能力。

②在灶前压力恒为1600Pa的情况下,沼气中甲烷体积分数在55%~75%变化时,燃

烧器未出现脱火黄焰等情况,说明甲烷体积分数在55%~75%变化时,燃烧器对沼气组分的变化具有良好的适应能力。

沼气壁挂炉燃烧器设计共3页,第3页,全文结束。

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