新型高效鼓风完全预混式中餐燃气灶热工性能研究

摘要

在我国，中餐燃气炒菜灶(中餐灶)主要用于宾馆、酒店和食堂等烹饪中餐菜肴。中餐灶是根据中餐的饮食习惯和烹饪方式设计制造的，而在使用中，发现常用中餐灶存在着以下缺点：热效率低(仅为20％左右)，同时还存在燃烧不完全、烟气中污染物(CO、NOx)浓度高、燃烧噪声大、风机噪声和能耗大等问题。为了满足中餐灶高效性、安全性和环保性要求，运用传热学、燃烧学等理论知识，设计了一种新型高效鼓风完全预混式中餐灶燃烧器，并对其进行深入的研究和分析。
　　 中餐灶的热负荷一般都较大，因此选择完全预混式燃烧方式，其燃烧器结构为：包括额定热负荷为10kW的内环火焰和额定热负荷为20kW的外环火焰，内焰是水平火孔，火孔面积为1815mm2，而外焰是倾斜性火孔，火孔面积为3852mm2，内焰与外焰有18mm的高差。通过实验对新型鼓风完全预混式中餐灶燃烧器的热工性能特性进行研究，全面考察烟气中CO、NOx和O2含量变化规律以及热负荷Q和热效率η的大小，并对此进行分析，来研究此鼓风完全预混式中餐灶的性能。
　　 首先根据中餐灶燃烧器结构特点，通过火焰稳定性实验，确定了内焰和外焰的火焰稳定燃烧区间；在实验工况点的基础上，以内焰和外焰联合工作的方式，通过实验得到此中餐灶可稳定燃烧热负荷范围为Q=25.81～32.47kW，在额定燃气压力Pg=2000Pa下，其实际的热负荷Q=29.04kW，完全满足设计和使用要求，同时其热效率可达34.48％，这比市场上常用的旋流式中餐灶(热效率为23.19％)的效率提高了49％，且COα=1含量仅为328ppm，NOxα=1含量仅为112ppm，远低于中餐灶污染物排放标准。
　　 风机是中餐灶主要噪声来源，对于新型鼓风完全预混式中餐灶燃烧器，通过合理布置风管，选择了型号为ZYJD-100风机，此风机完全满足使用要求，其噪声大小仅为60.5dB，完全达到中餐灶噪声标准(≤85dB)，且小时耗电量仅0.10kW/h，耗电量大大降低(常用旋流式中餐灶风机耗电量为0.55kW/h)。
　　 在新型中餐灶热工性能研究分析的基础上，实现了中餐灶的点火、熄火保护控制，本实验采用了市场上常用的是脉冲点火器，这种点火器集点火与导电式熄火保护为一体，充分发挥了点火与熄火保护功能，而且价格低廉。根据新型完全预混式的燃烧器的特点，设计了点火、熄火保护、风机控制等联动的控制方式，并在实验中充分验证此方式的可行性。
　　 本课题针对市场上常用中餐灶存在普遍问题，运用相关理论知识，设计出新型鼓风完全预混式中餐灶燃烧器，通过实验证明此中餐灶燃烧器是高效、节能、环保的，这对提高中餐灶的热效率、降低污染物的排放、改善厨师的工作环境，都将具有十分重要的经济和实用价值。