燃气全预混燃烧器低负荷稳定性及调节比扩展的研究

摘要

本文首先介绍了天然气的发展优势及其在城市发展中的作用,指出目前国内燃气全预混式热水器的应用现状及其使用局限性,提出根据用户实际需求降低其最小负荷限值,扩展燃气全预混燃烧器负荷调节比TDR的必要性与可行性。
　　 以燃气燃烧的理论知识和要点为基础,通过分析燃气燃烧稳定性的影响因素得出提高燃烧稳定性的措施,提出燃气燃烧器高调节比的实现方法。通过参考和总结前人关于燃气全预混式燃烧器的实验研究成果,提出应用水冷火孔燃烧器和金属纤维燃烧器做本课题实验研究的可行性,并设计选取合适的燃烧器系统进行测试。
　　 根据应用于燃气全预混式燃烧系统中的燃气-空气比例调节装置的作用、原理与控制过程,将冷凝式燃气热水器分为高、低负荷两种模式工作,分别使用条缝式水冷火孔燃烧器和水冷式金属纤维燃烧器进行燃烧测试。通过改变风机风门与转速相结合来调节风机风量,控制燃气.空气比例的方法,冷凝式全预混热水器能从3.8kW到35.2kW进行连续调节,获得最大为9.26的负荷调节比。在保持高热水器效率的同时排放的污染物浓度较低,使其应用更加广泛,能兼顾我国北方与南方地区冬夏季节采暖和生活热水的不同使用要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.1.1 天然气的开发及其利用

1.1.2 燃气热水器的发展

1.1.3 调节比对燃气热水器的影响

1.2 国内外研究现状

1.2.1 燃烧器

1.2.2 燃气热水器

1.3 本课题研究的主要方向和任务

1.3.1 问题的提出

1.3.2 本课题研究的主要内容

1.4 本章小结

第2章 燃气燃烧的理论分析

2.1 燃气燃烧计算

2.1.1 燃烧反应计量方程式

2.1.2 燃气热值

2.1.3 燃烧所需空气量

2.1.4 烟气分析

2.1.5 理论燃烧温度

2.2 燃气燃烧稳定性

2.2.1 火焰稳定性

2.2.2 火焰稳定范围对燃烧稳定性的影响

2.2.3 提高燃烧稳定性的措施

2.3 高调节比的实现与预混式燃烧系统的调节比限制

2.3.1 如何实现高调节比(TDR)

2.3.2 预混式燃烧系统的调节比(TDR)限制

2.4 本章小结

第3章 冷凝式燃气热水器全预混燃烧系统

3.1 全预混燃烧技术

3.1.1 全预混燃烧的特点

3.1.2 全预混燃烧的火焰传播

3.1.3 全预混燃烧降低NOx、CO排放的分析

3.2 全预混式燃烧系统的设计要点与选取

3.2.1 全预混式燃烧系统的构造

3.2.2 条缝式水冷火孔燃烧器

3.2.3 金属纤维燃烧器

3.2.4 燃气-空气混合装置

3.2.5 气流分配室的设计

3.2.6 燃气-空气的比例调节

3.3 本章小结

第4章 实验部分

4.1 实验系统及仪器

4.1.1 实验用天然气组分分析

4.1.2 实验系统的设计

4.1.3 实验仪器简介

4.2 实验测试方法与过程

4.2.1 实验方法

4.2.2 调节测试过程

4.3 本章小结

第5章 实验结果与分析

5.1 家用燃气热水器NOx的排放标准

5.2 实验数据的计算分析方法

5.3 测试结果与分析

5.3.1 实验数据

5.3.2 高、低负荷模式的切换

5.2.3 燃烧器负荷与热水器效率的关系

5.3.4 主要污染物排放分析

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 A 实验数据

附录 B 燃烧器火焰照片