沼氣壁掛鍋爐燃燒器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展,國(guó)家對(duì)能源的需求更加迫切,在這種背景下,天然氣需求高速增長(zhǎng),天然氣供給和需求之間的差額日益增大,與此同時(shí)沼氣行業(yè)快速發(fā)展可以有效的彌補(bǔ)天然氣供需之間的差額。沼氣規(guī)模可大可小,應(yīng)用靈活方便,隨著國(guó)家小城鎮(zhèn)化的加快發(fā)展,供暖形式的轉(zhuǎn)變以及南方地區(qū)對(duì)供暖的需求,以沼氣為氣源的燃?xì)獗趻戾仩t供暖系統(tǒng)有廣闊的發(fā)展空間。該種供暖系統(tǒng)以單戶為單位,可以實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量,非常適合住宅及別墅使用。然而在國(guó)內(nèi)沼氣壁掛爐的研發(fā)幾乎為零,本

2、文對(duì)沼氣壁掛鍋爐燃燒器進(jìn)行了重點(diǎn)研究,致力于獲得合理的燃燒器尺寸,為此主要進(jìn)行了一下工作。
　　燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算,包括燃?xì)饣緟?shù)計(jì)算,燃燒器進(jìn)、排氣參數(shù)計(jì)算,燃燒器結(jié)構(gòu)計(jì)算。設(shè)計(jì)燃燒器氣源為70％(體積含量)的重慶天然氣和30％(體積含量)的CO2混合來(lái)模擬沼氣,經(jīng)計(jì)算得到燃燒器理論空氣量為6.7(Nm3干空氣/Nm-3干燃?xì)?,燃燒器理論煙氣量為7.8(Nm3干空氣/Nm3干燃?xì)?,燃燒熱量溫度為1920.53℃,噴嘴孔徑為2

3、.4mm,引射器為大氣式喉部直徑為13.5mm,燃燒器的火孔面積為4600mm2。
　　對(duì)設(shè)計(jì)燃燒器進(jìn)行 CFD模擬研究,利用Fluent軟件模擬了噴嘴孔徑和沼氣成分對(duì)燃燒器引射器的燃?xì)膺M(jìn)口壓力及預(yù)混效果的影響,以確定合理的引射器尺寸。模擬結(jié)果顯示當(dāng)沼氣和空氣的質(zhì)量流量一定時(shí),隨著燃燒器噴嘴孔徑的增加,燃?xì)膺M(jìn)口壓力逐漸下降,當(dāng)噴嘴孔徑為2.4mm時(shí)引射器沼氣和空氣預(yù)混效果最好。當(dāng)沼氣和空氣的質(zhì)量流量以及噴嘴孔徑一定時(shí),沼氣成分變化

4、對(duì)引射器的燃?xì)馊肟趬毫驼託夂涂諝忸A(yù)混效果影響較小。
　　對(duì)設(shè)計(jì)燃燒器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,主要研究沼氣成分和壓力變化對(duì)燃燒器一次空氣系數(shù)、燃燒火焰狀態(tài)、燃燒器熱負(fù)荷、燃燒器熱效率和煙氣成分的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示隨著沼氣中甲烷含量的增加燃燒器一次空氣系數(shù)不斷降低,但始終在允許的范圍之內(nèi),火焰變長(zhǎng)變暗最后出現(xiàn)黃焰,燃燒器熱負(fù)荷逐漸增加,熱效率先增加后降低,熱效率最高時(shí)的甲烷含量為70％,最后得出燃燒器對(duì)沼氣成分變化的適應(yīng)范圍為55％~82％。