本文關鍵詞：沼氣壁掛爐的設計與實驗研究

  更多相關文章： 沼氣壁掛爐 沼氣成分 燃燒器前壓力 火焰穩(wěn)定性 熱效率

【摘要】：隨著人民生活水平的提高,南方村鎮(zhèn)地區(qū)供暖的呼聲也越來越高,由于這些地方常年地溫較高、沼氣原料產量較多、沼氣產業(yè)發(fā)達。因此,發(fā)展以沼氣為氣源的壁掛爐分戶采暖供暖系統(tǒng)不僅可以解決該地區(qū)供暖問題,還能實現(xiàn)農業(yè)廢棄物的再利用,減少環(huán)境污染。針對該地區(qū)的這些特點,本文設計加工了一臺以沼氣為氣源的燃氣壁掛爐,并對壁掛爐進行了實驗研究,致力于獲得更加合理的設計參數(shù),為此主要進行了以下工作。燃燒器的設計計算。主要包括燃氣基本參數(shù)計算,燃燒器進、排氣參數(shù)計算,燃燒器結構計算。設計中采用60%(體積含量)重慶天然氣和40%(體積含量)CO2的混合氣模擬6T標準氣,設計要求燃燒器輸入熱負荷為25kW,燃燒器前壓力為1600Pa。燃燒器形式采用大氣式燃燒器,一次空氣系數(shù)為0.6。經計算,燃燒器采用15個火排,引射器為大氣式喉部直徑為12mm,燃燒器的火孔面積為4744.5mm2。由于加工條件的限制,實際燃燒器某些結構尺寸與設計結構尺寸之間有一定的差異,導致一次空氣系數(shù)偏大,采用縮小燃燒器引射器入口直徑的方法減少一次空氣量,當引射器入口直徑為8mm左右時,一次空氣系數(shù)基本滿足要求。對所加工燃燒器進行實驗研究,主要包括噴嘴孔徑實驗和沼氣成分、壓力變化對燃燒器一次空氣系數(shù)、燃燒火焰狀態(tài)、燃燒器熱負荷的影響實驗。實驗結果顯示,當燃燒器采用2.0mm噴嘴時,燃燒器的輸入熱負荷、一次空氣系數(shù)、火焰燃燒狀態(tài)等參數(shù)均能達到設計要求。當沼氣中CH4含量在55%~80%范圍內變化,且沼氣壓力在800~3200Pa之間變化時,燃燒器并未出現(xiàn)脫火、回火、黃焰等不良狀況。對壁掛爐整機進行實驗研究,主要包括壁掛爐過�？諝庀禂�(shù)的優(yōu)化選擇以及壁掛對沼氣成分變化的適應能力檢驗。當過�？諝庀禂�(shù)取為1.5~1.9時,壁掛爐熱效率和煙氣成分均能滿足《GB25034—2010燃氣采暖熱水爐》要求。而當過�？諝庀禂�(shù)取中位值1.7時,沼氣中CH4含量在40%~70%以內,煙氣成分滿足國家標準。當沼氣中CH4含量在40%~70%之間變化時,壁掛爐熱效率均高于國家規(guī)范要求的84%。
【關鍵詞】：沼氣壁掛爐 沼氣成分 燃燒器前壓力 火焰穩(wěn)定性 熱效率
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU832
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 我國沼氣事業(yè)的發(fā)展9-10
• 1.1.2 供暖方式的轉變及夏熱冬冷地區(qū)供暖問題的凸顯10-12
• 1.1.3 課題研究意義12
• 1.2 燃氣壁掛鍋爐的簡介12-15
• 1.2.1 燃氣壁掛鍋爐的原理結構13-14
• 1.2.2 燃氣壁掛鍋爐的運用及存在的問題14-15
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究內容和技術路線16-17
• 1.4.1 研究內容17
• 1.4.2 技術路線17
• 1.5 本章小結17-19
• 2 沼氣預混燃燒的基本原理19-29
• 2.1 引射器的基本原理19-21
• 2.1.1 引射器的工作原理19
• 2.1.2 低壓引射器基本方程19-21
• 2.2 部分預混燃燒的反應過程21-27
• 2.2.1 燃燒機理22-23
• 2.2.2 燃燒溫度23-24
• 2.2.3 燃燒速度24-25
• 2.2.4 CO的生成機理25
• 2.2.5 NOx的產生機理25-27
• 2.3 本章小結27-29
• 3 沼氣壁掛爐燃燒系統(tǒng)設計及整機結構29-41
• 3.1 沼氣燃燒器設計依據(jù)29
• 3.2 燃氣的燃燒計算29-32
• 3.2.1 燃氣熱值計算29-30
• 3.2.2 沼氣密度計算30
• 3.2.3 燃氣耗量計算30
• 3.2.4 理論空氣量和實際空氣量計算30-31
• 3.2.5 實際煙氣量計算31
• 3.2.6 華白數(shù)和燃燒勢計算31-32
• 3.3 燃燒器的設計計算32-35
• 3.3.1 燃燒器頭部設計計算32-33
• 3.3.2 燃燒器引射器結構設計計算33-35
• 3.4 沼氣壁掛爐整機結構35-39
• 3.4.1 燃氣燃燒系統(tǒng)結構35-37
• 3.4.2 排煙系統(tǒng)37-38
• 3.4.3 水加熱系統(tǒng)38-39
• 3.4.4 自動控制與安全保護系統(tǒng)39
• 3.5 本章小結39-41
• 4 沼氣壁掛爐性能測試實驗設計41-49
• 4.1 沼氣壁掛爐燃燒器性能測試實驗41-43
• 4.1.1 燃燒器性能測試實驗系統(tǒng)簡介41-42
• 4.1.2 噴嘴孔徑優(yōu)化實驗42
• 4.1.3 燃燒器對沼氣組分變化的適應性實驗42
• 4.1.4 燃燒器對沼氣壓力變化的適應性實驗42-43
• 4.2 沼氣壁掛爐整機性能測試實驗43-45
• 4.2.1 整機性能測試實驗系統(tǒng)簡介43-44
• 4.2.2 過�？諝庀禂�(shù)變化對整機性能影響實驗44
• 4.2.3 整機對沼氣成分變的適應性實驗44-45
• 4.3 實驗儀器簡介45-48
• 4.3.1 燃燒器性能測試實驗儀器簡介45-47
• 4.3.2 整機性能測試實驗儀器簡介47-48
• 4.4 本章小結48-49
• 5 燃燒器燃燒性能測試實驗49-71
• 5.1 噴嘴孔徑的優(yōu)化實驗49-55
• 5.1.1 噴嘴孔徑對輸入熱負荷的影響49-51
• 5.1.2 噴嘴孔徑對一次空氣系數(shù)的影響51-53
• 5.1.3 噴嘴孔徑對火焰燃燒狀態(tài)的影響53-55
• 5.1.4 結論55
• 5.2 沼氣組分變化對燃燒器的影響實驗55-63
• 5.2.1 沼氣組分變化對輸入熱負荷的影響55-58
• 5.2.2 沼氣組分變化對一次空氣系數(shù)的影響58-60
• 5.2.3 沼氣組分變化對火焰燃燒狀態(tài)的影響60-63
• 5.2.4 結論63
• 5.3 沼氣壓力變化對燃燒器的影響實驗63-69
• 5.3.1 沼氣壓力變化對輸入熱負荷的影響63-65
• 5.3.2 沼氣壓力變化對一次空氣系數(shù)的影響65-67
• 5.3.3 沼氣壓力變化對火焰燃燒狀態(tài)的影響67-68
• 5.3.4 結論68-69
• 5.4 本章小結69-71
• 6 壁掛爐整機性能測試實驗71-83
• 6.1 過�？諝庀禂�(shù)變化對整機性能的影響實驗71-77
• 6.1.1 過剩空氣系數(shù)對燃燒狀態(tài)及煙氣成分的影響71-75
• 6.1.2 過�？諝庀禂�(shù)對熱效率的影響75-77
• 6.2 沼氣組分變化對整機性能影響實驗77-81
• 6.2.1 沼氣組分變化對燃燒狀態(tài)及煙氣成分的影響77-80
• 6.2.2 沼氣組分變化對熱效率的影響80-81
• 6.3 本章小結81-83
• 7 結論及展望83-85
• 7.1 本文主要結論83-84
• 7.2 本文不足及展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-89
• 附錄89-90
• A.作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文89
• B.作者攻讀碩士期間參與的科研項目89
• C.實驗裝置及部分儀器89-90

【參考文獻】

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1 劉峰;;分戶壁掛爐獨立供暖與集中供暖優(yōu)勢比較[J];中國高新技術企業(yè);2010年33期

2 陳豫;楊改河;馮永忠;任廣鑫;;農村戶用沼氣發(fā)展的資源分析[J];西北農林科技大學學報(自然科學版);2009年03期

3 錢文斌;劉萬勇;袁賡;樸貞花;;燃氣壁掛爐分戶采暖的應用前景[J];煤氣與熱力;2005年11期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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2 翟仁武;沼氣壁掛鍋爐燃燒器設計與實驗研究[D];重慶大學;2014年

3 林興偉;大氣式燃燒器適應性實驗及模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

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本文編號：907800