燃气在多孔介质中预混燃烧的研究现状与前景

从燃气在多孔介质中预混燃烧的换热特性、燃烧稳定性、燃烧速度、烟气排放、多孔介质材料和相关数值模拟等方面论述了国内外对多孔介质燃烧的理论与实验研究现状,指出了其中的不足,对今后的研究方向和研发前景作出了展望。     

燃气全预混燃烧污染物排放的研究

通过实验研究,分析了燃气全预混燃烧时,烟气中NOx与CO的体积分数随过剩空气系数及火孔热强度变化的规律.提出在NOx及CO生成的矛盾条件尚未形成时,烟气中NOx及CO的体积分数有同时降低的可能性,通过进一步的实验得到验证.     

家用燃具低氮燃烧技术分析

分析燃气供暖热水炉和家用燃气快速热水器常用的低氮燃烧技术的原理和特点,包括完全预混燃烧、水冷低氮燃烧器、浓淡燃烧、烟气再循环以及增加单片燃烧器数量等技术。完全预混燃烧、水冷低氮燃烧器、浓淡燃烧均能实现额定热负荷时NO_x排放较低,但各技术也有相应的难点。完全预混燃烧对燃气空气比例控制要求高,只有在最优的空燃比下,完全预混燃烧才能有最佳效果,且经济成本较高。水冷低氮燃烧器容易产生离焰等问题,不易满足GB 25034—2020《燃气采暖热水炉》的要求。浓淡燃烧的过剩空气系数过小时,烟气中CO体积分数过高,不易满足GB 25034—2020的要求。对于烟气再循环技术,需要确定合理的烟气再循环比例才能够实现低氮燃烧。增加单片燃烧器数量能够降低额定热负荷下的烟气中NO_x体积分数,且使常规大气式热水炉的NO_x排放等级从3级升至4级,经济成本相比其他技术更低。由于热水炉和热水器的体积偏小,改变一次空气系数或助燃空气加湿虽然能够降低烟气中NO_x体积分数,但实际试验结果显示降低效果有限。     

拉萨气候条件下燃气壁挂炉性能测试研究

在燃气压力(表压)保持在2 kPa、燃气-空气比例控制器开至最大的设定条件下,对额定输出热功率分别为18.0、28.1 kW的燃气壁挂炉在拉萨、上海气候条件下的燃气流量、过剩空气系数、实际输出热功率、烟气中污染物(一氧化碳、一氧化氮)体积分数进行测试比较.额定输出热功率为18.0、28.1 kW的燃气壁挂炉,在拉萨气候条件下的平均实际输出热功率分别比上海气候条件下降低24.4％、26.6％,拉萨气候条件对燃气壁挂炉的换热性能影响不明显,烟气污染物排放总量低于上海气候条件.     

全预混式灶具污染物排放的实验研究

用多孔介质制作火盖,结合3种型式的引射器,提出了全预混式灶具设计方案,对其相应的燃烧污染物排放量进行了实验研究.采用一种新的污染物测试方法,即在灶具火焰附近直接测量污染物的排放量.通过分析各方案燃烧污染物排放量的特点,提出全预混式灶具在降低NOx排放的同时,还应控制其他污染物排放量的设计原则.     

沼气热水器采用全预混燃烧系统的试验研究

结合沼气燃烧特性,设计了适合沼气热水器的全预混燃烧系统。对采用全预混燃烧系统的沼气热水器性能进行了测试,燃烧效果良好,未出现熄火、脱火等现象,热效率达88％,烟气中CO和NOx体积分数很低。     

燃气全预混燃烧热风发生器设计及排放特性

直接混合式燃气全预混燃烧热风发生器(以下简称热风发生器)采用全预混燃烧方式,在风管内燃烧产生的高温烟气与冷空气直接混合,供应热风。介绍热风发生器的结构及关键技术,对热风发生器的污染物(一氧化碳、氮氧化物)排放指标进行了实测。     

秸秆燃气增氧燃烧特性的数值模拟

采用ANSYS Fluent软件对秸秆燃气增氧燃烧特性进行二维数值模拟,对燃烧室进行模型设计以及模型假设,运用网格生成软件ANSYS ICEM对燃烧室进行网格划分,结合实际工况以及理论计算值,设置较合理的边界条件,利用Fluent软件对燃烧模型进行仿真求解。针对4种不同入口氧气体积分数(21%,24%,27%,30%)工况下秸秆燃气燃烧室内的温度分布、速度分布及各烟气组分体积分数和污染物NOx生成情况,得出以下结论。增氧燃烧通过提高入口氧气体积分数,减少了加热助燃空气中氮气所需的热量,提升燃烧温度,促进燃烧完全。此燃烧室最适合入口氧气体积分数等于30%的秸秆燃气增氧燃烧。增氧燃烧中,随着入口氧气体积分数的提高,燃烧室最高当地速度和出口平均速度均增加。增氧燃烧中,随着入口氧气体积分数的增加,生成的烟气中H2O、CO2的体积分数均提高,N2的体积分数降低,在入口氧气体积分数为30%时,H2O和CO2这两种辐射能力较强的气体体积分数达到23.7%,增强了燃烧过程的辐射换热。增氧燃烧中,温度对于污染物NOx的影响较大。在燃烧室的局部高温区,NOx质量分数较高,说明热力型NOx占据污染物NOx的大部分,温度的上升导致NOx生成量明显增大。入口体积分数大于等于27%时,NOx排放体积分数明显高于相关标准限定值,所以在追求增氧高温燃烧的同时,要注意烟气的降硝处理,从而满足氮氧化物低排放标准的要求。     

多孔陶瓷板催化燃烧炉窑特性研究

基于催化堇青石蜂窝陶瓷板研制完全预混循环水冷燃烧器,应用于天然气催化燃烧炉窑系统。在炉门开启工况下,研究炉窑的一次点火升温曲线、陶瓷板表面温度分布及过剩空气系数对炉窑污染物排放的影响。在炉门关闭工况下,研究输入功率对炉窑污染物排放、辐射热流量、辐射效率的影响。燃烧器的一次点火升温经历气相燃烧—火焰吸附—缓慢升温—稳定燃烧4个阶段,通过选用适当热导率的多孔介质可以缩短燃烧器的点火升温时间。炉门开启阶段,随过剩空气系数增加,燃烧器壁面垂直温度梯度逐渐减小,催化陶瓷板表面平均温度先增后减,当过剩空气系数为2.0时,垂直温度梯度为0.3 K/cm,表面平均温度达到最大值973 K。炉门开启阶段,CO、NO_x体积分数随过剩空气系数增加而增大,当过剩空气系数为2.1时,CO、NO_x的最大体积分数分别为10×10^-6和14×10^-6,CH₄体积分数始终为0。炉门关闭阶段,随着炉窑输入功率增加,CO、NO_x、CH₄体积分数逐渐降低,最大体积分数分别为...     

脉冲燃烧燃气锅炉的设计与测试

研究了输出热功率为100kW的脉冲燃烧燃气锅炉主要结构的设计,分析了锅炉测试过程中输出热功率、空气系数、烟气中CO和NOx体积分数随燃气压力变化的原因.