燃气燃烧产物的过剩空气系数

在分析燃气燃烧过程中,计算过剩空气系数是非常重要的关键问题之一。本文论述了过剩空气系数的计算方法。对传统的过剩空气系数近似计算公式提出了使用条件。并对教材、EN486及作者过去的一些观点提出不同的看法。此外还推导出在不同条件下比较精确、实用的计算公式。不当之处在所难免,望同志们指正!     

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.     

燃气热水器换热效率的影响因素

对燃气热水器的换热器建立单管计算模型,计算分析了工作参数(烟气进口温度、过剩空气系数、烟气温度分布、水质量流量)、结构参数(肋片数量、肋片厚度)和水管顺、逆流排布对换热器换热效率的影响。     

燃气-空气双分级低氮燃烧器数值模拟

研究设计了燃气-空气双分级低氮燃烧器,通过CFD软件FLUENT建立低氮燃烧器三维数值模型,并进行模型验证,模拟结果与实际情况较为吻合,能够较为准确地预测NO_x生成量的变化规律。主要从燃气配比、一级过剩空气系数及内筒直径3方面对燃料-空气双分级结构进行研究,寻求燃烧特性和NO_x生成规律。研究发现:燃气分级对温度分布及NO_x排放具有重要的影响,当一级燃气配比为10%时,火焰分配较为分散,温度低且高温区域较少,NO_x质量分数较低。二级燃烧区对NO_x生成影响作用弱于一级燃烧区,一级燃烧区的状态为燃烧器NO_x生成的主要影响因素。一级过剩空气系数宜处于0.7～1.45范围,考虑到燃烧稳定性,一级过剩空气系数应取较小值。内筒直径适量增大,可以达到改善一级燃烧状态,降低NO_x排放的目的。     

单井燃气加热炉燃烧器低氮氧化物排放研究

对50 k W单井燃气加热炉的自然引风扩散式燃烧器进行文献分析和燃烧机理研究,结合CFD数值模拟,计算自然引风扩散式燃烧器在不同过剩空气系数下NO_x和CO排放量,分析全预混燃烧器在不同过剩空气系数(燃气空气混合物温度为27℃)和不同混合气初始温度(过剩空气系数为1.5)下NO_x排放量及低氮排放的技术要求。分析结果表明,自然引风扩散式燃烧器的污染物排放不能满足当前要求,全预混燃烧技术更适合小型单井燃气加热炉的低氮改造;在燃烧器改造中,全预混燃烧器应满足高过剩空气系数下稳定运行、混合气隔热良好等技术要求。     

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。     

扩散式分段燃烧氮氧化物排放特性模拟研究

在给出氮氧化物生成机理的基础上,采用摸拟软件研究了扩散式分段燃烧不同过剩空气系数和一次空气系数对氮氧化物排放的影响。对于扩散式分段燃烧,随着一次空气系数的增加,氮氧化物排放浓度呈先增大后减小的趋势,存在峰值。一次空气系数取0.5,过剩空气系数在1.1~1.2范围取值时,可以得到较低的氮氧化物排放浓度。     

燃气热水器火排片引射燃烧一体化数值模拟

建立燃气热水器火排片引射燃烧一体化计算模型,通过数值模拟的方法研究预混气体流动特性及热工参数(过剩空气系数、火孔宽度)对燃烧特性的影响规律。研究结果表明:火排片内部存在强弱不同的回流区,影响火孔出口速度的均匀性。随着过剩空气系数的增加,燃烧室内高温区域明显减小,燃烧室出口处NO质量浓度先减少后增加,CO质量浓度保持降低趋势;在过剩空气系数1.3～1.6范围内,增大过剩空气系数可以降低CO和NO质量浓度。随着火孔宽度的增加,燃烧室内高温面积略有升高,燃烧室出口处NO质量浓度不断增加,CO质量浓度不断减小。相比于过剩空气系数,火孔宽度对燃烧室内温度分布特性影响较小。     

大功率家用燃气灶的数值模拟

采用数值模拟的方法,对燃气灶不同功率、不同一次空气系数的燃烧状况进行了模拟研究。揭示了大功率、高一次空气系数在现有燃气灶火孔形式下的燃烧情况。模拟结果表明,相同一次空气系数下,燃烧功率增大会增大锅架处的烟气流速波动范围和烟气高温区域范围;而相同功率下,不同一次空气系数对燃烧火焰形态影响较大,进而影响同一高度处的温度分布。为大功率高一次空气系数的家用燃气灶的设计及优化提供了参考依据。     

排气管形式对排气管阻力及燃烧性能的影响

燃气采暖热水炉的排气管形式(包括排气管长度、挡风圈内直径、弯头数量)影响排气管阻力,从而影响燃气采暖热水炉的燃烧性能。通过实验测试不同排气管形式对排气管阻力及燃烧性能的影响,介绍实验装置及方法,对实验数据进行分析。实验分别在不同排气管长度、挡风圈内直径、90°弯头数量的工况下进行,记录相应工况下的引风机出口压力、排气管出口压力、NO_x体积分数等参数,计算排气管阻力、烟气体积流量、燃气采暖热水炉的热效率、过剩空气系数。研究表明:排气管阻力与挡风圈内直径之间呈非线性负相关,挡风圈内直径越小,排气管阻力增长速度越快。对于内直径60 mm的搪瓷排气管,1个90°弯头的阻力约为2.5 m排气管的阻力。热效率、NO_x体积分数随着排气管阻力的增加近似呈线性增加,过剩空气系数、烟气体积流量随着排气管阻力的增加近似呈线性减小。安装合适长度的给排气管和合适数量的弯头时,可以与原配给排气管加装相应的挡风圈时的排气管阻力、烟气体积流量达到基本相同,燃烧工况也较为相近。     

沼气火炕农家住宅室内热环境和空气质量分析

利用数值模拟软件FDS,选取火炕与火墙联合运行模式进行模拟.分析了不同空气过量系数条件下,空气流量对火炕表面、火墙表面以及室内温度分布的影响,以及烟囱出口CO、CO2浓度的变化.结果表明适当的空气过量系数时提高室内热环境具有促进作用;以沼气为燃料的火炕烟囱排放的CO以及CO2浓度显著下降.农家住宅采用以沼气为热源的火炕...     

液化石油气混空气燃烧装置的控制与调节

介绍了在液化石油气与空气混合后，根据气压力低的特点，采用助燃压缩空气作为主动量对燃气进行均压控制，使两种气体压力相等，然后再与燃气比例混合。经过在大型冶金炉上的实践应用表明，该燃烧装置满足生产需要。     

Modeling of dust air flames

This study analyzes a premixed dust–air flame, under conditions where a homogeneous gas-phase reaction front can exist. Discussion on four possible flame types is provided. A solution is obtained for the burning velocity of a flammable dust–air flame in both fuel and oxygen limiting cases. A sensitivity analysis is used to analyze the features controlling the dust burning. It is shown that vaporization is significant for fuel limiting conditions; however, does not play a major role in oxygen limiting cases. The calculated burning velocity shows good agreement with available experimental data for coal–dust–air flames.     

差压空燃比控制阀在空气预热燃烧系统中的应用

文章理论分析了过剩空气系数和空气预热温度对空气预热燃烧系统燃烧效率的影响,论述了典型比例调节型燃烧系统在应用预热空气时存在的问题,介绍了差压空燃比控制阀的原理,并得出相对于传统的控制方式,压差比例控制系统在空气预热燃烧系统上的优越性。     

燃气锅炉烟气热损失及冷凝余热回收

分析了烟气中水蒸气体积分数、烟气露点的影响因素,探讨了燃气锅炉排烟温度、过剩空气系数对烟气热损失的影响。结合算例,对采用烟气冷凝余热回收装置提高燃气锅炉热效率进行了理论计算。     

Feuerstätten in Häusern mit mechanischen Lüftungsanlagen ndash; Anforderungen und Lösungen

Burning appliances in buildings with ventilation installation ndash; requirements and solutions. There are permission criteria of the building supervisory board for room air‐independent burning appliances for liquid and solid fuels. With solid fuel burning appliances, these refer to higher tightness requirements, lower CO emissions and the demand of a self‐closing door. When critically analysing the permission criteria, it can be found that the limit values of leakage flow rate and CO emission cause an exchange of air of over 1.5 h^‐1 in a medium size installation area. Intermittently heated storage stoves are favourable for such cases of application because waste gas accumulation in the living space outside of the heating phase of the burning appliances can be diminished by the ventilation system. Special attention has to be put on the combustion air guidance in parallel and concentric air‐waste gas‐systems. On winter conditions, circulation flows arise outside of the operation of the burning appliances if the flow path combustion air guidance / room heater / flue duct is not interrupted by shut off dampers. The consequences are lower deviation of the dew point and dampness formation with appearances of icing in the unheated storey below the roof as well as in the area of the roof and floor breakthrough. Regarding the leak test of installed facilities and their monitoring, requirements and solutions have to be specified.     

Assessment of the Burning Rate of Liquid Fuels in Confined and Mechanically-Ventilated Compartments using a Well-Stirred Reactor Approach

The objective of this work is to provide a ‘support tool’ to assess the burning rate of a pool fire in a well-confined and mechanically-ventilated room using a single-zone model based on conservation equations for mass, energy and oxygen concentration. Such configurations are particularly relevant for nuclear facilities where compartments are generally sealed from one another and connected through a ventilation network. The burning rates are substantially affected by the dynamic interaction between the fuel mass loss rate and the rate of air supplied by mechanical ventilation. The fuel mass loss rate is controlled by (i) the amount of oxygen available in the room (i.e. vitiation oxygen effect) and (ii) the thermal enhancement via radiative feedback from the hot gas to the fuel surface. The steady-state burning rate is determined by the ‘interplay’ and balance between the limiting effect of oxygen vitiation and the enhancing effect of radiative feedback. An extensive sensitivity study over a wide range of fuel areas and mechanical ventilation rates shows that a maximum burning rate may be obtained. For the studied HTP (Hydrogenated Tetra-Propylene) pool fires, the maximum burning rate is up to 1.75 times the burning rate in open air conditions.