燃氣爐具燃燒器優化設計

摘 要:提出燃氣爐具燃燒器的優化設計方案，改善工藝，控制成本。

關鍵詞:燃燒器 引射器 文丘里管

中圖分類號:TM5 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0111-01

1 燃氣爐具的燃燒現象

1.1 不完全燃燒

燃氣燃燒的氧化反應不完全，產生CO等中間物，稱為不完全燃燒。

1.2 回火

回火是火焰從焰火孔推入混合管內燃燒的現象，是燃氣和空氣的混合氣噴出的速度低于燃燒的速度引起的。

1.3 浮火

浮火與回火的作用方向相反，火焰浮在燃燒器上，以混合氣體噴出速度為準時，混合氣體噴出速度超出平衡點以上，產生浮火現象。

1.4 黃端焰

火焰頂端呈紅黃色燃燒的現象稱為黃端焰，這表示燃燒反應速度緩慢。紅黃色發光焰的碳粒子會成為煙垢附著在鍋底，甚至會堵塞排氣通路，導致不完全燃燒。

1.5 移火不良

當火源點燃燃燒器的局部焰孔時，無法依照次序點燃鄰近的焰孔而使其全部焰孔著火的現象我們稱作移火不良。

1.6 燃燒過程有響聲

燃燒器燃燒過程中有如下的響聲:

(1)燃燒聲;(2)噴嘴噴出聲;(3)吸氣和混合的聲音;(4)點火聲;(5)熄火聲;(6)燃燒室共鳴聲。

3 燃燒系統新型燃燒器的設計

燃燒系統是燃氣爐具設計和開發的重點，新型燃燒器的設計必須在燃燒系統確立的基礎上。

3.1 燃氣爐具的壓力參數設計

燃氣的種類不同，壓力是不同的，家用燃具的壓力為低壓，小于5kPa。燃氣需經過減壓閥降壓后變為低壓才能提供給爐具使用。

3.2 燃氣爐具功率參數設計

燃氣的種類、壓力和輸入燃氣的噴嘴孔徑的形狀和大小決定了燃氣爐具的功率大小。設計燃氣爐具的時候首先要考慮輸入燃氣的種類和壓力，其次要考慮噴嘴的孔徑形狀和大小。

3.3 噴嘴的設計

噴嘴設定取決于設計產品時功率的定義，烤爐功率定義在一定的經驗基礎上結合現有產品的功率作為參考，然后決定新產品噴嘴的結構和孔徑的大小，調整到需要的功率。

3.4 引射器優化設計

引射器的形狀一般為文丘里管，燃氣和一次空氣混合良好，引射一次空氣的能力很強。

(1)混合管。

混合管又稱喉管，當引射管為文丘里管型時，喉管的直徑可按與火孔的總面積的比例來確定。當引射管內壁為鑄造粗糙表面時，喉管截面積為火孔總面積的35%～45%時。引射一次空氣的性能最好。引射管的設計還要結合燃燒器的設計狀況來共同確定。

傳統的文丘里管多為鑄造工藝，加工復雜，周期長，成本高，新工藝混合管為不銹鋼標準圓管彎管，加工簡單，周期短。

(2)一次進氣孔設計。

新工藝混合管喉管處一次進氣的設計，即一次空氣的吸入口位置。其位置設計在管筒兩側或下面。通過實驗確認，一次空氣孔的大小設計參數為火孔面積的125%～150%之間，燃燒狀況最好。噴嘴安裝在混合管的中心線上，混合管側壁開方孔作為一次空氣的進氣口。

3.5 燃燒器優化設計

現有的爐具燃燒系統材料為鑄鐵，結構工藝方式為燃燒器和混合管一體鑄造成型的方式，或者為鑄造的燃燒器和五金類加工的混合管采用鎖付鏈接的方式。

新型燃燒器的設計為不銹鋼板鉚壓成型，然后再和混合管鉚壓為一體。

如圖1，2所示。

4 結論

4.1 泄漏測試

鉚合處的重疊鉚壓設計和鉚合壓力的確認，無漏氣現象。

4.2 燃燒現象判斷

在燃氣的壓力為恒定的情況下，火孔的直徑，焰孔之間的距離為設計的重點，測試結果:新燃燒器燃燒正常。

參考文獻

[1]劉艷華.美國國家天然氣委員會對于LNG和管道天然氣可互換性的研究[J].城市燃氣，2006(8).

[2]周文鑄，徐鴻，艾軍，張松壽.新型混合器在燃氣燒嘴上的研究與應用[J].工業爐，1993(1).

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