鼓風(fēng)式燃燒器 提高熱效率

　　于2014年6月在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會2014年第11號國家標(biāo)準(zhǔn)公告中公布的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《GB 30720-2014 家用燃?xì)庠罹吣苄薅ㄖ导澳苄У燃墶?，將?015年4月1日實(shí)施。為有效提升家用燃?xì)庠畹臒嵝?，使其可達(dá)到一級能效，燃?xì)饩呱a(chǎn)廠家各盡其能，各顯神通，都希望有所突破和創(chuàng)新。

　　目前市場上家用燃?xì)庠钏玫娜紵饔卸喾N多樣，按空氣補(bǔ)充方式一般分為：引射式燃燒器、鼓風(fēng)式燃燒器和自然引風(fēng)燃燒器。引射式燃燒器是空氣被燃?xì)馍淞魑牖蛘呷細(xì)獗豢諝馍淞魑?。鼓風(fēng)式燃燒器是用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)。自然引風(fēng)燃燒器是靠爐膛的負(fù)壓將空氣吸入燃燒系統(tǒng)。

　　大氣式燃燒器通常是利用燃?xì)庖淇諝?，故屬于引射式燃燒器。其工作原理為燃?xì)庠谝欢▔毫ο?，以一定的流速流出，燃?xì)饪勘旧淼哪芰课胍淮慰諝?，在引射器?nèi)燃?xì)馀c一次空氣混合，經(jīng)燃燒器頭部火孔流出，進(jìn)行燃燒，形成本生火焰。

　　一般家用燃?xì)庠畹娜紵鞔蠖紴榇髿馐饺紵?屬引射式燃燒器)，其一次空氣及二次空氣補(bǔ)充都是采用自然補(bǔ)充，沒有外圍設(shè)備提供空氣，由于燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計等原因造成一次空氣及二次空氣補(bǔ)充困難，往往使灶具燃燒工況不理想，出現(xiàn)燃燒不完全、煙氣超標(biāo)、黃焰等現(xiàn)象，并且熱效率普遍不高。

　　鼓風(fēng)式灶用燃燒器從空氣補(bǔ)充方式可分為：鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器;鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器;同時鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣和二次空氣的家用燃燒器。其中第二種運(yùn)用鼓風(fēng)設(shè)備補(bǔ)充二次空氣，是通過鼓風(fēng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對二次空氣進(jìn)行合理的強(qiáng)制補(bǔ)充，提供相對充足的補(bǔ)充空氣，與火焰面未完全燃燒的燃?xì)獬浞只旌希蛊渫耆紵?，提高燃燒?qiáng)度，降低CO排放，從而提高燃燒溫度并降低鍋支架高度，減少熱損失，達(dá)到提高熱效率的目的，讓熱效率可超一級能效。

　　運(yùn)用鼓風(fēng)設(shè)備合理的補(bǔ)充二次空氣，最大限度的提升了燃?xì)庠罹叩臒嵝剩翘岣呷紵鳠嵝实囊环N有效途徑。

　　1.家用燃?xì)庠罟娘L(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器的分析。

　　圖1：鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖

　　其實(shí)現(xiàn)原理及結(jié)構(gòu)為一次空氣通過鼓風(fēng)設(shè)備送入燃燒器，在引射器內(nèi)與燃?xì)饣旌?，?jīng)燃燒器頭部火孔流出，進(jìn)行燃燒，二次空氣在火焰面周圍自然補(bǔ)充，形成本生火焰。這種方式，鼓風(fēng)設(shè)備送入的一次空氣量與燃?xì)獾幕旌媳壤缶_高，且送入空氣的速度也要與燃?xì)饬魉倥浜虾侠怼Ｔ斐晒娘L(fēng)控制系統(tǒng)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度及成本高。

　　雖然也可達(dá)到提高熱效率的目的，但是相對補(bǔ)充二次空氣的鼓風(fēng)式燃燒器有如下缺點(diǎn)：燃?xì)饬颗c空氣量的混和比例難以控制在合理范圍，周圍環(huán)境變化的影響大。例如燃?xì)夤鈮毫Πl(fā)生變化，造成補(bǔ)充空氣與燃?xì)饣旌媳炔缓侠恚淙紵r難以控制。其補(bǔ)充空氣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。因此鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器適用性不高、成本高、控制復(fù)雜等缺點(diǎn)。

　　2.家用燃?xì)庠罟娘L(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器的分析。

　　鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器不僅能提高熱效率，還能解決鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器的缺點(diǎn)。鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器與鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器主要區(qū)別在于：鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃燒器，其一次空氣靠自然引射，二次空氣為強(qiáng)制補(bǔ)充;而鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃燒器其一次空氣為強(qiáng)制補(bǔ)充，因此解決了補(bǔ)充一次空氣燃燒器原理上帶來的不足。鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器受環(huán)境影響小，不受燃?xì)夤鈮毫Φ挠绊懀淙紵€(wěn)定性較高，適應(yīng)性更強(qiáng)。

　　鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器是大氣式燃燒器的一種結(jié)構(gòu)形式，燃燒所需的空氣，部分由燃?xì)饪勘旧淼哪芰客ㄟ^自然引射吸入一次空氣，在引射器內(nèi)與燃?xì)饣旌?，?jīng)燃燒器頭部火孔流出，進(jìn)行燃燒，二次空氣通過鼓風(fēng)設(shè)備送入到火焰外表面或火孔周圍，從而完成燃燒。這種方式的實(shí)現(xiàn)原理及結(jié)構(gòu)，不會對燃燒器一次空氣引射系統(tǒng)產(chǎn)生影響，結(jié)構(gòu)較簡單、成本較低。

　　鼓風(fēng)后二次空氣分配有兩種：一種為自由分配，另一種按火孔均勻分配。自由分配是經(jīng)鼓風(fēng)裝置強(qiáng)制補(bǔ)充的二次空氣自由分配到火孔，存在空氣分配不均的問題。而火孔均勻分配方式為經(jīng)鼓風(fēng)裝置強(qiáng)制補(bǔ)充的二次空氣按需要量均勻的分配至各火孔。兩種方案在相同試驗(yàn)條件下，經(jīng)檢測驗(yàn)證數(shù)據(jù)如下：

　　但自由分配比火孔均勻分配結(jié)構(gòu)簡單，成本低。二次空氣量的大小直接影響過?？諝庀禂?shù)，過?？諝庀禂?shù)大，導(dǎo)致排煙量增高，煙氣損失的熱量高，導(dǎo)致熱效率底。因此二次空氣量也是影響效率的重要因素。強(qiáng)制補(bǔ)充二次空氣量的不同對熱效率的影響，通過實(shí)驗(yàn)得出以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

　　因此對鼓風(fēng)設(shè)備的控制系統(tǒng)應(yīng)考慮風(fēng)量的供給，還應(yīng)考慮點(diǎn)火時風(fēng)量的供給避免難點(diǎn)火。

　　通過以上對鼓風(fēng)燃燒器幾種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖、原理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：

　　1.鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣家用燃?xì)庠钍褂玫娜紵髋c鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣家用燃?xì)庠钍褂玫娜紵骶蛇_(dá)到提高熱效率的目的，但鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣燃燒器性能穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣燃燒器，其適用更強(qiáng)。通過合理的設(shè)計，鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣的燃燒器，當(dāng)鼓風(fēng)設(shè)備停止工作時，燃燒器也可正常燃燒。而鼓風(fēng)式補(bǔ)充一次空氣的燃燒器鼓風(fēng)設(shè)備停止工作，將不能正常燃燒。

　　2. 鼓風(fēng)后二次空氣分配方式：火孔均分配比自由分配性能更優(yōu)，燃燒器工況更好，其熱效率更高。

　　3. 鼓風(fēng)后二次空氣量的控制：二次空氣量直接影響過?？諝庀禂?shù)，直接影響熱效率。過?？諝庀禂?shù)過大，會降低熱效率。

　　4.本文研究的鼓風(fēng)式補(bǔ)充二次空氣的燃燒器，通過控制二次空氣量及其分配，其熱效率可達(dá)到65%以上，超過一級能效。

　　說明：試驗(yàn)氣源為液化石油氣(20Y)標(biāo)準(zhǔn)氣

　　試驗(yàn)條件：按GB 16410-2007版的要求。