近年來(lái)政府不斷加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，對(duì)污染物排放的要求日益嚴(yán)格，因此對(duì)燃?xì)獠膳療崴疇t的能源消耗和煙氣排放等環(huán)保指標(biāo)提出了更高要求。

       在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，燃?xì)獠膳療崴疇t的設(shè)計(jì)普遍采用全預(yù)混燃燒技術(shù)，而目前國(guó)內(nèi)的燃?xì)獠膳療崴疇t大多采用部分預(yù)混燃燒的方式設(shè)計(jì)。

       隨著燃?xì)獠膳療崴疇t的技術(shù)發(fā)展，能降低氮氧化物排放的低氮燃燒器；能提高熱效率的冷凝式換熱、全預(yù)混燃燒等技術(shù)也開(kāi)始規(guī)?；膽?yīng)用在了燃?xì)獠膳療崴疇t上……

低氮燃燒 

       燃燒器是燃?xì)獠膳療崴疇t中的重要部件，它關(guān)系到燃?xì)馐欠穹€(wěn)定著火燃燒和燃燒后污染物的形成，因此，要抑制NOx的生成量就需要對(duì)燃燒器進(jìn)行研究。低氮氧化物燃燒器，是指燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生較低NOx的燃燒器，采用低NOx燃燒器能夠有效降低燃燒過(guò)程中的氮氧化物排放。

       燃?xì)馊紵a(chǎn)生煙氣中的氮與氧化物主要為NO和NO2，一般通稱(chēng)為氮氧化物NOx。在對(duì)燃?xì)獠膳療崴疇t的煙氣分析表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，約占90%~95%，而NO2僅占5%~10%。

       一般燃?xì)馊紵傻腘O主要來(lái)自兩個(gè)方面：空氣中的氮，在燃燒時(shí)的高溫下氧化成NO；燃?xì)庵兴镌谌紵^(guò)程中熱分解再氧化。在燃?xì)馊紵^(guò)程中，前者是NO的主要來(lái)源，后者含量極少可忽略不計(jì)（燃?xì)庵械牡飿O少）。NO的生成速度受燃燒溫度的影響最大，燃燒溫度越高生成的NO也越多，研究表明，在燃?xì)獠膳療崴疇t上，一些有效又簡(jiǎn)便的低氮燃燒方法是：完全預(yù)混燃燒；濃淡燃燒；在火焰中布置冷體。

冷凝式換熱燃燒

       大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)燃?xì)獠膳療崴疇t上使用的普通換熱器，供暖熱效率已經(jīng)達(dá)到90%左右，達(dá)到了我國(guó)能效標(biāo)準(zhǔn)GB20665-2015中的2級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)要求。

       傳統(tǒng)采暖熱水爐排放的煙氣一般具有相當(dāng)高的溫度（100℃~200℃），煙氣中水蒸氣仍處于過(guò)熱蒸汽狀態(tài)，沒(méi)有凝結(jié)成為液態(tài)水而放出汽化潛熱。為了進(jìn)一步提高能源使用效率，燃?xì)饩咝袠I(yè)內(nèi)開(kāi)始研究在普通換熱器的基礎(chǔ)上附加一個(gè)冷凝式換熱器，目的就是利用該裝置來(lái)吸收采暖爐煙氣中的顯熱和水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱，以達(dá)到提高采暖爐熱效率的目的。

       冷凝式采暖爐能夠回收的水蒸氣凝結(jié)熱的多少與燃料的種類(lèi)（化學(xué)成分）和冷媒介質(zhì)的溫度高低有關(guān)。對(duì)燃?xì)獠膳療崴疇t來(lái)說(shuō)，因?yàn)闅怏w燃料的高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量相差最大，所以熱效率提高得最多。為了防止換熱器冷凝液腐蝕，換熱器一般采用不銹鋼和硅鋁材質(zhì)來(lái)制造。

       目前最典型的是應(yīng)用于冷凝式采暖爐的硅鋁材質(zhì)的冷凝式換熱器，其結(jié)構(gòu)是將低溫進(jìn)水管置于高溫?zé)煔庵校么罅裤~質(zhì)翅片換熱，盡可能吸收高溫?zé)煔庵械钠瘽摕?，從而提高進(jìn)水溫度，進(jìn)而提高采暖爐的熱效率。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試使用該冷凝式換熱器的采暖熱水爐，該采暖爐的煙氣排放溫度為60℃~70℃，煙氣中水蒸氣的部分汽化潛熱得到了較好利用。上表的試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明其熱水、供暖熱效率達(dá)到了GB20665規(guī)定的1級(jí)能效，高于使用普通換熱器的2級(jí)能效。

全預(yù)混燃燒

       全預(yù)混式燃燒是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的燃燒方式，通過(guò)降低燃燒中的一次空氣系數(shù)a1（理論上1.05≤a1≤1.1），燃燒時(shí)的理論溫度可達(dá)1800℃以上，國(guó)外的全預(yù)混燃燒技術(shù)在燃?xì)獠膳療崴疇t上的運(yùn)用已經(jīng)非常廣泛，其技術(shù)原理如下：

       轉(zhuǎn)速可調(diào)風(fēng)機(jī)（變頻風(fēng)機(jī)）能控制燃燒空氣的吸入量，從而控制采暖爐系統(tǒng)的功率變化，采用全預(yù)混燃燒器的燃?xì)獠膳療崴疇t，其熱負(fù)荷大小由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，風(fēng)量增加，通過(guò)恒比例燃?xì)?空氣混合裝置，進(jìn)入燃燒器的燃?xì)庖渤杀壤黾?，從而提高燃燒器的熱?fù)荷。要降低燃燒器的熱負(fù)荷，其過(guò)程則與上述相反。因此，全預(yù)混燃?xì)獠膳療崴疇t一般使用可無(wú)級(jí)調(diào)速的無(wú)刷直流電機(jī)。風(fēng)機(jī)電機(jī)為燃燒器提供空氣，并在控制器集成調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)獠膳療崴疇t熱負(fù)荷的連續(xù)可調(diào)。無(wú)刷直流電機(jī)使用低壓直流電源（一般12V~48V）供電。目前新型的控制器一般集成了整流電路部分，可將交流電壓（如AC 220V）直接轉(zhuǎn)換為風(fēng)機(jī)所需的直流電壓。

       燃?xì)獗壤y根據(jù)風(fēng)機(jī)提供的空氣量的變化調(diào)整輸入燃?xì)饬康淖兓箍杖急仍谡麄€(gè)采暖爐功率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)恒定，不需要額外的二次燃燒空氣補(bǔ)充，保證穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。

       系統(tǒng)需要混合器來(lái)協(xié)助空氣與燃?xì)獾某浞只旌希旌掀鞯姆绞接泻芏喾N，最普遍的是文丘里結(jié)構(gòu)。

       全預(yù)混燃燒過(guò)程：首先轉(zhuǎn)速可調(diào)（變頻）的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，在與其連接的混合腔中產(chǎn)生一定的負(fù)壓，一部分空氣在負(fù)壓作用下進(jìn)入混合腔內(nèi)；同時(shí)，燃?xì)獗壤y得到來(lái)自混合腔內(nèi)的風(fēng)壓反饋信號(hào)，將燃?xì)獗壤y內(nèi)的開(kāi)關(guān)閥打開(kāi)，并且根據(jù)風(fēng)壓信號(hào)調(diào)整燃?xì)忾y的開(kāi)度，相應(yīng)體積的燃?xì)鈴娜細(xì)忾y進(jìn)入混合腔中與空氣進(jìn)行混合，在風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)一步混合達(dá)到充分預(yù)混的狀態(tài)，隨后進(jìn)入燃燒器的表面，由點(diǎn)火器發(fā)出的火花引燃，開(kāi)始燃燒過(guò)程。

       全預(yù)混燃燒技術(shù)再加上冷凝式換熱，優(yōu)化燃燒并吸收了煙氣中的顯熱和水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱，達(dá)到了非常好的節(jié)能效果。是一種高效節(jié)能環(huán)保的燃燒方式。

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