民用燃气用具的设计.docx

民用燃气用具的设计一、有关工艺设计的几个问题一、有关工艺设计的几个问题对民用燃气用具的基本要求，包括以下 10 个方面；(1)加热能力，用热负荷标志；(2)供气压力，用额定供气压力要求；(3)热能利用率，用热效率表示；(4)燃烧产物的卫生标准，用烟气中有害物(C0、N0 x 等)含量表示；(5)燃烧稳定状态与调节范围，不出现离焰、回火、黄焰，并能凋节热负荷；(6)安全性，必须有安全设施；(7)噪声，不允许超过规定；(8)表面温度，不得高于标准规定；(9)结构与材质，结构稳固，经久耐用，材料价廉，造型美观；(10)其它，各类民用燃气用具，根据其特有功能还有些特殊要求。下面讨论其中的若干问题。(一)燃具热负荷燃具热负荷，是指燃具中单位时间内燃气燃烧所释放的热量。在额定供气压力下燃具所具有的热负荷，则称为额定热负荷，它表明加热能力的大小，是燃具的重要特性指标之一。而额定供气压力是设计燃烧设备的主要参数之一。为了使燃烧设备标准化，设计燃气设备时，额定供气压力应按有关规范规定的指标选取见表 381。表表 3 38 81 1 燃气设备额定供气压力燃气设备额定供气压力燃烧设备种类燃气种类人工煤气天然气液化石油气低压燃烧设备/kPa1.02.02.8 或 5.0中压引射燃烧设备/kPa10 或 3020 或 5030 或 100此外，由于燃气输配管网上的压力波动，燃烧设备前的供气压力可能大于或小于额定压力，因此要求燃烧设备能在一定的燃气压力波动范围内稳定燃烧。按规范要求，当供气压力为 0.515 倍额定压力时，燃烧设备的各项技术性能指标都应达到规定值。燃气炊事灶具用于各种烹饪加热。而烹饪的关键就是要注意营养、凋味和色泽等，烹饪过程的加热状况好坏影响极大，因此燃具的加热能力应综合考虑。一般家用燃气灶热负荷应大于 2326kW(2000kcal/h)，否则火力太弱。大型燃气灶应根据用途选定适当的热负荷，通常按锅的大小考虑，除特殊情况外热负荷除低于1163LW(10000kcal/h)。通过编制加热设备的热平衡，依据提供的有效热满足加热工艺的要求，可以确定燃具额定热负荷。通过计算加热物质所需要的热量，和估计的燃具热效率，再根据所需要的加热时间，可计算燃具热负荷：式中 Q燃具热负荷，kW；m被加热物体的质量，kg；c被加热物体的比热容，kJ(kgK)；T1、T2被加热物体的初始和终了温度，K；燃具热效率，可按同类设备选取；物料加热升温时间，h；K安全系数，考虑燃气压力可能降低、热值可能变化、热效率估计不准及其它未考虑到的因素，K 为 1.28140。如果被加热物体有相变化，当被加热物体(固体)发生熔融时，热负荷的计算公式为：式中 固体的熔融量，kg；m固体的熔解热，kJkg。当被加热物体(液体)发生蒸发时，热负荷的计算公式为：式中 液体的蒸发量，kg；r液体的蒸发潜热，kJ/kg。若一个燃具中有 N 个燃烧器，则每个燃烧器的热负荷为：燃具总耗气量 B，可由热负荷确定：式中 HL燃气的低热值。(二)燃具热效率燃具的热效率是指有效利用热占燃气总放热量的百分比，即式中 q有效利用热，kJ；Qt燃气总放热量，kJ。燃具热效率显示燃烧过程和传热过程的综合效率，它是燃具利用能量有效程度的指标。常用燃具的热效率见表 382。表表 3 38 82 2 燃具热效率燃具热效率效率有关标准规定数值参考数值家用燃气灶家用快速热水器沸水器容积式热水器/5580在额定热负荷下低热值计算708075(三)燃烧器燃烧方法的选定设计燃具时尤其重要的是根据加热目的选择适当的燃烧方法，主要考虑的因素为；所需要的加热温度、所需要的燃烧室热负荷及构造、燃烧器的燃烧特性、所需要的火焰长度、燃烧器的耐久性、生产成本和维修难易程度。(四)热平衡计算燃具热平衡计算的目的，在于搞清输入燃具的热量被有效利用或损失的过程，确定有效地提高燃具热效率的途径。以加热为目的的燃具，通常都是以“热输入二热输出”来计算热量收支。按计算的结果，绘制出热流图。如图 388 所示，可以很直观地表明浴盆热水器的热效率为 44+36=80，最主要的损失热为排气显热。图图 3-8-83-8-8 浴盆热水器热流图浴盆热水器热流图(五)适用性与安全性民用燃具除要提高热效率外，还应充分重视其方便性、适用性。要求在设计时应具有使用、调节、维护管理、使用寿命和清扫等方面的适用性。关于燃具安全性，在工艺设计中更应予以重视。为确保燃具运行的安全可靠，必须对使用过程可能遇到的各种情况进行实验，并证实确为安全，其中两点尤其重要：(1)过热安全性 运行时，燃具某些部位的温度要控制在规定范围内。(2)燃气泄漏安全性 对燃烧器火焰中途熄火、缺氧燃烧应有保护手段。严防燃气泄漏和大量 CO 产生，以避免发生火灾、爆炸和人员中毒等事故。(六)造型与构造燃具造