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天然气热值结算与互换性问题的研究.pdf59页
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北京工业大学管理学硕士学位论文 ABSTRACT The in startedin the coal source supplyofcitygasBeijing
1958，which wasjust atthattime．Withthe ofalmost20 since gas development years 1987，the supplying conversionfromcoal tonaturalhasbeen the gas gas completedstep．Because stepby ofcoal isdifferentfromnatural Gas compositiongas gas，BeUingGroupCo．，Ltd． chosethe ofconversionareasand the atthesametime． way by changing appliances As aresult，theof turnedtonaturalin thecoal supplypipegasentkely gas2006，and in has themarket gas quit Beijingtoday． the of in is on Nowadayssuppliergas BeijingdependedShan-JingProject is thecenterof and alsoa culture，and mostly,whichunitary．As politics，economy modem must in to itsstructureof
sources．With city China,BeOingimprove energy the ofdemandto distributionof can’tmeetthe increasing gas，the Shan―JingProject the demandinthenearfuture．That’Smultivariate isa of why gassupplierpledge in Natural with Bering’Sstrategicdeveloping．FetchingLiquefiedGas LNG together mustbeanaffirmationbefore2010．Andthis Gas Shan-JingProject requiresBeijing doseriousresearchonthe ofLNGand fiom Co．，Ltd．to Group interchangeabilitygas Someothercorrelativeissues． Shan-JingProject,also are the aboutthistask： Followingemphases 1．TodemonstratewhetherLNGasaconversionsourc．蛤hasthe gas thereferencesourcefromthe Iandthe
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Shan-JingProject compatibleinterchanged，shall
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are andtoestimatetheinvestmentof to multivariate differentof waysgasmix，and
makerelevantfeasible suggestions． Theresearchmethodsofthistaskale the and mostlyinvestigationanalysis
quantitativeanalysis． In thecaseof ofthe in fullythinkingg
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　　本报讯（记者叶晓彦）北京市燃气集团今天透露，目前家用燃气灶具质量问题和安全隐患不容乐观，家用灶具的燃烧热效率不合格率达五成以上，两成烟气污染物含量超标。　　相关负责人介绍，日前相关部门对全市400户随机入户调研的统计数据显示，有56%的用户存在灶具回火、黄焰、烟气超标等现象，部分用户的阀门常年使用出现微漏和关闭不严等现象。此外，全市55.6%的民用灶具燃烧热效率不合格，21.5%的排放烟气中污染物含量不达标，很多燃气灶具超过国家规定的8年报废期仍在使用。　　燃气公司今天推出十余款“燕山”牌灶具，当年设计奥运火炬的燃气集团研究院的技术人员参与研发，将奥运火炬技术转移到一台小小的灶具上，在燃烧热效率、氮氧化物排放等指标上的要求甚至高于奥运火炬。新款灶具价格在300到2000元不等。J224
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浅谈对中餐燃气炒菜灶的检测
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红外线辐射燃烧器性能及其在炊事上的应用
引言　　自从德国工程师本生于1855年发明本生灯以来，绝大多数的民用炊事灶具都采用具有本生火焰的大气式燃烧器。红外线辐射燃烧器是从用于辐射采暖开始的，少量烤箱灶有时也采用红外辐射燃烧器。70年代在北京、天津曾在65型灶上装上红外线辐射燃烧器，后因效果不好而放弃。80年代吉林生产的单眼红外线灶在东北地区畅销。目前已有许多厂家生产带红外线辐射器的家用燃气灶。但是，多数厂家生产的这种产品性能不过关，烟气中一氧化碳含量超标。为了进一步通过试验分析这种燃烧器用于家庭炊事的性能，我们选择了性能好的正式产品，经过系列实验，根据实验数据及有关国外资料提出我们的观点，供有关同志参考，不当之处望指正。　　一、大气式燃烧器存在的问题　　引射型大气式燃烧器结构简单，操作方便，调节范围宽，特别适用于家庭炊事，故长期受到广泛使用。但是，热效率较低，烟气中NOX含量相对较高，火焰分散是是这种燃烧器不易克服的缺点。　　传统的带有本生火焰的大气式燃烧器主要是通过本生火焰将燃气中的化学能通过燃烧反应转化成热能，并加热燃烧产物(烟气)，高温烟气与被力口热物体接触，主要以对流传热方式将热量传递到被加热物体。本生火焰的温度分布图见图1。　　大气式燃烧器除了有适当的一次空气外，尚需有足够的二次空气，才能保证完全燃烧。为此有很多热量消耗在二次空气加热上。这种热损失难以降低，热效率也就不易提高。　　二、红外线辐射燃烧器(陶瓷板)工作原理　　众所周知，辐射传热量与换热物体间绝对温度四次方的差值成正比，当辐射表面与锅底受热面比较接近时，必然比单独对流热传递的传热效果好。为此，开发一种引射型红外线辐射燃烧器，首先利用引射器吸入相当量的空气(其一次空气系数α=1.05以上)，燃气空气混合物在陶瓷板的各火道中燃烧(不需要二次空气)，燃烧反应产生的热量除加热烟气外，还加热火道，使陶瓷板辐射表面温度达800～900℃，甚至更高,放出波长约2～4微米的热射线(见图2)。　　1.火道内温度分布　　燃气空气混合物(具有热负荷为Q的能量)进入火道后，被火道壁加热，当温度升高到其着火温度后，产生燃烧反应，放出热量，使截面2温度达到tn。由于截面1向外辐射热量，温度有所降低，可达tT。截面3因火道热阻及受温度低的燃气空气混合物冲刷，温度为tO。　　2.燃烧火道的热平衡　　当红外线辐射燃烧器工作稳定后，不计头部向空气散热，燃气空气混合物在火道中吸收的热量为q燃烧反应放出的热量为Q(即热负荷)，故总热量为Q十q。这些热量分别流向三个方向，首先加热火道，此热量又被燃气空气混合物吸收(q)；其余的热量(Q)中以辐射传热方式放出的热量为QT；最后的热量加热烟气，使其温度达到tf，这部分热量为Qf。故在稳定状态下，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Q=QT+Qf　　QT大小取决于tT，这时可根据Q与QT，计算出烟气温度tf。通过试验证实，tT=800～950℃，tf≈℃　　三、红外线辐射燃烧器的特点　　综合以上分析，红外线燃烧器与大气式燃烧器有很大区别，其特点如下：　　1.以两种传热方式放热：这种燃烧器不是把所有热量都用来加热烟气，而是用接近一半左右的热量加热火道，使火道壁表面温度tT≥800℃，通过辐射表面1向外辐射热量，另一部分的热量加热烟气，仍以对流方式加热物体。　　2-tr≈800～950℃，发出波长约2.4～2.7微米的热射线，故称为红外线辐射燃烧器。　　3.全一次预混空气，燃烧完全，烟气中一氧化碳含量低。同时因燃烧温度不高，也可降低烟气中NOX含量。　　4.由于有两种传热方式，从而不必加热过量的二次空气，故热效率高于大气式燃烧器。　　5.调节范围较大气式燃烧器小。表现1).熄火压力比大气式燃烧器稍高，由于辐射板面积较大，在1/10额定压力以下燃烧普遍不太稳定；2).压力过高时可能产生回火。　　6.引射型红外线辐射燃烧器必须保证吸入的空气量高于理论空气需要量，否则，虽然不会产生黄焰或结碳，但烟气中CO含量超标。　　四、国外家用燃气灶采用红外线燃烧气概况　　根据目前看到的有关资料与实物有两种情况。家用灶中的烤箱有采用红外线燃烧器，例如日本的系列家用灶中，在中间的小烤箱的上面使用了辐射面向下的红外线燃烧器。其次从美国燃气研究所GRI的研究报告中，可看出他们于1982年起开时研究将红外线用于家庭及商业炊事上的问题。经过数年研究及实测，他们开发一种IR-Jet(红外辐射加射流)燃烧器(见图3)。　　　　　　　　　　　　　　　　图3　IR-Jet燃烧器　　IR-Jet燃烧器是在陶瓷辐射板上加一块耐热的玻璃板，该板上开九个孔。热烟气可以从此九孔中射出，形成热气流以对流传热方式加热锅底，辐射热也可通过玻璃板向锅底传热。由于有两种传热方式，并且避免加热过量二次空气，故热效率有所提高，根据1984年的实验资料，IR-Jet与大气式燃气灶热效率对比，其数据入下表
热负荷（Btu/h）
大气式灶热效率（％）
<FONT color=#2（2989瓦）
<FONT color=#2（937瓦）
<FONT color=#2（498瓦）
热负荷（Btu/时）
红外线灶热效率（％）
<FONT color=#2（1964瓦）
<FONT color=#2（1202瓦）
<FONT color=#2（762瓦）
55　　陶瓷板表面温度(辐射面1)可达1500oF(816℃)，燃气空气混合物入火道口温度为300oF(149℃)。根据最近GRI的资料报导，已开发两种IR-Jet灶，热负荷分别为7500Btu/h(2198W)和15000Btu/h(4396W)。前者称为家庭炊事灶；后者称为高负荷民用灶及轻负荷商业炊事灶。热效率可达66%，调节范围为1∶5。　　五、对国内典型红外线灶实验结果　　在送检的样品中，选取带有红外线辐射燃烧器并且效果较好的几种灶进行系列实验，从而论证红外线辐射燃烧器是否适用于民用炊事灶。　　(一).红外线灶COα=1含量与灶前压力关系　　1."白云"牌JZT2-91C型红外线灶右火眼：　　该眼热负荷为3092W，额定压力2000Pa，使用管道天然气进行实验，在各种不同压力下用南京产KM-9003燃烧效率分析仪测试其烟气中CO含量，并同时在燃烧器头部取样，用日本岛津公司产POT-101型测氧仪测试燃气空气混合物中氧含量，根据以下公式计算出一次空气系数α值。　　　　式中：VO——理论空气需要量(m3/m3)；通过分析燃气成分计算而得，VO=10.71　　　　　O2m——燃气空气混合物中氧含量(%)；　　　　　O2——燃气中的氧含量(%)(O2=0)。　　测试结果列表如下：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZT2-821型红外线灶右眼：　　该眼热负荷为2976W，额定压力为2000Pa，使用管道天然气，测试方法同上，得出以下数据：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　由以上两组数据可以看出：　　1.红外线灶只要精心设计.加工良好，其燃烧比较完全，在额定负荷下，烟气中一氧化碳含量很低，并有一定的调节范围；　　2.随着使用压力降低，燃气空气混合物中氧含量减少，α值逐步减小，烟气中一氧化碳含量增加，尤其在较低压力并且α＜1时。　　(二).红外线灶热效率测试结果　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气，很据其额定热负荷，选Φ26锅在不同使用压力下进行测试，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气。测试方法同上，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　由以上数据可看出，红外线辐射燃烧器可达到较高的热效率(远高于部颁CJ4-83所规定的55%要求)。　　这里必须提出注意的是，对于红外线灶具，测试用锅的新旧程度对其热效率测试有很大影响，由于它具有辐射传热，所以受加热体所吸收的辐射热和其本受热面的黑度有关，黑度越大，其吸收的辐射热越多。这在我们的试验中得到了充分证实。　　以上的"宇宙"牌JZY2-821型灶右眼红外线燃烧器在额定压力时，测得其热效率为62.1%，在相同条件下，用同尺寸的旧铝锅(锅底无积炭)测试，测得其热效率67.4%，相差达8.5%。我们又在"白云"牌JZT2-91C型和"宇宙"牌JZT2-821型右眼红外线燃烧器上做同样实验，结果发现新旧锅测得效率相差更大，前者为14.8%，后者为14.6％(旧锅相对新锅)。　　(三).辐射面表面温度与灶具压力关系　　用上海产WGG2-201型光学高温计，在不同压力下测试辐射面表面温度，其结果如下：　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上1.)
压力（Pa）
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板面温度℃
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上2.)
压力（Pa）
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板面温度℃
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<FONT color=#2　　从以上数据可看出，随使用压力的增加，板面温度升高。另外，通过实验可以看出，热负荷大体相同的红外线辐射燃烧器，板面温度愈高，辐射热量越大，其热效率愈高。　　(四)陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性　　在进行陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性试验时，很少发现有脱火和离焰。产生脱火和离焰的条件是：使用燃烧速度较慢的气源(如天然气)，气源压力很高，所用多孔陶瓷板焰道直径很小。以上因素同时存在时才有可能出现脱火和离焰。　　大气式燃烧器回火大都发生在低于额定压力情况，我们在试验中未发现红外线灶在低于额定压力时燃烧发生回火。在所选的使用液化气和天然气红外线灶具中，在1.5倍额定压力以下也未发现回火情况。但是在选用的人工气红外线进行稳定性试验时，在坐锅状态下，压力升至1.8倍(即1800Pa)时，发生回火。另外，检测中心在检测其它红外线灶时，发现有个别灶在额定压力和低于额定压力时，燃烧正常，但在1.5倍额定压力做表面温度测试时，发生回火。可见，陶瓷板红外线辐射燃烧器发生回火与大气式不同，陶瓷板温度过高即在辐射板背面(截面3)tO处温度达到燃气空气混合物着火温度时，陶瓷板红外线辐射器才发生回火，这是其主要原因。随着辐射板温度升高，燃气空气混合物的预热温度升高，火焰传播速度加快，同时燃烧温度也升高，烟气向陶瓷板传热越强，在这一系列热平衡和动平衡进行的过程中，只要①某一点燃气与空气混合物的最小流速低于其法向火焰传播速度时；②截面3处tO温度达到混合物着火温度时，即发生回火。恨据煤气设计手册，当辐射表面温度超过1050℃时，tO可能超过燃气混合物着火温度，因此多孔陶瓷板表面热强度不允许过高。　　关于红外线辐射器小火试验，我们在"白云"牌和"三角"牌红外线灶上进行测试，发现当压力低于其额定压力的1/10时，燃烧开始不稳定，此时板面温度约400℃左右，表现在燃气空气混合物不能均匀流出陶瓷板各火道，各火孔火焰(蓝色)跳动不止，发出"劈卜"响声，不能够象正常大气式燃烧器那样在小火压力时稳定燃烧。
　简要结论　　1.无论从理论分析及实测数据都表明，红外线燃烧器具具有热效率高，烟气中有害物比较少的优点。尤其对实际生活上使用的旧锅则更是如此(如前所述旧新锅对比，其热效率提高约15%)，因此具有很明显的节能效益。　　2.调节范围较大气式燃烧器低是这种燃烧器的缺点，但如果设计合理可以达到4∶1甚至5∶1当辐射板气流阻力、导热系数等与引射器匹配时，能够保证红外线燃烧器正常工作，采取必要措施可避免调节范围小的缺陷而用于民用炊事灶。　　3.虽然目前市场商红外线灶多数不合格，但也有些厂家在精心制造的条件下达到了炊事要求，符合标准中主要指标。从另一方面来讲，有些指标不宜用大气式灶的标准去要求红外线灶。为此，建议制定红外线家用炊事灶的国家标准，以控制不合格灶的生产和促进红外线炊事灶的发展，这样可以预计得到节约能源、降低污染的效果。　　4.红外线燃烧器火孔向上，易受阻塞，在应用中由于温度高，能把部分有机物烧掉，但厂家应考虑清洗问题。引言　　自从德国工程师本生于1855年发明本生灯以来，绝大多数的民用炊事灶具都采用具有本生火焰的大气式燃烧器。红外线辐射燃烧器是从用于辐射采暖开始的，少量烤箱灶有时也采用红外辐射燃烧器。70年代在北京、天津曾在65型灶上装上红外线辐射燃烧器，后因效果不好而放弃。80年代吉林生产的单眼红外线灶在东北地区畅销。目前已有许多厂家生产带红外线辐射器的家用燃气灶。但是，多数厂家生产的这种产品性能不过关，烟气中一氧化碳含量超标。为了进一步通过试验分析这种燃烧器用于家庭炊事的性能，我们选择了性能好的正式产品，经过系列实验，根据实验数据及有关国外资料提出我们的观点，供有关同志参考，不当之处望指正。　　一、大气式燃烧器存在的问题　　引射型大气式燃烧器结构简单，操作方便，调节范围宽，特别适用于家庭炊事，故长期受到广泛使用。但是，热效率较低，烟气中NOX含量相对较高，火焰分散是是这种燃烧器不易克服的缺点。　　传统的带有本生火焰的大气式燃烧器主要是通过本生火焰将燃气中的化学能通过燃烧反应转化成热能，并加热燃烧产物(烟气)，高温烟气与被力口热物体接触，主要以对流传热方式将热量传递到被加热物体。本生火焰的温度分布图见图1。　　大气式燃烧器除了有适当的一次空气外，尚需有足够的二次空气，才能保证完全燃烧。为此有很多热量消耗在二次空气加热上。这种热损失难以降低，热效率也就不易提高。　　二、红外线辐射燃烧器(陶瓷板)工作原理　　众所周知，辐射传热量与换热物体间绝对温度四次方的差值成正比，当辐射表面与锅底受热面比较接近时，必然比单独对流热传递的传热效果好。为此，开发一种引射型红外线辐射燃烧器，首先利用引射器吸入相当量的空气(其一次空气系数α=1.05以上)，燃气空气混合物在陶瓷板的各火道中燃烧(不需要二次空气)，燃烧反应产生的热量除加热烟气外，还加热火道，使陶瓷板辐射表面温度达800～900℃，甚至更高,放出波长约2～4微米的热射线(见图2)。　　1.火道内温度分布　　燃气空气混合物(具有热负荷为Q的能量)进入火道后，被火道壁加热，当温度升高到其着火温度后，产生燃烧反应，放出热量，使截面2温度达到tn。由于截面1向外辐射热量，温度有所降低，可达tT。截面3因火道热阻及受温度低的燃气空气混合物冲刷，温度为tO。　　2.燃烧火道的热平衡　　当红外线辐射燃烧器工作稳定后，不计头部向空气散热，燃气空气混合物在火道中吸收的热量为q燃烧反应放出的热量为Q(即热负荷)，故总热量为Q十q。这些热量分别流向三个方向，首先加热火道，此热量又被燃气空气混合物吸收(q)；其余的热量(Q)中以辐射传热方式放出的热量为QT；最后的热量加热烟气，使其温度达到tf，这部分热量为Qf。故在稳定状态下，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Q=QT+Qf　　QT大小取决于tT，这时可根据Q与QT，计算出烟气温度tf。通过试验证实，tT=800～950℃，tf≈℃　　三、红外线辐射燃烧器的特点　　综合以上分析，红外线燃烧器与大气式燃烧器有很大区别，其特点如下：　　1.以两种传热方式放热：这种燃烧器不是把所有热量都用来加热烟气，而是用接近一半左右的热量加热火道，使火道壁表面温度tT≥800℃，通过辐射表面1向外辐射热量，另一部分的热量加热烟气，仍以对流方式加热物体。　　2-tr≈800～950℃，发出波长约2.4～2.7微米的热射线，故称为红外线辐射燃烧器。　　3.全一次预混空气，燃烧完全，烟气中一氧化碳含量低。同时因燃烧温度不高，也可降低烟气中NOX含量。　　4.由于有两种传热方式，从而不必加热过量的二次空气，故热效率高于大气式燃烧器。　　5.调节范围较大气式燃烧器小。表现1).熄火压力比大气式燃烧器稍高，由于辐射板面积较大，在1/10额定压力以下燃烧普遍不太稳定；2).压力过高时可能产生回火。　　6.引射型红外线辐射燃烧器必须保证吸入的空气量高于理论空气需要量，否则，虽然不会产生黄焰或结碳，但烟气中CO含量超标。　　四、国外家用燃气灶采用红外线燃烧气概况　　根据目前看到的有关资料与实物有两种情况。家用灶中的烤箱有采用红外线燃烧器，例如日本的系列家用灶中，在中间的小烤箱的上面使用了辐射面向下的红外线燃烧器。其次从美国燃气研究所GRI的研究报告中，可看出他们于1982年起开时研究将红外线用于家庭及商业炊事上的问题。经过数年研究及实测，他们开发一种IR-Jet(红外辐射加射流)燃烧器(见图3)。　　　　　　　　　　　　　　　　图3　IR-Jet燃烧器　　IR-Jet燃烧器是在陶瓷辐射板上加一块耐热的玻璃板，该板上开九个孔。热烟气可以从此九孔中射出，形成热气流以对流传热方式加热锅底，辐射热也可通过玻璃板向锅底传热。由于有两种传热方式，并且避免加热过量二次空气，故热效率有所提高，根据1984年的实验资料，IR-Jet与大气式燃气灶热效率对比，其数据入下表
热负荷（Btu/h）
大气式灶热效率（％）
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<FONT color=#2（498瓦）
热负荷（Btu/时）
红外线灶热效率（％）
<FONT color=#2（1964瓦）
<FONT color=#2（1202瓦）
<FONT color=#2（762瓦）
55　　陶瓷板表面温度(辐射面1)可达1500oF(816℃)，燃气空气混合物入火道口温度为300oF(149℃)。根据最近GRI的资料报导，已开发两种IR-Jet灶，热负荷分别为7500Btu/h(2198W)和15000Btu/h(4396W)。前者称为家庭炊事灶；后者称为高负荷民用灶及轻负荷商业炊事灶。热效率可达66%，调节范围为1∶5。　　五、对国内典型红外线灶实验结果　　在送检的样品中，选取带有红外线辐射燃烧器并且效果较好的几种灶进行系列实验，从而论证红外线辐射燃烧器是否适用于民用炊事灶。　　(一).红外线灶COα=1含量与灶前压力关系　　1."白云"牌JZT2-91C型红外线灶右火眼：　　该眼热负荷为3092W，额定压力2000Pa，使用管道天然气进行实验，在各种不同压力下用南京产KM-9003燃烧效率分析仪测试其烟气中CO含量，并同时在燃烧器头部取样，用日本岛津公司产POT-101型测氧仪测试燃气空气混合物中氧含量，根据以下公式计算出一次空气系数α值。　　　　式中：VO——理论空气需要量(m3/m3)；通过分析燃气成分计算而得，VO=10.71　　　　　O2m——燃气空气混合物中氧含量(%)；　　　　　O2——燃气中的氧含量(%)(O2=0)。　　测试结果列表如下：
压力（Pa）
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZT2-821型红外线灶右眼：　　该眼热负荷为2976W，额定压力为2000Pa，使用管道天然气，测试方法同上，得出以下数据：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　由以上两组数据可以看出：　　1.红外线灶只要精心设计.加工良好，其燃烧比较完全，在额定负荷下，烟气中一氧化碳含量很低，并有一定的调节范围；　　2.随着使用压力降低，燃气空气混合物中氧含量减少，α值逐步减小，烟气中一氧化碳含量增加，尤其在较低压力并且α＜1时。　　(二).红外线灶热效率测试结果　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气，很据其额定热负荷，选Φ26锅在不同使用压力下进行测试，结果如下：
压力（Pa）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气。测试方法同上，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　由以上数据可看出，红外线辐射燃烧器可达到较高的热效率(远高于部颁CJ4-83所规定的55%要求)。　　这里必须提出注意的是，对于红外线灶具，测试用锅的新旧程度对其热效率测试有很大影响，由于它具有辐射传热，所以受加热体所吸收的辐射热和其本受热面的黑度有关，黑度越大，其吸收的辐射热越多。这在我们的试验中得到了充分证实。　　以上的"宇宙"牌JZY2-821型灶右眼红外线燃烧器在额定压力时，测得其热效率为62.1%，在相同条件下，用同尺寸的旧铝锅(锅底无积炭)测试，测得其热效率67.4%，相差达8.5%。我们又在"白云"牌JZT2-91C型和"宇宙"牌JZT2-821型右眼红外线燃烧器上做同样实验，结果发现新旧锅测得效率相差更大，前者为14.8%，后者为14.6％(旧锅相对新锅)。　　(三).辐射面表面温度与灶具压力关系　　用上海产WGG2-201型光学高温计，在不同压力下测试辐射面表面温度，其结果如下：　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上1.)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上2.)
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<FONT color=#2　　从以上数据可看出，随使用压力的增加，板面温度升高。另外，通过实验可以看出，热负荷大体相同的红外线辐射燃烧器，板面温度愈高，辐射热量越大，其热效率愈高。　　(四)陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性　　在进行陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性试验时，很少发现有脱火和离焰。产生脱火和离焰的条件是：使用燃烧速度较慢的气源(如天然气)，气源压力很高，所用多孔陶瓷板焰道直径很小。以上因素同时存在时才有可能出现脱火和离焰。　　大气式燃烧器回火大都发生在低于额定压力情况，我们在试验中未发现红外线灶在低于额定压力时燃烧发生回火。在所选的使用液化气和天然气红外线灶具中，在1.5倍额定压力以下也未发现回火情况。但是在选用的人工气红外线进行稳定性试验时，在坐锅状态下，压力升至1.8倍(即1800Pa)时，发生回火。另外，检测中心在检测其它红外线灶时，发现有个别灶在额定压力和低于额定压力时，燃烧正常，但在1.5倍额定压力做表面温度测试时，发生回火。可见，陶瓷板红外线辐射燃烧器发生回火与大气式不同，陶瓷板温度过高即在辐射板背面(截面3)tO处温度达到燃气空气混合物着火温度时，陶瓷板红外线辐射器才发生回火，这是其主要原因。随着辐射板温度升高，燃气空气混合物的预热温度升高，火焰传播速度加快，同时燃烧温度也升高，烟气向陶瓷板传热越强，在这一系列热平衡和动平衡进行的过程中，只要①某一点燃气与空气混合物的最小流速低于其法向火焰传播速度时；②截面3处tO温度达到混合物着火温度时，即发生回火。恨据煤气设计手册，当辐射表面温度超过1050℃时，tO可能超过燃气混合物着火温度，因此多孔陶瓷板表面热强度不允许过高。　　关于红外线辐射器小火试验，我们在"白云"牌和"三角"牌红外线灶上进行测试，发现当压力低于其额定压力的1/10时，燃烧开始不稳定，此时板面温度约400℃左右，表现在燃气空气混合物不能均匀流出陶瓷板各火道，各火孔火焰(蓝色)跳动不止，发出"劈卜"响声，不能够象正常大气式燃烧器那样在小火压力时稳定燃烧。
　简要结论　　1.无论从理论分析及实测数据都表明，红外线燃烧器具具有热效率高，烟气中有害物比较少的优点。尤其对实际生活上使用的旧锅则更是如此(如前所述旧新锅对比，其热效率提高约15%)，因此具有很明显的节能效益。　　2.调节范围较大气式燃烧器低是这种燃烧器的缺点，但如果设计合理可以达到4∶1甚至5∶1当辐射板气流阻力、导热系数等与引射器匹配时，能够保证红外线燃烧器正常工作，采取必要措施可避免调节范围小的缺陷而用于民用炊事灶。　　3.虽然目前市场商红外线灶多数不合格，但也有些厂家在精心制造的条件下达到了炊事要求，符合标准中主要指标。从另一方面来讲，有些指标不宜用大气式灶的标准去要求红外线灶。为此，建议制定红外线家用炊事灶的国家标准，以控制不合格灶的生产和促进红外线炊事灶的发展，这样可以预计得到节约能源、降低污染的效果。　　4.红外线燃烧器火孔向上，易受阻塞，在应用中由于温度高，能把部分有机物烧掉，但厂家应考虑清洗问题。引言　　自从德国工程师本生于1855年发明本生灯以来，绝大多数的民用炊事灶具都采用具有本生火焰的大气式燃烧器。红外线辐射燃烧器是从用于辐射采暖开始的，少量烤箱灶有时也采用红外辐射燃烧器。70年代在北京、天津曾在65型灶上装上红外线辐射燃烧器，后因效果不好而放弃。80年代吉林生产的单眼红外线灶在东北地区畅销。目前已有许多厂家生产带红外线辐射器的家用燃气灶。但是，多数厂家生产的这种产品性能不过关，烟气中一氧化碳含量超标。为了进一步通过试验分析这种燃烧器用于家庭炊事的性能，我们选择了性能好的正式产品，经过系列实验，根据实验数据及有关国外资料提出我们的观点，供有关同志参考，不当之处望指正。　　一、大气式燃烧器存在的问题　　引射型大气式燃烧器结构简单，操作方便，调节范围宽，特别适用于家庭炊事，故长期受到广泛使用。但是，热效率较低，烟气中NOX含量相对较高，火焰分散是是这种燃烧器不易克服的缺点。　　传统的带有本生火焰的大气式燃烧器主要是通过本生火焰将燃气中的化学能通过燃烧反应转化成热能，并加热燃烧产物(烟气)，高温烟气与被力口热物体接触，主要以对流传热方式将热量传递到被加热物体。本生火焰的温度分布图见图1。　　大气式燃烧器除了有适当的一次空气外，尚需有足够的二次空气，才能保证完全燃烧。为此有很多热量消耗在二次空气加热上。这种热损失难以降低，热效率也就不易提高。　　二、红外线辐射燃烧器(陶瓷板)工作原理　　众所周知，辐射传热量与换热物体间绝对温度四次方的差值成正比，当辐射表面与锅底受热面比较接近时，必然比单独对流热传递的传热效果好。为此，开发一种引射型红外线辐射燃烧器，首先利用引射器吸入相当量的空气(其一次空气系数α=1.05以上)，燃气空气混合物在陶瓷板的各火道中燃烧(不需要二次空气)，燃烧反应产生的热量除加热烟气外，还加热火道，使陶瓷板辐射表面温度达800～900℃，甚至更高,放出波长约2～4微米的热射线(见图2)。　　1.火道内温度分布　　燃气空气混合物(具有热负荷为Q的能量)进入火道后，被火道壁加热，当温度升高到其着火温度后，产生燃烧反应，放出热量，使截面2温度达到tn。由于截面1向外辐射热量，温度有所降低，可达tT。截面3因火道热阻及受温度低的燃气空气混合物冲刷，温度为tO。　　2.燃烧火道的热平衡　　当红外线辐射燃烧器工作稳定后，不计头部向空气散热，燃气空气混合物在火道中吸收的热量为q燃烧反应放出的热量为Q(即热负荷)，故总热量为Q十q。这些热量分别流向三个方向，首先加热火道，此热量又被燃气空气混合物吸收(q)；其余的热量(Q)中以辐射传热方式放出的热量为QT；最后的热量加热烟气，使其温度达到tf，这部分热量为Qf。故在稳定状态下，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Q=QT+Qf　　QT大小取决于tT，这时可根据Q与QT，计算出烟气温度tf。通过试验证实，tT=800～950℃，tf≈℃　　三、红外线辐射燃烧器的特点　　综合以上分析，红外线燃烧器与大气式燃烧器有很大区别，其特点如下：　　1.以两种传热方式放热：这种燃烧器不是把所有热量都用来加热烟气，而是用接近一半左右的热量加热火道，使火道壁表面温度tT≥800℃，通过辐射表面1向外辐射热量，另一部分的热量加热烟气，仍以对流方式加热物体。　　2-tr≈800～950℃，发出波长约2.4～2.7微米的热射线，故称为红外线辐射燃烧器。　　3.全一次预混空气，燃烧完全，烟气中一氧化碳含量低。同时因燃烧温度不高，也可降低烟气中NOX含量。　　4.由于有两种传热方式，从而不必加热过量的二次空气，故热效率高于大气式燃烧器。　　5.调节范围较大气式燃烧器小。表现1).熄火压力比大气式燃烧器稍高，由于辐射板面积较大，在1/10额定压力以下燃烧普遍不太稳定；2).压力过高时可能产生回火。　　6.引射型红外线辐射燃烧器必须保证吸入的空气量高于理论空气需要量，否则，虽然不会产生黄焰或结碳，但烟气中CO含量超标。　　四、国外家用燃气灶采用红外线燃烧气概况　　根据目前看到的有关资料与实物有两种情况。家用灶中的烤箱有采用红外线燃烧器，例如日本的系列家用灶中，在中间的小烤箱的上面使用了辐射面向下的红外线燃烧器。其次从美国燃气研究所GRI的研究报告中，可看出他们于1982年起开时研究将红外线用于家庭及商业炊事上的问题。经过数年研究及实测，他们开发一种IR-Jet(红外辐射加射流)燃烧器(见图3)。　　　　　　　　　　　　　　　　图3　IR-Jet燃烧器　　IR-Jet燃烧器是在陶瓷辐射板上加一块耐热的玻璃板，该板上开九个孔。热烟气可以从此九孔中射出，形成热气流以对流传热方式加热锅底，辐射热也可通过玻璃板向锅底传热。由于有两种传热方式，并且避免加热过量二次空气，故热效率有所提高，根据1984年的实验资料，IR-Jet与大气式燃气灶热效率对比，其数据入下表
热负荷（Btu/h）
大气式灶热效率（％）
<FONT color=#2（2989瓦）
<FONT color=#2（937瓦）
<FONT color=#2（498瓦）
热负荷（Btu/时）
红外线灶热效率（％）
<FONT color=#2（1964瓦）
<FONT color=#2（1202瓦）
<FONT color=#2（762瓦）
55　　陶瓷板表面温度(辐射面1)可达1500oF(816℃)，燃气空气混合物入火道口温度为300oF(149℃)。根据最近GRI的资料报导，已开发两种IR-Jet灶，热负荷分别为7500Btu/h(2198W)和15000Btu/h(4396W)。前者称为家庭炊事灶；后者称为高负荷民用灶及轻负荷商业炊事灶。热效率可达66%，调节范围为1∶5。　　五、对国内典型红外线灶实验结果　　在送检的样品中，选取带有红外线辐射燃烧器并且效果较好的几种灶进行系列实验，从而论证红外线辐射燃烧器是否适用于民用炊事灶。　　(一).红外线灶COα=1含量与灶前压力关系　　1."白云"牌JZT2-91C型红外线灶右火眼：　　该眼热负荷为3092W，额定压力2000Pa，使用管道天然气进行实验，在各种不同压力下用南京产KM-9003燃烧效率分析仪测试其烟气中CO含量，并同时在燃烧器头部取样，用日本岛津公司产POT-101型测氧仪测试燃气空气混合物中氧含量，根据以下公式计算出一次空气系数α值。　　　　式中：VO——理论空气需要量(m3/m3)；通过分析燃气成分计算而得，VO=10.71　　　　　O2m——燃气空气混合物中氧含量(%)；　　　　　O2——燃气中的氧含量(%)(O2=0)。　　测试结果列表如下：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZT2-821型红外线灶右眼：　　该眼热负荷为2976W，额定压力为2000Pa，使用管道天然气，测试方法同上，得出以下数据：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　由以上两组数据可以看出：　　1.红外线灶只要精心设计.加工良好，其燃烧比较完全，在额定负荷下，烟气中一氧化碳含量很低，并有一定的调节范围；　　2.随着使用压力降低，燃气空气混合物中氧含量减少，α值逐步减小，烟气中一氧化碳含量增加，尤其在较低压力并且α＜1时。　　(二).红外线灶热效率测试结果　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气，很据其额定热负荷，选Φ26锅在不同使用压力下进行测试，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气。测试方法同上，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　由以上数据可看出，红外线辐射燃烧器可达到较高的热效率(远高于部颁CJ4-83所规定的55%要求)。　　这里必须提出注意的是，对于红外线灶具，测试用锅的新旧程度对其热效率测试有很大影响，由于它具有辐射传热，所以受加热体所吸收的辐射热和其本受热面的黑度有关，黑度越大，其吸收的辐射热越多。这在我们的试验中得到了充分证实。　　以上的"宇宙"牌JZY2-821型灶右眼红外线燃烧器在额定压力时，测得其热效率为62.1%，在相同条件下，用同尺寸的旧铝锅(锅底无积炭)测试，测得其热效率67.4%，相差达8.5%。我们又在"白云"牌JZT2-91C型和"宇宙"牌JZT2-821型右眼红外线燃烧器上做同样实验，结果发现新旧锅测得效率相差更大，前者为14.8%，后者为14.6％(旧锅相对新锅)。　　(三).辐射面表面温度与灶具压力关系　　用上海产WGG2-201型光学高温计，在不同压力下测试辐射面表面温度，其结果如下：　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上1.)
压力（Pa）
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板面温度℃
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<FONT color=#2　　从以上数据可看出，随使用压力的增加，板面温度升高。另外，通过实验可以看出，热负荷大体相同的红外线辐射燃烧器，板面温度愈高，辐射热量越大，其热效率愈高。　　(四)陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性　　在进行陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性试验时，很少发现有脱火和离焰。产生脱火和离焰的条件是：使用燃烧速度较慢的气源(如天然气)，气源压力很高，所用多孔陶瓷板焰道直径很小。以上因素同时存在时才有可能出现脱火和离焰。　　大气式燃烧器回火大都发生在低于额定压力情况，我们在试验中未发现红外线灶在低于额定压力时燃烧发生回火。在所选的使用液化气和天然气红外线灶具中，在1.5倍额定压力以下也未发现回火情况。但是在选用的人工气红外线进行稳定性试验时，在坐锅状态下，压力升至1.8倍(即1800Pa)时，发生回火。另外，检测中心在检测其它红外线灶时，发现有个别灶在额定压力和低于额定压力时，燃烧正常，但在1.5倍额定压力做表面温度测试时，发生回火。可见，陶瓷板红外线辐射燃烧器发生回火与大气式不同，陶瓷板温度过高即在辐射板背面(截面3)tO处温度达到燃气空气混合物着火温度时，陶瓷板红外线辐射器才发生回火，这是其主要原因。随着辐射板温度升高，燃气空气混合物的预热温度升高，火焰传播速度加快，同时燃烧温度也升高，烟气向陶瓷板传热越强，在这一系列热平衡和动平衡进行的过程中，只要①某一点燃气与空气混合物的最小流速低于其法向火焰传播速度时；②截面3处tO温度达到混合物着火温度时，即发生回火。恨据煤气设计手册，当辐射表面温度超过1050℃时，tO可能超过燃气混合物着火温度，因此多孔陶瓷板表面热强度不允许过高。　　关于红外线辐射器小火试验，我们在"白云"牌和"三角"牌红外线灶上进行测试，发现当压力低于其额定压力的1/10时，燃烧开始不稳定，此时板面温度约400℃左右，表现在燃气空气混合物不能均匀流出陶瓷板各火道，各火孔火焰(蓝色)跳动不止，发出"劈卜"响声，不能够象正常大气式燃烧器那样在小火压力时稳定燃烧。
　简要结论　　1.无论从理论分析及实测数据都表明，红外线燃烧器具具有热效率高，烟气中有害物比较少的优点。尤其对实际生活上使用的旧锅则更是如此(如前所述旧新锅对比，其热效率提高约15%)，因此具有很明显的节能效益。　　2.调节范围较大气式燃烧器低是这种燃烧器的缺点，但如果设计合理可以达到4∶1甚至5∶1当辐射板气流阻力、导热系数等与引射器匹配时，能够保证红外线燃烧器正常工作，采取必要措施可避免调节范围小的缺陷而用于民用炊事灶。　　3.虽然目前市场商红外线灶多数不合格，但也有些厂家在精心制造的条件下达到了炊事要求，符合标准中主要指标。从另一方面来讲，有些指标不宜用大气式灶的标准去要求红外线灶。为此，建议制定红外线家用炊事灶的国家标准，以控制不合格灶的生产和促进红外线炊事灶的发展，这样可以预计得到节约能源、降低污染的效果。　　4.红外线燃烧器火孔向上，易受阻塞，在应用中由于温度高，能把部分有机物烧掉，但厂家应考虑清洗问题。引言　　自从德国工程师本生于1855年发明本生灯以来，绝大多数的民用炊事灶具都采用具有本生火焰的大气式燃烧器。红外线辐射燃烧器是从用于辐射采暖开始的，少量烤箱灶有时也采用红外辐射燃烧器。70年代在北京、天津曾在65型灶上装上红外线辐射燃烧器，后因效果不好而放弃。80年代吉林生产的单眼红外线灶在东北地区畅销。目前已有许多厂家生产带红外线辐射器的家用燃气灶。但是，多数厂家生产的这种产品性能不过关，烟气中一氧化碳含量超标。为了进一步通过试验分析这种燃烧器用于家庭炊事的性能，我们选择了性能好的正式产品，经过系列实验，根据实验数据及有关国外资料提出我们的观点，供有关同志参考，不当之处望指正。　　一、大气式燃烧器存在的问题　　引射型大气式燃烧器结构简单，操作方便，调节范围宽，特别适用于家庭炊事，故长期受到广泛使用。但是，热效率较低，烟气中NOX含量相对较高，火焰分散是是这种燃烧器不易克服的缺点。　　传统的带有本生火焰的大气式燃烧器主要是通过本生火焰将燃气中的化学能通过燃烧反应转化成热能，并加热燃烧产物(烟气)，高温烟气与被力口热物体接触，主要以对流传热方式将热量传递到被加热物体。本生火焰的温度分布图见图1。　　大气式燃烧器除了有适当的一次空气外，尚需有足够的二次空气，才能保证完全燃烧。为此有很多热量消耗在二次空气加热上。这种热损失难以降低，热效率也就不易提高。　　二、红外线辐射燃烧器(陶瓷板)工作原理　　众所周知，辐射传热量与换热物体间绝对温度四次方的差值成正比，当辐射表面与锅底受热面比较接近时，必然比单独对流热传递的传热效果好。为此，开发一种引射型红外线辐射燃烧器，首先利用引射器吸入相当量的空气(其一次空气系数α=1.05以上)，燃气空气混合物在陶瓷板的各火道中燃烧(不需要二次空气)，燃烧反应产生的热量除加热烟气外，还加热火道，使陶瓷板辐射表面温度达800～900℃，甚至更高,放出波长约2～4微米的热射线(见图2)。　　1.火道内温度分布　　燃气空气混合物(具有热负荷为Q的能量)进入火道后，被火道壁加热，当温度升高到其着火温度后，产生燃烧反应，放出热量，使截面2温度达到tn。由于截面1向外辐射热量，温度有所降低，可达tT。截面3因火道热阻及受温度低的燃气空气混合物冲刷，温度为tO。　　2.燃烧火道的热平衡　　当红外线辐射燃烧器工作稳定后，不计头部向空气散热，燃气空气混合物在火道中吸收的热量为q燃烧反应放出的热量为Q(即热负荷)，故总热量为Q十q。这些热量分别流向三个方向，首先加热火道，此热量又被燃气空气混合物吸收(q)；其余的热量(Q)中以辐射传热方式放出的热量为QT；最后的热量加热烟气，使其温度达到tf，这部分热量为Qf。故在稳定状态下，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Q=QT+Qf　　QT大小取决于tT，这时可根据Q与QT，计算出烟气温度tf。通过试验证实，tT=800～950℃，tf≈℃　　三、红外线辐射燃烧器的特点　　综合以上分析，红外线燃烧器与大气式燃烧器有很大区别，其特点如下：　　1.以两种传热方式放热：这种燃烧器不是把所有热量都用来加热烟气，而是用接近一半左右的热量加热火道，使火道壁表面温度tT≥800℃，通过辐射表面1向外辐射热量，另一部分的热量加热烟气，仍以对流方式加热物体。　　2-tr≈800～950℃，发出波长约2.4～2.7微米的热射线，故称为红外线辐射燃烧器。　　3.全一次预混空气，燃烧完全，烟气中一氧化碳含量低。同时因燃烧温度不高，也可降低烟气中NOX含量。　　4.由于有两种传热方式，从而不必加热过量的二次空气，故热效率高于大气式燃烧器。　　5.调节范围较大气式燃烧器小。表现1).熄火压力比大气式燃烧器稍高，由于辐射板面积较大，在1/10额定压力以下燃烧普遍不太稳定；2).压力过高时可能产生回火。　　6.引射型红外线辐射燃烧器必须保证吸入的空气量高于理论空气需要量，否则，虽然不会产生黄焰或结碳，但烟气中CO含量超标。　　四、国外家用燃气灶采用红外线燃烧气概况　　根据目前看到的有关资料与实物有两种情况。家用灶中的烤箱有采用红外线燃烧器，例如日本的系列家用灶中，在中间的小烤箱的上面使用了辐射面向下的红外线燃烧器。其次从美国燃气研究所GRI的研究报告中，可看出他们于1982年起开时研究将红外线用于家庭及商业炊事上的问题。经过数年研究及实测，他们开发一种IR-Jet(红外辐射加射流)燃烧器(见图3)。　　　　　　　　　　　　　　　　图3　IR-Jet燃烧器　　IR-Jet燃烧器是在陶瓷辐射板上加一块耐热的玻璃板，该板上开九个孔。热烟气可以从此九孔中射出，形成热气流以对流传热方式加热锅底，辐射热也可通过玻璃板向锅底传热。由于有两种传热方式，并且避免加热过量二次空气，故热效率有所提高，根据1984年的实验资料，IR-Jet与大气式燃气灶热效率对比，其数据入下表
热负荷（Btu/h）
大气式灶热效率（％）
<FONT color=#2（2989瓦）
<FONT color=#2（937瓦）
<FONT color=#2（498瓦）
热负荷（Btu/时）
红外线灶热效率（％）
<FONT color=#2（1964瓦）
<FONT color=#2（1202瓦）
<FONT color=#2（762瓦）
55　　陶瓷板表面温度(辐射面1)可达1500oF(816℃)，燃气空气混合物入火道口温度为300oF(149℃)。根据最近GRI的资料报导，已开发两种IR-Jet灶，热负荷分别为7500Btu/h(2198W)和15000Btu/h(4396W)。前者称为家庭炊事灶；后者称为高负荷民用灶及轻负荷商业炊事灶。热效率可达66%，调节范围为1∶5。　　五、对国内典型红外线灶实验结果　　在送检的样品中，选取带有红外线辐射燃烧器并且效果较好的几种灶进行系列实验，从而论证红外线辐射燃烧器是否适用于民用炊事灶。　　(一).红外线灶COα=1含量与灶前压力关系　　1."白云"牌JZT2-91C型红外线灶右火眼：　　该眼热负荷为3092W，额定压力2000Pa，使用管道天然气进行实验，在各种不同压力下用南京产KM-9003燃烧效率分析仪测试其烟气中CO含量，并同时在燃烧器头部取样，用日本岛津公司产POT-101型测氧仪测试燃气空气混合物中氧含量，根据以下公式计算出一次空气系数α值。　　　　式中：VO——理论空气需要量(m3/m3)；通过分析燃气成分计算而得，VO=10.71　　　　　O2m——燃气空气混合物中氧含量(%)；　　　　　O2——燃气中的氧含量(%)(O2=0)。　　测试结果列表如下：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZT2-821型红外线灶右眼：　　该眼热负荷为2976W，额定压力为2000Pa，使用管道天然气，测试方法同上，得出以下数据：
压力（Pa）
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　COα=1(ppm)
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<FONT color=#2　　由以上两组数据可以看出：　　1.红外线灶只要精心设计.加工良好，其燃烧比较完全，在额定负荷下，烟气中一氧化碳含量很低，并有一定的调节范围；　　2.随着使用压力降低，燃气空气混合物中氧含量减少，α值逐步减小，烟气中一氧化碳含量增加，尤其在较低压力并且α＜1时。　　(二).红外线灶热效率测试结果　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气，很据其额定热负荷，选Φ26锅在不同使用压力下进行测试，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：　　额定压力3000Pa，使用液化石油气。测试方法同上，结果如下：
压力（Pa）
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热负荷（W）
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热效率（％）
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　 　　　COα=1(％)
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<FONT color=#2　　由以上数据可看出，红外线辐射燃烧器可达到较高的热效率(远高于部颁CJ4-83所规定的55%要求)。　　这里必须提出注意的是，对于红外线灶具，测试用锅的新旧程度对其热效率测试有很大影响，由于它具有辐射传热，所以受加热体所吸收的辐射热和其本受热面的黑度有关，黑度越大，其吸收的辐射热越多。这在我们的试验中得到了充分证实。　　以上的"宇宙"牌JZY2-821型灶右眼红外线燃烧器在额定压力时，测得其热效率为62.1%，在相同条件下，用同尺寸的旧铝锅(锅底无积炭)测试，测得其热效率67.4%，相差达8.5%。我们又在"白云"牌JZT2-91C型和"宇宙"牌JZT2-821型右眼红外线燃烧器上做同样实验，结果发现新旧锅测得效率相差更大，前者为14.8%，后者为14.6％(旧锅相对新锅)。　　(三).辐射面表面温度与灶具压力关系　　用上海产WGG2-201型光学高温计，在不同压力下测试辐射面表面温度，其结果如下：　　1."白云"牌JZY2-91C红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上1.)
压力（Pa）
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板面温度℃
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<FONT color=#2　　2."宇宙"牌JZY2-821型红外线灶右眼：(额定热负荷及压力同上2.)
压力（Pa）
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板面温度℃
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<FONT color=#2　　从以上数据可看出，随使用压力的增加，板面温度升高。另外，通过实验可以看出，热负荷大体相同的红外线辐射燃烧器，板面温度愈高，辐射热量越大，其热效率愈高。　　(四)陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性　　在进行陶瓷板红外线辐射燃烧器的稳定性试验时，很少发现有脱火和离焰。产生脱火和离焰的条件是：使用燃烧速度较慢的气源(如天然气)，气源压力很高，所用多孔陶瓷板焰道直径很小。以上因素同时存在时才有可能出现脱火和离焰。　　大气式燃烧器回火大都发生在低于额定压力情况，我们在试验中未发现红外线灶在低于额定压力时燃烧发生回火。在所选的使用液化气和天然气红外线灶具中，在1.5倍额定压力以下也未发现回火情况。但是在选用的人工气红外线进行稳定性试验时，在坐锅状态下，压力升至1.8倍(即1800Pa)时，发生回火。另外，检测中心在检测其它红外线灶时，发现有个别灶在额定压力和低于额定压力时，燃烧正常，但在1.5倍额定压力做表面温度测试时，发生回火。可见，陶瓷板红外线辐射燃烧器发生回火与大气式不同，陶瓷板温度过高即在辐射板背面(截面3)tO处温度达到燃气空气混合物着火温度时，陶瓷板红外线辐射器才发生回火，这是其主要原因。随着辐射板温度升高，燃气空气混合物的预热温度升高，火焰传播速度加快，同时燃烧温度也升高，烟气向陶瓷板传热越强，在这一系列热平衡和动平衡进行的过程中，只要①某一点燃气与空气混合物的最小流速低于其法向火焰传播速度时；②截面3处tO温度达到混合物着火温度时，即发生回火。恨据煤气设计手册，当辐射表面温度超过1050℃时，tO可能超过燃气混合物着火温度，因此多孔陶瓷板表面热强度不允许过高。　　关于红外线辐射器小火试验，我们在"白云"牌和"三角"牌红外线灶上进行测试，发现当压力低于其额定压力的1/10时，燃烧开始不稳定，此时板面温度约400℃左右，表现在燃气空气混合物不能均匀流出陶瓷板各火道，各火孔火焰(蓝色)跳动不止，发出"劈卜"响声，不能够象正常大气式燃烧器那样在小火压力时稳定燃烧。
　简要结论　　1.无论从理论分析及实测数据都表明，红外线燃烧器具具有热效率高，烟气中有害物比较少的优点。尤其对实际生活上使用的旧锅则更是如此(如前所述旧新锅对比，其热效率提高约15%)，因此具有很明显的节能效益。　　2.调节范围较大气式燃烧器低是这种燃烧器的缺点，但如果设计合理可以达到4∶1甚至5∶1当辐射板气流阻力、导热系数等与引射器匹配时，能够保证红外线燃烧器正常工作，采取必要措施可避免调节范围小的缺陷而用于民用炊事灶。　　3.虽然目前市场商红外线灶多数不合格，但也有些厂家在精心制造的条件下达到了炊事要求，符合标准中主要指标。从另一方面来讲，有些指标不宜用大气式灶的标准去要求红外线灶。为此，建议制定红外线家用炊事灶的国家标准，以控制不合格灶的生产和促进红外线炊事灶的发展，这样可以预计得到节约能源、降低污染的效果。　　4.红外线燃烧器火孔向上，易受阻塞，在应用中由于温度高，能把部分有机物烧掉，但厂家应考虑清洗问题。
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