[发明专利]一种沼气暖风机的燃烧器结构

说明书

 

技术领域

本发明属于热能动力工程中的热交换技术，具体是涉及一种沼气暖风机中的燃烧器装置。

背景技术

沼气燃烧，主要是沼气中的甲烷，在一定温度下与空气中的氧气发生作用，并发出大量的光和热。其反应式为：CH₄ + 2O₂ ---→ CO₂ + 2H₂0 + 热量，沼气中的其它成分，如一氧化碳、氢气、硫化氢等气体，在空气中也可以燃烧，但因含量低，在燃烧中不起主要作用。沼气燃烧应具备以下条件：⒈沼气中的可燃成分与空气中的氧气按一定比例混合并达到着火点（650～750℃）。⒉沼气能连续供应且气体流速小于火焰的传播速度（0.67米/秒）。⒊要达到稳定燃烧，沼气气压应大于80毫米水柱。

沼气燃烧最突出的特性是极易脱火。脱火就是燃烧时火焰离开火孔，以致完全熄灭的现象。这个特性是由它的主要成分甲烷和二氧化碳决定的。甲烷的燃烧速度很低，掺入二氧化碳后其燃烧速度更低。因为燃烧速度低，当从火孔出来的未燃气流速度大于燃烧速度时，沼气还没有来得及燃烧就跑掉了，从而形成脱火现象，这就是不能用其它气体的燃具来烧沼气的根本原因。

沼气燃烧是通过特殊的炉具和灯具进行的。在燃烧过程中，需要一定量的空气。如果空气过多，多余的空气会带走一部分热量，反之，如果空气太少，甲烷的燃烧就会不完全，不能发出最大的热量，使部分沼气损失掉。这两种情况都降低了沼气的利用率。因此，我们在利用沼气燃烧时一定要掌握好空气与沼气的混合比例。

对空气量的调节，一般是根据沼气燃烧时火焰的颜色及其形态来判断的。沼气完全燃烧时，火焰呈淡蓝色，最外层是白光。沼气压力较低，火焰长而飘动；压力较高，空气供应适量时，火焰猛而急，并发出呼呼的响声；如果燃烧时，有刺激性气味产生，或出现黑烟，是因为空气供应量过少，燃烧不完全所致；如果火焰呈黄色，短而不稳定，有时甚至熄灭，是因为沼气供应量少，空气供应量过大造成的。凡燃烧出现异常现象时，应立即调节空气或沼气供应量，使燃烧恢复正常。农村的沼气具有以上特点，也因此，沼气暖风机的燃烧器必须符合以上的特殊要求。

近几年来，发展沼气事业一直被国家当作改善农民生活环境，提高农民生活质量，促进农业生产结构调整的一件大事来抓，突出表现在我国畜禽养殖业的沼气化进程。专家预计，到2010年，我国每年畜禽废弃物产生量将达到45亿吨，如此大量的畜禽废弃物，管理和处理不当，就会成为重要的环境污染源。事实上，畜禽废弃物是一种良好的可再生有机资源，沼气化过程（通常指的厌氧消化）是解决畜禽废弃物的主要手段之一。这主要是因为厌氧消化的特点是物料处理过程中伴有能量产生（沼气）、余料可作生态肥料，并可有效去除致病菌等。终端气体产物即沼气，其主要成分是甲烷（约占60%）和二氧化碳（约占40%），消化得到的沼气是一种可实际利用的能源载体。因此，蕴藏着大量的养分和能量的沼气资源被有效综合利用，不仅可以遏制我国农村环境不断恶化的趋势，而且可以改善和解决农村能源问题，带来可观的经济效益，提高农民的收入，加快农村全面小康社会的建设进程。

2006年中央一号文件提出：“从2006年起，大幅度增加农村沼气建设投资规模，有条件的地方，要加快普及户用沼气，支持养殖场建设大中型沼气”。中国农业部有关负责人表示，2008 年中央追加投资加快发展，这使2008 年新增户用沼气超过500万户。随着中央投入力度的加大，全国范围内农村沼气发展迅速。据农业部测算，截至2007年底，农村户用沼气发展到2650万户，年产沼气102亿m³，相当于替代1600万吨标准煤，为农户直接增收节支130亿元；已建设各类养殖场沼气工程2.66 万处，其中大中型养殖场沼气工程1600多处。沼气因其清洁、高效、制备容易且原料充足等特点而备受农户的欢迎。沼气已成为农村新型的清洁能源。国务院常务会议2008年11月确定将农村沼气作为进一步扩大内需的措施之一。2009年中央一号文件再度锁定“三农”。其中明确表明将加快农村的沼气建设，增加农村沼气工程建设投资，扩大秸秆固化气化试点示范。过去每年沼气中央财政要投入20亿元，2009年在这个水平上要进一步提高，以使每年能解决400万到600万农民家庭使用沼气。