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随着国家城镇化的加速发展,国家对能源的需求更加迫切,在这种背景下,天然气需求高速增长,天然气供给和需求之间的差额日益增大,与此同时沼气行业快速发展可以有效的弥补天然气供需之间的差额。沼气规模可大可小,应用灵活方便,随着国家小城镇化的加快发展,供暖形式的转变以及南方地区对供暖的需求,以沼气为气源的燃气壁挂锅炉供暖系统有广阔的发展空间。该种供暖系统以单户为单位,可以实现分户计量,非常适合住宅及别墅使用。然而在国内沼气壁挂炉的研发几乎为零,本文对沼气壁挂锅炉燃烧器进行了重点研究,致力于获得合理的燃烧器尺寸,为此主要进行了一下工作。燃烧器的设计计算,包括燃气基本参数计算,燃烧器进、排气参数计算,燃烧器结构计算。设计燃烧器气源为70%(体积含量)的重庆天然气和30%(体积含量)的CO2混合来模拟沼气,经计算得到燃烧器理论空气量为6.7(Nm3干空气/Nm3干燃气),燃烧器理论烟气量为7.8(Nm3干空气/Nm3干燃气),燃烧热量温度为1920.53℃,喷嘴孔径为2.4mm,引射器为大气式喉部直径为13.5mm,燃烧器的火孔面积为4600mm2。对设计燃烧器进行CFD模拟研究,利用Fluent软件模拟了喷嘴孔径和沼气成分对燃烧器引射器的燃气进口压力及预混效果的影响,以确定合理的引射器尺寸。模拟结果显示当沼气和空气的质量流量一定时,随着燃烧器喷嘴孔径的增加,燃气进口压力逐渐下降,当喷嘴孔径为2.4mm时引射器沼气和空气预混效果最好。当沼气和空气的质量流量以及喷嘴孔径一定时,沼气成分变化对引射器的燃气入口压力和沼气和空气预混效果影响较小。对设计燃烧器进行实验研究,主要研究沼气成分和压力变化对燃烧器一次空气系数、燃烧火焰状态、燃烧器热负荷、燃烧器热效率和烟气成分的影响。实验结果显示随着沼气中甲烷含量的增加燃烧器一次空气系数不断降低,但始终在允许的范围之内,火焰变长变暗最后出现黄焰,燃烧器热负荷逐渐增加,热效率先增加后降低,热效率最高时的甲烷含量为70%,最后得出燃烧器对沼气成分变化的适应范围为55%~82%。当沼气压力从800Pa逐渐增加到2400Pa时,燃烧器的一次空气系数变化不大,火焰由长变短、由暗变亮,没有出现脱火和回火现象,燃烧器的热负荷逐渐增加,热效率逐渐下降,最后得到设计燃烧器对沼气压力的适应范围为1250Pa~2400Pa。