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摘要：气体燃料资源的利用,促成了人们新的燃料革命,燃气资源广泛应用的一个重要作用,是促使了厨房烹饪方式的发展和进步,这使得现代灶具产品应运而生。在今天,灶具早已是人们厨房烹饪生活中不可或缺的重要器具。燃烧技术作为灶具产品的核心技术，本文对燃烧技术在灶具产品中的应用及发展进行了探讨。
关键词：燃烧技术；灶具产品；应用；发展
引言：随着国家节能减排政策的逐步升级,家用燃气灶的燃烧技术也需同步不断升级,需要在原来基础上能效(热效率)更高,同时废气排放量更少。各个燃气具生产制造企业也在挖空心思,加大对燃气燃烧器的研制,不断的改进和提升燃烧性能。
一、传统燃烧技术
传统的预混大气式燃烧技术热效率相对较低，NOx等有害物质排放相对较高。大气式燃烧技术换热方式主要为对流换热，其换热面积与换热时间有限，热损失较大；另外，为了使负荷调节范围大、火焰稳定，大气式燃烧的预混空气量一般为理论空气需要量的50―60%，为了使燃气燃烧完全，需供给大量二次空气，就导致烟气量大，热损失高，由于上述原因，部分预混大气式燃烧方式热效率通常较低。同时，由于部分预混大气式燃烧形成的本生火焰，燃烧区温度分布不均匀，存在局部高温，不仅生成热力型NOx，还生成快速型NOx，故NOx排放较高。特别是在追求低CO排放时，NOx排放会更高。因此，部分预混大气式燃烧技术难以兼顾高热效率与低排放的目标。
二、新型燃烧技术
1.鼓风燃烧技术
大气式燃烧的特点是根据高速燃气靠负压引射一次空气,其引射的一次空气不能提供燃烧所需要的全部空气,必须有充足的二次空气,意即必须有充足的二次空气补充面积,这就需要大气式燃烧器必须具备较大的二次空气补充量,以致燃烧器本身比较笨重,这在民用燃气灶实现上是不现实的。据此推理,靠自然引风的引射能力(燃气额定压力已经固定)不能达到燃烧完全、燃烧温度高、换热能力强的燃烧状况,这必须靠外界助氧来补充或弥补燃烧所需要的全部空气。而此种条件下,便诞生了鼓风燃烧。鼓风燃烧的实现方式：空气采用机械送风,燃气与空气两股气流或平行,或同心,或环绕,或斜交的喷出口混合燃烧。高压压缩空气由喷嘴喷出,用其喷射所需具有的能量引射低压燃气,经混合管混合后,再送火孔燃烧。在燃气与和空气的混合装置中,使用煤气管三通接头,混合管几乎都用煤气管制作,压缩空气从喷嘴喷出时引射燃气,这样,进入混合管里的燃气,远比靠煤气本身压力流出的要多，这样燃烧效率更高。
2.聚能燃烧技术。所谓的“聚能燃烧技术”是采用全预混燃烧方式，全预混燃烧是通过引射作用将燃烧所需的空气全部吸入燃烧器腔内，并与燃气充分的混合后再进行燃烧的技术。之所以聚能燃烧是一种全新的节能且有效降低有害物质排放的燃烧方式，是因为其在工作中具有传统预混大气燃烧所不具备的优势。首先，聚能燃烧技术采用全预混燃烧方式，一次空气系数高，燃烧充分且过剩空气少。它在燃烧反应发生前已引射足够量的助燃空气，并充分混合均匀，能在较低过剩空气系数（通常α=1.05―1.30）下达到完全燃烧，由于其高温烟气量少，燃烧时由烟气带走的热量也少，因此热效率高；而部分预混燃烧时，一次空气系数为0.6左右，在一次火焰外仍需补充大量空气进行二次燃烧，为保证燃烧充分，过剩空气系数较高（通常α=1.6―2.0），高温烟气量较多，通过烟气带走大量的热量，造成热量损失，热效率相对较低。其次，聚能燃烧是完全预混的无焰燃烧，其可见光弱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆聚能燃烧按照稳定的空―燃混合比在火道内瞬间完成，在火孔外只有已经过一次换热的较高温烟气流向锅底进行换热，而没有燃烧反映过程，因而是完全预混的无焰燃烧，只有很少一部分热量转化为可见光。第三，在换热方面，聚能燃烧技术采用多级混合换热的方式，且以辐射换热为主。在这项技术中，聚能燃烧器既是燃烧器也是换热器，由于它是一次完全预混燃烧又是预热火焰，因此具有燃烧速度快、火焰短的特点，燃烧完全在金属发热体的内部进行，高温的燃烧产物与金属发热体孔壁之间进行强烈的对流换热，将金属发热体迅速的加热到850―950℃，激发高能红外光，向锅体辐射，同时，由于燃烧器火道表面积大，一次换热量较高，通过金属蜂窝体过渡对锅的辐射热量可以达到总换热量的55―60%，另外，聚能燃烧器火孔率高，对流换热时间相对较长，使之热效率相对较高。第四，聚能燃烧的抛物球聚焦反射热量，有效减少了热损失。第五，聚能燃烧采用了催化燃烧方式，催化剂能将燃烧产生的CO、HC等有害气体通过氧化和还原作用转化为无害物质，从而降低了有害气体的排放。
三、燃烧技术在灶具产品中的应用
燃烧器的技术构成上表现为:气路设计、炉头设计、燃烧指标等。燃烧技术的核心设计是燃烧器,燃烧器中运用广泛的重要部件是引射管,引射管呈现一定的结构特征,利用燃气的动能,带动周围的空气,缓冲并混合,为炉头燃气燃烧提供有利条件。分火器将燃气分成若干燃烧通路,一般多为中心火、外环火同步燃烧方式,以达到整体均匀加热的目的。其次,燃烧盘或火盖、火孔等处于燃烧的工作部位,依靠燃气的流动性,呈现特定的喷射轨迹,并充分接触空气,实现完全燃烧,其设计方式决定了火焰的形状、质感、加热效率。随着产品技术的进步,燃气与空气预混技术愈加成熟,上述关键燃烧部件的改进也呈现多样性,如燃气混合腔体的结构及位置的灵活化、火盖及火孔的外观、结构变化,以至整个燃烧器的技术设计思路及其对应的燃烧方式,均有不同程度的巧妙之处。
燃烧技术的一个重要进步在于安全燃烧的革新,由于燃气易燃、易爆等特性,安全燃烧成为提高产品功能的重要举措。燃气管道电磁开关阀、热电偶或离子熄火保护技术等的运用,有效提高了燃烧技术中对故障情况的处理能力。同时,电子点火技术的广泛运用,是燃烧技术一个重要补充。
燃烧技术的另外一个重要进步,是结构上提高燃烧工况如点火、传火的顺畅性和火焰的匀称性,以及消除离火、回火、黄焰、黑烟等不良现象。同时,对燃烧噪音、CO浓度、NOx浓度、器件温升、热流量、热效率大小等关键项目,做出量化规定,并形成国家标准,成为众多厂商的产品质量执行依据。
四、燃烧技术在灶具产品中的应用及发展方向
灶具的清洁卫生、安全可靠一直是家庭主妇们头疼的问题,因此洁净燃烧、安全燃烧是灶具产品发展趋势。灶具实际使用时,燃烧过程中如何避免黑烟、析碳现象的出现,对燃烧方式及燃烧器创新设计提出新的要求,而降低烟气如CO、NOx含量指标,同样符合洁净燃烧的新型理念;其次,燃烧噪音问题,以及燃烧过程中灶具器件温升,具有一定的安全隐患,易形成面板炸裂、烫伤等事故。因此,燃烧技术的未来发展方向,必然包含着这些方面的考虑因素。
五、结束语
为了能有效改进和提升燃烧性能，相关技术人员对燃烧技术需要不断创新和改进，对灶具产品不断创新，研发安全可靠、节能环保的重要器具，促使了厨房烹饪方式的发展和进步。
参考文献：
[1]董利，李瑞扬.炉内空气分级降低NOx燃烧技术[J].电站系统工程，2003，19（6）：47～49;
[2]岑可法，姚强，骆仲泱等.燃烧理论与污染控制[M].北京：机械工业出版社，2004.
论文作者:谭泳龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/17
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