燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒的可行性研究

摘要 現大氣試中餐炒菜灶存在熱效率低、燃燒不完全、燃燒噪聲大等不足。按照中灶的自身特點及輻射傳熱理，若采用紅外線無焰燃燒可以大幅度提高其熱效率，減少有害物質的排 放。實驗證明了燃氣中餐炒菜灶用紅外線無焰燃燒燃燒是可行的。

0 引言

近年來，隨著旅游業的發展和人民生活方式的改變，在外就餐的人數與日俱增，新賓館、飯店不斷涌現。與之相適應，用于制作作炒菜的中餐炒菜灶的數量也在不斷增加。然而，目前絕大多數中餐灶的熱效率僅為20%左右，國家標準《中餐燃氣炒菜灶》中對熱效率也僅要求不小于20％，能源利用效率低。而且存在燃燒不完全、煙氣中有害物質含量較高、燃燒噪聲大等問題。隨著中餐炒菜灶數量的增多，研究如何提高中餐炒菜灶的熱效率、降低有害物質排放、改善廚師的工作環境，將具有十分重要的意義。

本文針對中餐炒菜灶的特點，通過理論分析和對樣機測試結果的分析，論述了燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒可行性。

1 中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒的可行性分析

與家用灶具相比，中餐炒菜灶有以下特點：主要適用尖低鍋；炒菜時一般僅使用鍋深1/3-2/3以下的部位，因此要求火力集中，鍋底局部熱強度高；為保證菜的鮮、嫩程度，加入菜后不明顯降低鍋的溫度，要求加熱速度快，具有較大熱負荷[1]。

目前，中餐炒菜灶絕大多數都是采用大氣式燃燒方式。由于這種燃燒方式只預混了燃燒所需的部分空氣，因此燃燒溫度、燃燒強度受到限制。大氣式燃燒主要以對流形式傳熱，而且過剩空氣系數較大(—般a＝1.3-1.8)，火焰較長。由于中餐炒菜灶要求熱負荷較大、鍋底的使用面積較小，采用大氣式燃燒不能進行有效換熱，大部分熱量隨煙氣損失掉，因而造成設備熱效率低。此外，當火焰與鍋底接觸時，將造成不完全燃燒，導致煙氣中有害物質Co含量的增加，在鍋底積碳等。

紅外線無焰燃燒是一種完全預混式無焰燃燒技術，具有過剩空氣系數較小(一般a=1.05-1.10)、燃燒速度快、燃燒完全、燃燒溫度高、燃燒噪聲低等特點。這種燃燒是以輻射和對流兩種形式傳熱，—般輻射熱量占總熱量的45—60%[2]。通過調整輻射面的形狀，可以達到定向加熱的目的，能夠滿足中餐炒菜灶火力集中、鍋底局部熱強度高的要求，有利于提高設備的熱效率。此外，由于紅外線具有一定的穿透能力[3]，可以穿透鍋底進行加熱，因而可以縮短加熱時間，這也是中餐炒菜灶所要求的。從理論上講中餐炒菜灶用紅外線無焰燃燒是可行的。

2 實驗臺的建立

2.1燃燒器設計參數

2.1.1氣源

采用液化石油氣，高熱值為：122284KJ／Nm3：低熱值為：113780KJ/Nm3：相對密度為：1．9542；華白數為：87475：額定壓力為3000Pa。

2.1.2 熱負荷

鑒于目前多數中餐炒菜灶的最大熱負荷在28kw左右，其熱效率為20%，采用紅外線無焰燃

燒后，熱效率會大幅度增加，按40%計算，額定熱負荷為14kw完全能夠滿足要求。

2．1．3燃燒器結構形式

輻射面采用多孔陶瓷板形式。按照傳熱理論，輻射面的形狀影響著輻射換熱量。在設計燃燒時，考慮到中餐炒菜灶主要適用尖底鍋的特點，將多孔陶瓷板分8塊以等腰梯形與水平面呈45o傾斜布置。為克服紅外線無餡燃燒熱負荷調節范圍小的缺點，燃燒器設置成雙引射器、兩環結構。內環熱負荷為4.652kw，外環熱負荷為6.978。燃燒器的結構示意圖見圖1。

2．1．4輔助燃燒器

目前研究結果證實

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