沼气灯的结构及原理是什么

沼气灯的结构及原理是什么 沼气灯是把沼气的化学能转变成光能的一种燃烧装置 。它和沼气灶具一样，是广大农村沼气用户重要的沼气用具。特别是在偏僻、边远的无电力供应的地区，用沼气进行照明，其优越性尤为显著。它还可以用于大棚蔬菜，提供光照、热能和二氧化碳，有助于增产。沼气灯耗气量少，只相当于炊事沼气用气量的1/5,1/6,每天做饭剩余的少量沼气都可用来点灯，使用方便、灵活。如果制造和使用得当，一盏沼气灯的照明度可相当于60/100瓦白炽电灯。 一、沼气灯结构 沼气灯有喷嘴、引射器、泥头、纱罩、玻璃灯罩、反光罩等主要部分组成。 (一) 喷嘴和引射器 喷嘴、引射器的作用与沼气灶具的原理、作用相同。为简化结构，引射器做成直圆柱管，与喷嘴用螺纹直接连接，在喷嘴上可转动自如。在离喷嘴不远的引射器上对开两个圆孔，作为一次空气进风口。一次空气进量的多少，可通过转动引射器并调节喷嘴至一次空气口的距离来实现。喷嘴的喷孔很小，一般在1毫米左右，故极易堵塞和锈塞。喷孔局部应嵌铜或不易生锈的金属。沼气进入前，最好用68,77目/厘米?的铜丝网或不锈钢丝网过滤，滤去杂质。 (二) 泥头 相当于沼气灶的头部，上面安装着纱罩。她是耐火制成的，端部开有很多小孔，起均匀分配流和缓冲压力的作用，与相邻部件采用螺纹连接，以便损坏时更换。更换时将泥头脚在铁心上旋紧之后，再稍稍往回旋一点(但不能太松，以免跌落)，使泥脚与铁心有一点宽松余地，使用时泥脚不会因铁心受热膨胀而胀裂。 (三) 纱罩 是发光元件，由苎麻、植物纤细、人造丝混合制成，然后以氧化钼和氧化镁等溶液浸渍处理而成。 (四) 反光罩 又称聚光罩，用来安装玻璃罩并聚集光线。一般用白搪瓷或铝板制成。 (五) 玻璃灯罩 用耐高温玻璃制成，用来防风和保护纱罩，并起到补充二次空气的作用。 二、沼气灯工作原理 沼气灯燃烧属于无焰燃烧。当沼气比较小的喷嘴以较高的压水喷出时，借喷入时的能量吸入所需空气。在混合管内进行充分混合，然后从泥头上的许多小孔喷出燃烧，燃烧时，可见极短的清晰的蓝色火焰。如果在泥头上套上预先浸有硝酸钍溶液的纱罩，它在高温下氧化成氧化钍，从而产生强烈的白光。 三、沼气灯的使用 有了性能好的沼气灯，能否用较少的沼气获得最佳的照明效果，在使用中还要注意以下几点: (1) 由于沼气灯的纱罩、玻璃罩极易损坏，因此沼气灯应悬挂在不易碰撞的地方。 (2) 新灯使用前，应在不安纱罩的情况下进行试烧。如果火苗呈蓝色、短而有力，均匀从泥头小孔中喷出，且稍伴有刷刷的气流声，燃烧稳定，无脱火、回火等现象，说明该灯性能良好，可安上纱罩只用。 (3) 新纱罩初次点燃时，压力应稍高(即大于正常使用压力)，以便有足够的气量将纱罩吹烧成球形。纱罩已燃烧的旧灯，启动时压力徐徐上升，以免冲破纱罩。 (4) 点灯应先点火后开气，待压力升至一定高度燃烧稳定、高度正常后，可稍降低压力，以节省沼气。点灯时，若久不发亮，可反复调整一次空气，用嘴轻吹纱罩，可使燃烧正常，灯光发白。 用于建设沼气的产品一般常用的有沼气灶、沼气灯、沼气压力表、沼气开关、直通、三通、输气导管，除此之外，还有沼气灯电子点火器、沼气气水分离器、沼气脱硫器、沼气热水器、沼气饭锅等。 (一)输气导管 输气导管是保证沼气池生产的沼气能顺利地送到沼气灶或沼气灯去燃烧。对沼气输气管的主要质量要求是能够承受10kpa (1000毫米水柱)的压力不泄漏、耐老化、抗拉伸。所以，使用的沼气输气管应选择质量合格的塑料输气管。 安装前，要检查输气管是否漏气，尤其是埋地输气管必须检查。 检查方法:将管子放在水中，堵住管口的一端，用打气筒向另一端打气或吹气，观察管子的周围有无气泡冒出。如无气泡，则输气管不漏气。发之则漏气。输气管内径的大小，要根据沼气池的容积，用气距离和用途来决定。如沼气池容积大，用气量大、用气距离较远则输气导管的内径应当大一些。一般农户使用的沼气池输气导管的内径以8-10毫米为宜。内径小于8毫米不能使用。用于动力的大沼气池，由于耗气量较大，输气导管内径应在20毫米以上。 暴露在室外的塑料(或橡胶)输气导管，由于日晒雨淋，时间长了，就会老化破裂。在输气管外面套上塑料硬管(或竹管)可延长使用寿命。埋地敷设的输气导管也可在外面套上塑料管、铁管或砖砌沟槽。输气管走向要合理。要有坡度，朝沼气方向倾斜0.05%,而且最好长度越短越好，过长的管子要截掉，不要盘成圈，挂在墙上或其他地方，这样等于增长管道距离而使沼气压力损失增大。不允许使用再生塑料管作为输气管。 (二)开关 开关的作用是开通或关闭沼气输送通道，同时可调节沼气流量的大小。它是输气管道上的重要部件，必须坚固、严密、启闭迅速、灵活、检修方便。开关的材料分为塑料和金属两大类。 塑料开关通常采用压输气管的压紧程度来控制沼气流量，完全将输气管压死，是关的状态、输气管完全松开，是开的状态，也是沼气输送量最大的状态。由于沼气输气管不容易压紧，通常采用乳胶管，但是，乳胶管不耐腐蚀，又易老化，使用几个月，就出现开裂，粘连等现象，有可能漏气，不安全。塑料开关还有以下毛病: 1. 容易磨损，2. 密封不3. 好，4. 导致漏气，5. 加工较粗遭, 内孔常有毛疵，6. 导致沼气压力损失增大，7. 流量减少;8. 开关手柄太紧，9. 不便于操作。 由于以上原因，塑料开关已逐渐被金属开关所代替。金属开关可用钢、铜、铝等材料制作。利用带开孔的圆锥行塞蕊或球蕊的转动来启闭，操作简单，动作迅速。在选用这些开关时，应选旋塞孔径大于6毫米，同时要求旋塞的孔进与进出口同心，开关开启时，手感应灵活自如。 每个灶或灯具前装一个开关是比较合理、安全的。有的用户在导气管后装总开关，管道分叉处都装开关，这种做法完全不必要。每多装一个开关，不仅多花钱，而且开关与输气管接头越多，输气管漏气的机会就越多，同时，沼气压力损失也越大，容易造成沼气的灶前压力达不到灶具的设计要求，会影响点火，降低灶具的热效率和热流量，达不到沼气应有的使用效果。 (三)压力表 压力表是观察沼气池内大概有多少沼气的指示仪表，目前，农户使用的压力表大部分是U型玻璃管式液位压力表，这种压力表结构简单，使用灵敏高，价格低廉，但玻璃管在运输中易破碎，使用一段时间后，由于温度的变化造成示值不准，刻度模糊不易读数，当沼气池压力快速增高的情况下，U型压力表的液体会被冲走，如果未及时处理，则易发生安全事故。目前已逐步使用的膜盒式压力表，由于体积小，外观美观、轻便、灵敏度高，迅速替代U型压力表，与此同时一种新型的玻璃直管压力表也已面市，这种玻璃直管压力表体积小，耐腐蚀，读数直观。 压力表的主要作用是检验沼气池和输气管道是否漏气，另一个作用是用气时可根据压力大小来调节流量，使灶具在最佳条件下工作，但检验沼气池是否漏气只能用U型压力表不能使用膜盒压力表。 压力表正确的安装位置应在输气管路上灶前开关与沼气灶之间。这样安装开关开大，压力上升，开关关小，压力下降，便于看表掌握灶具的工作情况。同时，在使用时，要尽可能的控制灶具的使用压力，使其在设计压力左右，特别不宜过分超压运行，以免压力太大，火跑出锅外，浪费沼气。 注意:沼气池内沼气多时，压力表指示达到表压极限值10kpa,此时应尽快使用沼气，保护压力表和沼气池，避免发生表 被憋坏或沼气池密封盖被冲离，胀压坏池壁事故。 (四)气水分离器 目前使用较多的是重力式气水分离器。其分离器原理是:沼气池产的沼气由气水分离器进口管，进入管体后，因器体截面积远远大于进口管截面积，致使沼气流速突然下降，由于水与气的比重不一样，造成水滴下降速度大于气流上升速度，水下沉到器底，沼气上升从出口管输出。 如果没有气水分离器，沼气灶具燃烧时输气管里会有水泡声，沼气灶的火焰会匆高匆低，象喘气一样，沼气灯经常一闪一闪。出现这些情况的原因是沼气中的水蒸汽在管内凝积或在大出料时因造成负压，将压力表内的水倒吸入输气管内，严重时，灶、灯具会点不着火。如安装了气水分离器就可以解决这个问题。气水分离器应安装在输气管最低处。 (五)脱硫器 沼气中含有一定数量的硫化氢，硫化氢是一种酸性气体，对管道、开关阀门、仪表等设备均有腐蚀性，对家用电器也有腐蚀作用。为保证正常供气，延长设备的使用寿命，在输气管路中必须安装脱硫器。 脱硫器的方法有湿法和干法脱硫两种，干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠、造价低等优点，并能达到较好的净化效果。目前家用沼气脱硫器基本上采用这种方法。 干法脱硫剂有活性炭、氧化锌、氧化锰、分子筛及氧化铁等。从运转时间，使用温度、公害、价格、等因素综合考虑，目前采用最多的脱硫剂是氧化铁(Fe2O3)。 脱硫器使用一段时间后，脱硫器内的脱硫剂会变黑，失去活性，脱硫效果降低，也可能板结，增加沼气输送阻力，严重时，沼气会被阻塞不能通过。此时，必须将脱硫剂进行再生。再生的方法:是将失活的脱硫剂取出，均匀疏松地堆放在平整、干净、背阳、通风的场地上，经常翻动脱硫剂，使其与空气充分接触氧化再生。当脱硫剂中水分含量低时，可均匀喷撒稀碱液，以加速再生速度，缩短再生时间，一般经过1个月左右，可装入脱硫器内继续使用。脱硫剂可以再生1~2次。注意，沼气池换料时，必 须将脱硫器前的开关关闭，禁止空气通过脱硫器，因为，沼气池换料时，通过输气管到脱硫器的气体已不是沼气，而是含有氧气的气体，一旦直接通入脱硫器，脱硫剂发生化学反应，温度急剧升高，会损坏脱硫器塑料外壳，而导致脱硫器不能使用。 (六)沼气灶 1.沼气灶的组成 我们使用的沼气灶是大气式燃烧方式的沼气灶，大气式沼气灶主要由喷嘴、总成、空气调节板、引射器和燃烧头部五个部分组成。 喷嘴的作用是输送燃烧所需的沼气，控制沼气流量(即负荷)。喷嘴的口径由大到小逐渐收缩，是把沼气的静压转化为动能的关键零件，并在喷出沼气的同时带进一次空气。喷嘴一般用铜制成，加工精度较高，喷嘴设计和加工工艺的好坏直接影响燃烧器的性能和使用效果。喷嘴通常固定在总成上。 总成的作用是操作沼气的开启与关闭、控制沼气的流量、压力及大小的转移、总成上装有自动点火装置，是点火与流量调节的重要零件。 总成的外壳一般为铝铸造，中心有一个铜制的圆锥体，圆锥体上有二个孔，一个Φ5、Φ0.5，当旋扭带动圆锥体旋转将大孔堵死时，沼气只能通过小孔进入头部燃烧即中心小火燃烧，正常使用时中心小火或大火同时燃烧。 空气调节板的作用是根据沼气的流量，压力的变化，沼气热值的大小调节一次空气量(一次空气系数aˊ)在使用过程中，千万不能把空气调节板关闭，否则，大气式燃烧就变成扩散式燃烧(一次空气系数aˊ=0)扩散式燃烧存在以下缺点: (1)燃烧很不完全，燃烧烟气中CO含量较高。既浪费了沼气，污染了环境，又危害人体健康。 (2)燃烧温度很低，火焰温度一般只有300?—400?，而大气式燃烧温度可达1000?以上。 (3)火焰虚，轻飘无力和烧柴火草一样。看起来好象火焰很大、很高，但实际都是一些温度不高的虚焰、轻飘的跑出锅外，损失大量的热量。 (4)热效率低。据测定，扩散式燃烧热效率只有50%甚至更低。 引射器的作用是依靠喷嘴喷出的沼气带进一定数量的空气，同时使沼气和空气均匀混合，并且使混合气体在燃烧器头部的出气孔形成必要的速度，以保证燃烧的稳定工作。 燃烧头部的作用是使沼气和空气的混合气体均匀地分布到各个火孔，进行稳定和完全燃烧。 载自