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随着天然气在中国的广泛应用和西气东输工程的大力开展,天然气的建设已经深入到我国的一些偏远地区。西藏第一座天然气站于2011年10月26日在拉萨市建成投产,天然气的应用正式在拉萨市全面展开。拉萨处于青藏高原,地理环境比较特殊,而以往我国在针对高海拔地区的燃气用具的研究和生产几乎没有。而按平原环境所设计的灶具在拉萨工作通常会出现热负荷降低,烟气中CO含量过高等问题。本课题通过实验研究和理论计算找出高海拔环境对民用灶具的具体影响因素,并针对灶具所出现的问题,提出几种改进建议,改善灶具在拉萨的工作状况。首先通过同一台嵌入式民用灶具在拉萨和重庆的对比性试验,发现普通灶具在拉萨以相同灶前压力运行时,灶具体积流量会增大,实测热负荷降低,烟气中CO含量升高很多,火焰温度降低,NOx含量降低,火孔燃气-空气混合气体流速增大,火焰长度变长,黄焰增多等。出现这些问题是因为大气压力的降低导致燃气密度的下降,而燃气密度的下降会使喷嘴燃气流速增大,体积流量增大,质量流量减少,从而引起一系列问题。针对灶具在拉萨所出现的问题提出了四种改进措施:增大灶前压力,增大喷嘴直径,扩大火孔直径,升高锅支架高度。分别用这四种改进方法进行灶具改造并通过实验测试其对灶具热工性能及燃烧火焰稳定性。研究表明增大灶前压力和扩大喷嘴直径都能有效的提升灶具的热负荷,但它们都会导致烟气中CO含量增大。值得注意的是,扩大喷嘴直径改变了灶具引射器的关键性截面,会使灶具的一次空气系数发生改变,当灶具一次空气系数变小时会使燃烧进一步恶化,火焰长度拉长,容易产生更多的CO。增大火孔直径使灶具火孔气体流速减小能抵消因大气压强的降低而增加的流速,维持灶具燃烧的稳定性,也能提高灶具的完全燃烧程度。而适当的提高锅支架高度能明显的减小烟气中CO含量。最后,通过将灶前压力从额定的2000Pa提高到3000Pa,火孔总面积从705.42mm2扩大到736.86mm2,火孔到锅底距离从35mm提高到41mm,使得改进后的灶具在拉萨的各项热工性能也达标。