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沼气池的修建与调试

时间:2024-11-16 百科知识 版权反馈
【摘要】:池的修建包括池坑开挖、沼气池池体、修建沼气池密封层施工等三大部分工程。砖砌沼气池和砖混沼气池的放线直径以主池直径2倍池墙厚度为直径画圆,同时也划出进、出料口的轮廓线。中心十字定位桩是建池施工的基准。流沙地基开挖后,池坑底标高不得低于地下水位0.5米。

一、沼气池的修建与调试

目前我国农村常用的水压式沼气池结构有砖砌沼气池、砖砌玻璃钢拱盖沼气池;砖混沼气池、砖混玻璃钢拱盖沼气池;混凝土大板预制件沼气池;混凝土整体浇筑沼气池和全玻璃钢沼气池等五大类型。农村户用沼气工程实景如(图9-1)所示。

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图9-1 农村户用沼气工程实景

本节重点介绍点盖式圆筒形水压式沼气池的修建与调试。

池的修建包括池坑开挖、沼气池池体(包括池底、池墙、圈梁、池盖及进、出料口等)、修建沼气池密封层(第一密封层、第二密封层)施工等三大部分工程。池坑开挖实景如(图9-2)所示;池墙砌筑实景如(图9-3)所示;圈梁实景如(图9-4)所示;漂砖砌拱实景如(图9-5)所示;砖砌拱盖实景如(图9-6)所示;刷浆防漏实景如(图9-7)所示。

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图9-2 池坑开挖

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图9-3 池墙砌筑

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图9-4 圈梁

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图9-5 漂砖砌筑

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图9-6 砖砌拱盖

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图9-7 刷浆密封

1.沼气池坑开挖

施工工序为放线、打定位桩、土方开挖、特殊地基处理。

(l)放线先平整建池场地,再按1∶l的比例把沼气池的外轮廓线放于场地确定的位置,并确定主池中心点。砖砌沼气池和砖混沼气池的放线直径以主池直径2倍池墙厚度为直径画圆,同时也划出进、出料口的轮廓线。砖砌玻璃钢拱盖沼气池和砖混玻璃钢拱盖沼气池的放线直径以玻璃钢盖内径尺寸加。0.26~0.28米为直径画圆。

(2)打定位桩

在轮廓线1米外四角打下中心十字定位桩。中心十字定位桩是建池施工的基准。在牢靠的地方打上地平标高(±0.0001米)基准点,地平标高基准用以校验池坑挖掘深度及回填土厚度。中心十字定位桩及标高基准点标记应固定不变。

(3)土方开挖

由中心向四周挖,并随时测量池坑的标高及水平尺寸,不要超挖,尽量不要搅动原土,不准在坑沿堆放重物和弃土。如遇到地下水,应采取引水沟和集水井等排水措施,及时将积水排除,引离施工现场;做到快挖快建,避免暴雨侵袭。池坑土方开挖如(图9-8)所示。

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图9-8 池坑土方开挖

(4)特殊地基处理

①淤泥。淤泥地基开挖后,应先用大块石压实,再用炉渣或碎石填平。

②流沙。流沙地基开挖后,池坑底标高不得低于地下水位0.5米。若低于地下水位0.5米,必须采取池坑外降低地下水位的技术措施,或迁址避开。

③土质。如遇膨胀土或湿陷性黄土,应更换好土或采取排水、防水措施。

2.沼气池池体的修建

沼气池池体由池底、池墙、进料管、出料口、圈梁、池盖、导气管等组成,施工工序为池底、池墙(进气管、出料间)、圈梁、池盖(导气管)。

(1)沼气池尺寸建池材料为砖砌或砖混沼气池,结构形式为点盖式或活动盖式圆筒形水压式沼气池的尺寸如下:

①点盖式圆筒形水压式沼气池的平面图及剖面图如(图9-9、图9-10、图9-11)所示,各部位尺寸见表9-1。

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图9-9 点盖式圆筒行水压时沼气池平面图(单位:毫米)

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图9-10 点盖式圆筒形水压式沼气池A-A剖面(单位:毫米)

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图9-11 点盖式圆筒形水压式沼气池B-B剖面(单位:毫米)

表9-1 点盖式圆筒形水压式沼气池不同容积各部位尺寸

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表②活动盖式圆筒形水压式沼气池的平面图及剖面图如(图9-12、图9-13、图9-14)所示,各部位尺寸见表9-2

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图9-12 活动盖式圆筒形水压式沼气池平面图(单位:毫米)

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图9-13 活动式圆筒形水压式沼气池A-A剖面(单位:毫米)

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图9-14 活动盖水压式圆筒形沼气池B-B剖面(单位:毫米)

表9-2 活动盖式圆筒形水压式沼气池不同容积各部位尺寸表

单位:毫米

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(2)砖砌沼气池池体的施工施工工序为池底、池墙(进气管、出料间)、圈梁、池盖(导气管)。

①池底的施工。在地基处理后的基础上,将池底夯实,铺卵石垫层100毫米,用75号砂浆灌浆,再浇150号混凝土50毫米厚,振实抹光,再按施工图抹出池底的尺寸和曲面形状,池底施工如(图9-15)所示。

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图9-15 池底施工

②池墙的施工。

a.砖砌沼气池的池墙全部用砖砌筑,厚度一般为120毫米,砖的砌法有横放120墙(图9-16)和竖放120墙(图9-17)。砖必须用水浸泡,应避免砖缝隙收缩、开裂;砌块必须横平竖直,砂浆饱满,并且要错缝,砌池墙时要预留进、出料口位置。池墙砖120横放布置如(图9-18)所示、池墙砖120竖放布置如(图9-19)所示。

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图9-16 横放120墙

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图9-17 竖放120墙

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图9-18 池墙砖120横放布置

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图9-19 池墙砖120竖放布置图

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图9-20 进料管

b.在此基础上安装进料管和制作出料间。进料管(图9-20)一般采用200号混凝土浇筑成长800毫米,内径250~300毫米、壁厚30~40毫米的整体管;安装时,采用斜插安装法。出料间制作尺寸一般为内径长1.2米,宽0.7米,高与池高匹配。出料间制作方式有三种:一是采用40毫米厚的200号混凝土大板预制件而成;二是采用80毫米厚的150号混凝土整体浇筑而成;三是采用60毫米厚的砖砌成。前两种方式适用于所有地区,第三种方法不适宜在北方地区或碱性土壤的地区,因为受夏天和冬天热胀冷缩的影响,同时由于碱性土壤的腐蚀作用,砖砌体容易出现裂缝和脱落现象。施工中,一定注意结合部位的加厚、密封处理。横放砖砌沼气池池墙如(图9-21)所示、竖放砖砌沼气池池墙如(图9-22)所示。

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图9-21 横放砖砌沼气池池墙

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图9-22 竖放砖砌沼气池池墙

c.注意对池墙砖砌体的养护。

③圈梁的施工。在做好池墙上端时,用150号混凝土浇筑圈梁,圈梁尺寸浇筑成150毫米×150毫米。施工时,做好砂浆找平层,按设计要求控制尺寸和制作斜面,斜面对池盖起定位作用。当采用工具式弧形木模时,应分段移动浇灌混凝土,捣实抹光。在制作成所要求的斜面后,立即脱模,移动模板,浇灌下一段,依次全部浇灌完毕,不留施工缝。横放砖砌沼气池圈梁如(图9-23)所示、竖放砖砌沼气池圈梁如(图9-24)所示。

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图9-23 横放砖砌沼气池圈梁

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图9-24 竖放砖砌沼气池圈梁

④砖砌池盖的施工。待圈梁混凝土达到70%~80%强度后,方可进行池盖砌筑。池盖砌筑采用“无模悬砌卷拱法”,施工时应注意以下几点:

a.每砌完一圈,各砖块之间用扁石子契紧,以使其形成整体起到开口球壳的作用。

b.控制好池盖的几何尺寸,一般用半径线控制,半径线必须用不变形的线(如麻绳、细铁丝等)。如果球心位置在底板以下,在池底施工时,可以先预留。砖砌池盖如(图9-25)所示、横放砖砌沼气池砖砌池盖如(图9-26)所示,竖放砖砌沼气池砖砌池盖如(图9-27)所示。

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图9-25 砖砌池盖

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图9-26 横放砖砌沼气池砖砌池盖

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图9-27 竖放砖砌沼气池砖砌池盖

c.导气管(图9-28)的安装必须同步进行,将其安于中心孔处,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,建成了横放砖砌沼气池池体如(图9-29)所示、竖放砖砌沼气池池体如(图9-30)所示。

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图9-28 导气管

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图9-29 横放砖砌沼气池池体

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图9-30 竖放砖砌沼气池池体

⑤玻璃钢拱盖的施工。原则上圈梁施工与玻璃钢拱盖的安放一次完成,不留施工缝,施工时应注意以下几点:

a.圈梁与玻璃钢拱盖不能实现一次施工完毕时,圈梁顶部平面在安放玻璃钢拱盖时应作拉毛并刷浆处理,再用1∶1水泥砂浆铺垫,然后安放玻璃钢拱盖。

b.安放玻璃钢拱盖。将玻璃钢拱盖运至池坑边缘时,池内应不少于3人用双手托起玻璃钢拱盖呈水平状态均匀下放至已铺垫好水泥砂浆的圈梁上,然后沿池内壁周围仔细检查,达到与池墙内壁上下一致时,即安放完毕。玻璃钢拱盖如(图9-31)所示、横放砖砌沼气池玻璃钢拱盖如(图9-32)所示、竖放砖砌沼气池玻璃钢拱盖如(图9-33)所示

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图9-31 玻璃钢拱盖

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图9-32 横放砖砌沼气池钢拱盖

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图9-33 竖放砖砌沼气池玻璃钢拱盖

c.导气管的安装必须同步进行,将其安于中心孔处,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,建成了横放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体如(图9-34)所示,竖放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体如(图9-35)所示。

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图9-34 横放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体

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图9-35 竖放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体

(3)砖混沼气池池体的施工

施工序为池底、池墙(进气管、出料间)、圈梁、池盖(导气管)。

①池底的施工。在地基处理后的基础上,将池底夯实,铺卵石垫层100毫米,用75号砂浆灌浆,再浇150号混凝土50毫米厚,振实抹光,再按施工图抹出池底的尺寸和曲面形状,池底施工如图9-15。

②池墙的施工。

a.砖混沼气池的池墙结构为内壁用砖砌筑,池墙外壁用混凝土浇筑。池墙厚度一般为120毫米,其中池墙内壁砖的厚度60毫米,池墙外壁混凝土厚度约60毫米,池墙内壁砖的砌法有横放60墙(图9-36)和竖放60墙(图9-37)。砖必须用水浸泡,应避免砖缝隙收缩、开裂;砌块必须横平竖直,砂浆饱满,并且要错缝,砌池墙时要预留进、出料口位置。池墙砖60横放布置图如图9-38所示、池墙砖60竖放布置图如(图9-39)所示。

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图9-36 横放60墙

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图9-37 竖放60墙

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图9-38 池墙砖60横放布置

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图9-39 池墙砖60竖放布置图

b.在此基础上安装进料管和制作出料间。进料管一般采用200号混凝土浇筑成长800毫米,内径250~300毫米、壁厚30~40毫米的整体管;安装时,采用斜插安装法。出料间制作方式有三种:一是采用40毫米厚的200号混凝土大板预制件而成;二是采用80毫米厚的150号混凝土整体浇筑而成;三是采用60毫米厚的砖砌成。前两种方式适用于所有地区,第三种方法不适宜在北方地区或碱性土壤的地区,由于热胀冷缩的原因,同时因为碱性土壤的腐蚀作用,砖砌体容易出现裂缝和脱落现象。施工中,一定注意结合部位的加厚、密封处理。横放砖混沼气池池墙内壁如(图9-40)所示、竖放砖混沼气池池墙内壁如(图9-41)所示。

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图9-40 横放砖砌沼气池池墙内壁

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图9-41 竖放砖混沼气池池墙内壁

c.池墙外壁以内壁砖为内模板,以土模为外模板,并按照沼气池的尺寸将土模找平找圆,池墙底角处和池底加固的圈梁处要按标准处理好。横放砖混沼气池混凝土池墙外壁如(图9-42)所示、竖放砖混沼气池混凝土池墙外壁如(图9-43)所示。

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图9-42 横放砖混沼气池混凝土池墙外壁

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图9-43 竖放砖混沼气池混凝土池墙外壁

③圈梁的施工。在做好池墙上端时,用150号混凝土浇筑圈梁,圈梁尺寸浇筑成150毫米×150毫米。施工时,做好砂浆找平层,按设计要求控制尺寸和制作斜面,斜面对池盖起定位作用。当采用工具式弧形木模时,应分段移动浇灌低塑性混凝土,捣实抹光。在制作成所要求的斜面后,立即脱模,移动模板,浇灌下一段,依次全部浇灌完毕,不留施工缝。横放砖混沼气池圈梁如(图9-44)所示,竖放砖混沼气池圈梁如(图9-45)所示。

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图9-44 横放砖混沼气池圈梁

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图9-45 竖放砖混沼气池圈梁

④砖砌池盖的施工。待圈梁混凝土达到70%~80%强度后,方可进行池盖砌筑。池盖砌筑采用“无模悬砌卷拱法”,施工时应注意以下几点:

a.每砌完一圈,各砖块之间用扁石子契紧,以使其形成整体.起到开口球壳的作用。

b.控制好池盖的几何尺寸,一般用半径线控制,半径线必须用不变形的线(如麻绳、细铁丝等)。如果球心位置在底板以下,在池底施工时,可以先预留。横放砖混沼气池砖砌池盖如(图9-46)所示、竖放砖混沼气池砖砌池盖如(图9-47)所示。

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图9-46 横放砖混沼气池砖砌池盖

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图9-47 竖放砖混沼气池砖砌池盖

c.导气管的安装必须同步进行,将其安于中心孔处,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,建成了横放砖混沼气池池体如(图9-48)所示,竖放砖混沼气池池体如(图9-49)所示。

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图9-48 横放砖混沼气池池体

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图9-49 竖放砖混沼气池池体

⑤玻璃钢拱盖的施工。原则上圈梁施工与玻璃钢拱盖的安放一次完成,不留施工缝,施工时应注意以下几点:

a.圈梁与玻璃钢拱盖不能实现一次施工完毕时,圈梁顶部平面在安放玻璃钢拱盖时应作拉毛并刷浆处理,再用1∶1水泥砂浆铺垫,然后安放玻璃钢罩。

b.安放玻璃钢拱盖。将玻璃钢拱盖运至池坑边缘时,池内应不少于3人用双手托起玻璃钢拱盖呈水平状态均匀下放至已铺垫好水泥砂浆的圈梁上,然后沿池内壁周围仔细检查,达到与池墙内壁上下一致时,即安放完毕。横放砖砌沼气池玻璃钢拱盖如(图9-50)所示、竖放砖砌沼气池玻璃钢拱盖如(图9-51)所示。

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图9-50 横放砖混沼气池玻璃钢拱盖

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图9-51 竖放砖混沼气池玻璃钢拱盖

c.导气管的安装必须同步进行,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,横放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体如(图9-52)所示、竖放砖砌玻璃钢拱盖沼气池池体如(图9-53)所示。

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图9-52 横放砖混玻璃钢拱盖沼气池池体

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图9-53 竖放砖混玻璃钢拱盖沼气池池体

(4)混凝土大板预制件沼气池池体的施工工序为池底、池墙(进气管、出料间)、圈梁、池盖(导气管)。混凝土大板预制件用铁丝作配筋由200号混凝土浇筑而成。池墙预制件尺寸一般为高600~800毫米,宽800毫米,厚40~60毫米;池盖预制件尺寸与池体匹配。在安装时,预制件之间的缝隙约20~30毫米,先将配筋拧紧,再用150号混凝土灌浆填缝,缝外烧筑成半圆柱形。

①池底的施工。在地基处理后的基础上,将池底夯实,铺卵石垫层100毫米,用75号砂浆灌浆,再浇150号混凝土50毫米厚,振实抹光,再按施工图抹出池底的尺寸和曲面形状,池底施工如图9-15所示。

②池墙的施工。

a.施工时,先将池墙预制件(图9-54)逐一安放好,预制件与预制件的缝隙留20~30毫米,拧紧预制件之间的配筋,池墙预制件配筋连接如图9-55所示,池墙连接如图9-56所示。再用150号混凝土填连接缝隙,缝外浇筑成半圆柱形,池墙接缝处理如图9-57所示。大板预制件池墙布置如图9-58所示。一定注意池墙底部和池底要按标准处理好。

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图9-54 池墙预制件

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图9-55 池墙预制件配筋连接

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图9-56 池墙连接

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图9-57 池墙接缝处理

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图9-58 大板预制件池墙布置图

b.在此基础上安装进料管和制作出料间。进料管一般采用200号混凝土浇筑成长800毫米,内径250~300毫米、壁厚30~40毫米的整体管;安装时,采用斜插安装法。出料间尺寸一般为内径长1.2米,宽0.7米,高与池高匹配。出料间制作方式有三种:一是采用40毫米厚的200号混凝土大板预制件而成;二是采用80毫米厚的150号混凝土整体浇筑而成;三是采用60毫米厚的砖砌成。前两种方式适用于所有地区,第三种方法不适宜在北方地区或碱性土壤的地区,由于热胀冷缩的原因,同时因为碱性土壤的腐蚀作用,砖砌体容易出现裂缝和脱落现象。施工中,一定注意结合部位的加厚、密封处理。大板预制件沼气池池墙如图9-59所示。

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图9-59 大板预制件沼气池池墙

③圈梁的施工。在做好池墙上端时,用150号混凝土浇筑圈梁,圈梁尺寸浇筑成150毫米×150毫米。施工时,做好砂浆找平层,按设计要求控制尺寸和制作斜面,斜面对池盖起定位作用。当采用工具式弧形木模时,应分段移动浇灌低塑性混凝土,捣实抹光。在制作成所要求的斜面后,立即脱模,移动模板,浇灌下一段,依次全部浇灌完毕,不留施工缝。大板预制件沼气池圈梁如图9-60所示。

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图9-60 大板预制件沼气池圈梁

池盖的施工:

a.施工时,先将池盖预制件(图9-61)逐一安放好,预制件之间的缝隙约20~30毫米,拧紧预制件之间的配筋,池盖预制件配筋连接如图9-62所示,池盖连接如图9-63所示,再用150号混凝土灌浆填缝,缝外浇筑成半圆柱形,池盖接缝处理如图9-64所示。混凝土大板预制件沼气池池盖如图9-65所示。

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图9-61 池盖预制件

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图9-62 池盖预制件配筋连接

b.导气管的安装必须同步进行,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,混凝土大板预制件沼气池池体如图9-66所示。

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图9-63 池盖连接

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图9-64 池盖接缝处理

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图9-65 混凝土大板预制件沼气池池盖

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图9-66  混凝土大板预制件沼气池池体

(5)整体浇筑沼气池池体的施工整体浇筑沼气池的施工,每一道工序要求一气呵成,才能保证沼气池的质量。整体浇筑沼气池池壁是薄壁混凝土,用200号混凝土浇筑,厚度80毫米左右,对砂石料的标准要求较高,特别是砂石子的质量要符合标准。除海砂外,一般砂石子的渣质含量都超标,并含有大的土颗粒,容易使池壁出现空洞,直接影响沼气池的质量。砂石子一定要过筛冲洗后才能使用。

①为了保证池底混凝土的质量,在不影响施工的前提下,池底要预制宽300~500毫米的外圈,留下中心部分作为施工人员操作活动的地方。池体浇筑完成后,再将池底中心部分预制好,并与池底外圈预制件连接紧密,保证池底的整体性。

②模板安装。外模:圆筒形沼气池的池底、池墙和球形、椭球形沼气池下半球的外模,对于适合直壁开挖的池坑,利用池坑壁作外模(称土胎模);土胎模的成型应由小变大逐步修整。并将土模表面刮平,或粉一层好土,保持湿润。内模:圆筒形沼气池的池墙、池盖可采用钢模、木模或砖模。池墙内钢模安装如图9-67所示,池盖内钢模安装如图9-68所示。

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图9-67 池墙内钢模安装

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图9-68 池盖内钢模安装

③池墙的浇筑。混凝土浇筑前,应清除杂物,将模板浇水湿润。混凝土浇筑时,应采用机械振动,局部面积较小时可用人工振动。池墙的浇筑应采用插入式振动器进行振动,并采用螺旋式上升的方式一次浇筑成型;要求浇筑密实无蜂窝麻面。振动的正确方法:由于振动棒下部的振幅较大,因此每一插点在振动时应将振动棒上下抽动50~100毫米,使之振动均匀。每次插入应将振动棒插进下层末初凝的混凝土中50毫米,使上下层结合紧密。插入时,要使其顺利进入,防止碰撞模板,同时防止混凝土分层离析;拔出时要慢,使混凝土能够来得及填满振动棒拔出时形成的空洞,各插点的间距要均匀。振动时间要掌握好,一般可以从现象上来判断,以混凝土不再显著沉降,基本不出现气泡,其表面呈水平并出现水泥浆为合适。池墙浇注如图9-69所示。

④池盖的浇注如图9-70所示。

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图9-69 池墙浇注

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图9-70 池盖浇注

⑤拆除池墙、池盖内钢模如图9-71所示。

⑥在此基础上安装进料管和制作出料间。进料管一般采用200号混凝土浇筑成长800毫米,内径250~300毫米、壁厚30~40毫米的整体管;安装时,采用斜插安装法。出料间尺寸一般为内径长1.2米,宽0.7米,高与池高匹配。出料间制作方式有三种:一是采用40毫米厚的200号混凝土大板预制件而成;二是采用80毫米厚的150号混凝土整体浇筑而成;三是采用60毫米厚的砖砌成。前两种方式适用于所有地区,第三种方法不适宜在北方地区或碱性土壤的地区,由于热胀冷缩的原因,同时因为碱性土壤的腐蚀作用,砖砌体容易出现裂缝和脱落现象。施工中,一定注意结合部位的加厚、密封处理。沼气池池壁如图9-72所示。

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图9-71 池墙、池盖内钢模拆除

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图9-72 沼气池池壁

⑦导气管的安装必须同步进行,将其安于中心孔处,注意结合部位的加厚、密封处理。此时,建成了整体浇筑沼气池池体,如图9-73所示。

⑧混凝土的养护。一般要求在平均气温大于5℃条件下进行自然养护。外露的现浇混凝土应加盖草帘浇水养护。

(6)全玻璃钢沼气池的施工施工工序为池底和整体式壳体。

①池底的施工。在地基处理后的基础上,将池底夯实,铺卵石垫层100毫米,用75号砂浆灌浆,再浇150号混凝土50毫米厚,振实抹光,再按施工图抹出池底的尺寸和曲面形状,池底施工如图9-73所示。

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图9-73 整体浇筑沼气池池体

②整体式玻璃钢壳体的施工。将整体式玻璃钢壳体(图9-74)置于池底上,一定注意结合部位的强度和密封处理,如图9-75所示。全玻璃钢沼气池如图9-76所示。

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图9-74 整体式玻璃钢壳体

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图9-75 结合部位密封处理

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图9-76 全玻璃钢沼气池

(7)沼气池池体的外部处理及回填土

①玻璃钢拱盖沼气池池体的外部处理及回填土。第一,防渗处理,池墙外面用100号水泥砂灰抹两次。第二,覆土回填,回填土可为纯土,也可在土中掺人20%左右的碎砖头和石块,以防止回填土失水收缩。在池外结合部硅养护48小时后即可覆土回填。池墙回填土应对称均匀回填,分层夯实,回填中应一次与地面填平,确保回填土天然含水量的相对稳定。池盖回填时应分层对称沿玻璃钢拱盖弧线均匀筑实,不能松填和垂直夯筑;第三,池面硬化。修建在室外的玻璃钢沼气池必须进行池面硬化处理,才能保证使用寿命。否则,将会造成回填土含水量蒸发散失后收缩开裂和遇水膨胀时对池盖产生的不均匀荷载而影响使用寿命。

②其他结构沼气池池体的外部处理及回填土。一是防渗处理。池墙外面用10。号水泥砂灰抹二次,池盖用150号混凝土浇筑30毫米厚;二是覆土回填。回填土可为纯土,也可在土中掺入20%左右的碎砖头和石块,以防止回填土失水收缩。池墙回填土应对称均匀回填,分层夯实,回填中应一次与地面填平,确保回填土天然含水量的相对稳定。池盖回填时必须待混凝土达到70%的设计强度后才能进行,避免局部冲击荷载。

3沼气池密封层的施工

在按照国家标准要求进行密封层处理的同时,在施工中还应该注意以下几个问题:一是每层水泥砂浆施工要一气呵成;二是要掌握水泥砂浆初凝的火候,压实压光拉毛(压实压光拉毛是保证沼气池不漏气的关键环节),这道工序必须由熟练工来操作,才能达到技术要求;三是掌握好间隔的时间,保证施工既不影响上层水泥砂浆质量,又要保证两层之间不出现层间痕迹的现象;四是沼气池内部施工不要有死角和棱角,要注意进、出料口和池壁结合部分的密封加固处理。

(1)沼气池密封层的第一道施工工序

①砖砌沼气池、砖混沼气池的密封层施工。采用“三灰四浆工作法”,仅池体内壁抹浆,具体操作如下:

a.基层用水灰比为0.4的纯水泥浆均匀徐刷1~2遍。

b.底层抹灰用水灰比为0.4的1∶3水泥砂浆粉刷5毫米厚,初凝前反复压实2~3遍,

c.刷纯水泥浆1遍,要求同(a)。

d.中层抹灰抹1∶2.5水泥砂浆,厚5毫米,做法同(b)。

e.刷纯水泥浆1遍,要求同(a)。

f.面层抹灰抹1∶2.5水泥砂浆,厚5毫米,反复压实抹光,要求表面有光度、不翻砂、无裂纹。

g.刷纯水泥素浆2~3遍,要求同(a)。

横放砖沏沼气池第一密封层如图9-77所示、横放砖砌玻璃钢拱盖沼气池第一密封层如图9-78所示、竖放砖砌沼气池第一密封层如图9-79所示、竖放砖砌玻璃钢拱盖沼气池第一密封层如图9-80所示;横放砖混沼气池第一密封层如图9-81所示、横放砖混玻璃钢拱盖沼气池第一密封层如图9-82所示、竖放砖混沼气池第一密封层如图9-83所示、竖放砖混玻璃钢拱盖沼气池第一密封层如图9-84所示。

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图9-77 横放砖砌沼气池第一密封层

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图9-78 横放砖砌玻璃钢拱盖沼气池第一密封层

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图9-79 竖放砖砌沼气池第一密封层

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图9-80 竖放砖砌玻璃钢拱盖沼气池第一密封层

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图9-81 横放砖混沼气池第一密封层

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图9-82 横放砖混玻璃钢拱盖沼气池第一密封层

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图9-83 竖放砖混沼气池第一密封层

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图9-84 竖放砖混玻璃钢拱盖沼气池第一密封层

②混凝土大板预制件沼气池和混凝土整体浇注沼气池的密封层施工。采用“二灰四浆工作法”,池体内壁单面抹浆,具体操作如下:

a.基层用水灰比为0.4的纯水泥浆均匀涂刷1~2遍。

b.底层抹灰用水灰比为0.4的1∶3水泥砂浆粉刷5米厚,初凝前反复压实2~3遍

c.刷纯水泥浆1遍,要求同(a)。

d.刷纯水泥浆1遍,要求同(a)。

e.面层抹灰抹1∶2.5水泥砂浆,厚5毫米,反复压实抹光,要求表面有光度、不翻砂、无裂纹。

f.刷纯水泥素浆2~3遍,要求同(a)。

混凝土大板预制件沼气池第一密封层如图9-85所示,混凝土整体浇注沼气池第一密封层如图9-86所示。

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图9-85 混凝土大板预制件沼气池第一密封层

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图9-86 混凝土整体浇注沼气池第一密封层

(2)沼气池密封层的第二道施工工序该工序在沼气池密封层第一道施工工序后进行,所有沼气池的方法相同。该工序使用无毒无味,施工操作方便的UNP-A密封涂料。UNP-A密封涂料的主要特点是耐酸碱腐蚀,成膜性好、气密性好、附着力强、不脱皮、不起粉。该涂料为浓稠液体,气温对稠度有一定影响。当气温在15℃以上时,涂料不经预处理即可直接使用;当气温在15℃以下时,涂料稠度增大,使用涂料前需进行预热处理。处理方法是将盛涂料的容器置于装水的加热器中进行间接增温,边增温边轻微搅拌涂料,使涂料呈清澈透明的稠状液体后即可使用。

该工序应在沼气池密封层第一道施工工序后,形成了平整、光滑基础面的前提下进行,所有面均为内壁单面刷涂密封涂料,其操作方法及步骤如下:

①待基础面干后即可刷密封涂料。每池应刷涂料两次;第一次横向刷(要求连续作业);待干后,再进行第二次竖向刷,要求同上。密封涂料的用量每平方米约0.4千克左右。刷涂料应使用毛笔排刷。

②第二次所刷涂料干后,再用纯水泥浆刷于涂料的表面,使全部涂料层处于纯水泥浆层的保护中。

4.沼气池体的养护

(1)如果忽视沼气池体的养护,容易造成池体出现小裂纹和漏水漏气等问题。对整体浇筑的沼气池从施工到达到70%标号的一段时间内一定要养护好池体,在地下水位偏低和干旱地区更要注意池体的养护。此外,在建池7天后不得空池,池内要加一定量的水。

(2)沼气池外的水密封层池外水密封层也很重要,特别是干旱地区和水位偏低的地区,一定要加池外水密封层,保证混凝土的含水量,从而提高池子的密封性。

5.沼气池的调试新建的沼气池和大换料的沼气池,一定要进行试压,应经过检查,验收合格后才能投料使用,才能保证沼气池的使用效果。

(1)直接检查法整体浇筑沼气池,其强度养护到70%以上,方能进行检查。检查的方法是观察池子内外有无裂纹、孔隙、输送沼气的管件是否松动,并用手指或小木棒敲击池内各部位,检查池壁有无翘壳,同时还应检查池壁有无漏水浸入的痕迹。

(2)试压检查法在直接检查的基础上,再以气压法为主,水压法为辅,或者两种方法综合使用,进行检查。

①两种方法综合使用的检查方法。先向池内灌水,使水位达到进、出料口上端20厘米处,观察24小时,若水位降低在2厘米以内,说明不漏水。然后向池内充气(或灌水增压),使沼气压力表达到设计压力的50%时,观察4小时。4小时后如果压力不下降,继续打气至设计压力时,再观察24小时。24小时后,压力降在设计压力的3%以内时,说明不漏气,沼气池合格,可投入使用。

②直接充气试压法。将空池的进料口和出料口封闭,然后充气,具体要求同上。

试压时,要把输气管道全部接通,同时检查输气系统有无漏气现象。

在检查中,如果发现有漏气、漏水现象,就要查明原因。经过修补后,再次进行检查,复查合格后,才能投入使用(装料前必须把多余水排除)。没有经过检查的沼气池,不能投入使用。

6.沼气池的启动

(1)备料备料是沼气发酵的首要步骤。要注意原料的收集,提倡修建囤粪备料池,将收集到的发酵原料贮存在囤粪池内。按目前农村的生活水平,每人每天需沼气0.3~0.4米3,一个四口之家每天约需1.5米3的沼气。如果只用猪粪原料产气来供应,则需常年存栏生猪5头(50千克)以上。发酵原料的配制应因地制宜,因户制宜,尽量合理配料。

(2)配料、原料入池前应按下列要求配料

①浓度。以发酵原料的干物质含量计算。发酵原料的浓度,南方各省夏天以6%为宜,冬天以10%为宜;北方地区,沼气最佳发酵时间一般在5~10月,浓度为6%~11%。不同季节投料量不同,初始浓度低些有利于启动,早产气、早用气、早用肥。按6%的浓度,每立方米池容需投入鲜人畜粪300~350千克,水(包括发酵菌种)650~700千克;按8%的浓度,每立方米池容需投入鲜人畜粪约430~470千克,加水530~570千克;其中发酵菌种占20%~30%。

②碳氮比值。沼气发酵比较适宜的碳氮比值是(20~30)∶1。为了使用方便,根据上述要求计算农村常用发酵原料不同的配比。

(3)拌科接种首先选取和收集优良的发酵菌种,按发酵工艺要求的菌种数量进行接种。为了使发酵菌种与入池发酵原料混合均匀,需要进行拌料。

①发酵菌种。在各种有机物厌氧消化的地方采集发酵菌种。下水道污泥和屠宰场、肉食品加工厂、豆腐坊、酒厂、糖厂等地的阴沟污泥,湖泊、塘堰沉积污泥,正常发酵的沼气池底脚污泥或发酵料液,以及陈年老粪坑底部粪便等,均含有大量沼气微生物,都可以采集为发酵菌种。有条件的地方,最好能对所选取的发酵菌种进行富集、驯化和扩大培养。这样既可以使不同区系的沼气微生物个体得到繁殖,又可以使大量接种微生物群体适应入池后的新环境

②拌料。将准备好的人、畜、禽粪便原料、发酵菌种和水按比例搅拌均匀。

(4)入池堆沤将拌和后的发酵原料加入沼气池。全部用人、畜、禽粪便作发酵原料的装料方法是:初次投料,人、畜、禽粪便,发酵菌种及水等的总量,在保证发酵料液浓度的情况下,应占池子容积的70%,以后随着“模式”的生产,逐步添加,最大投料量为池子容积的75%。如因原料暂时不足,一次性投料不能达到要求的投料量时,其最小投料量应超过进料管、出料间上口上沿15厘米左右,以封闭发酵间。拌料、投料最好选在晴天进行,以利发酵。应注意1~3月份气温最低时不宜投料启动发酵。

(5)加水封池池内堆沤过程中,由于好氧和兼生微生物的作用,发酵原料的温度不断上升。当池内发酵原料温度上升到40~60℃时(夏1~2天,秋冬3~5天)加水(注意总加水量应扣除拌料时加入的水量)。加水完毕,可用pH试纸检查发酵料液的酸碱度,一般pH在6.0以上时可封池;如果pH低于6.0,可加上适量草木灰、氨水或澄清石灰水调整到7.0左右,再封池。封池后,应及时将输气系统中总开关关闭。

(6)放气试火按上述工艺流程操作,沼气池封盖以后开始几天所产的气体主要是二氧化碳,甲烷含量较少,再加上池内原来有很多空气,所以开始放出来的气体难以燃烧,要排放数次废气才能试火。一般封盖后2~5天即可点火试气。但应特别注意,试火一定在沼气灶具上进行,不能在沼气池导气管上直接试火,以防回火引起沼气池内爆炸。在沼气灶具上开始试火,只能用手动点火,要先关闭灶具的调风门燃烧,直到调风门完全开启燃烧火焰正常时,表明发酵启动阶段已经完成。

7.沼气池使用注意事项

(l)沼气池进料后,不能随便下池出料或检修,如必须进池,要做好安全防护措施:一是打开活动盖,在池外出料,使进、出料口和活动盖口通风,或用鼓风机更新池内空气;二是把动物放入池内,观察30分钟,如动物活动正常,方可下池,否则,严禁进池,以免窒息或中毒,三是下池人员要在腋下系上安全带,池外有人看护,如池下人员有不适感,看护人员应立即将其拉到池外通风阴凉处休息。

(2)新建或新投料的沼气池刚产气时,沼气甲烷含量较低,含有大量空气,其可燃性较差。使用时,只能采用手动点火,不能采用自动点火。

(3)沼气池要“勤进勤出”。一是经常进料,使池内有充足的发酵原料产气;二是经常出渣,以保证池内的新鲜原料完全发酵。

(4)沼气池进、出料口要加盖,防止人畜掉进池内造成伤害。池盖上冬天还必须用秸秆覆盖5~6厘米进行保温。

(5)入池的发酵原料量较大时,应打开压力表开关,缓慢加入。一次出料较多时,压力表下降到接近“0“时,也应打开开关,以免产生负压,损坏沼气池。

(6)经常观察压力表的变化,当压力过大时,要及时用气、放气,防止气压过大损坏压力表。

(7)禁止在沼气池导气管和出料口点火试气。

(8)严禁向池内丢明火烧余气,防止失火、烧伤或引起爆炸。

(9)揭开活动盖时,只能用手电或镜子反射光照明,严禁在池口附近使用明火照明或吸烟。

(10)如在室内闻到臭皮蛋气味时,应迅速打开门窗或风扇,将沼气排出室外,不能马上使用明火,以防引起火灾,必须在臭味完全消失后才能使用明火。

(11)严禁向池内投放喷洒了农药的作物茎叶、刚消过毒的人畜禽粪便、肥皂水、洗衣粉水。禁止把油款、骨粉和磷矿粉加入沼气池。

8.提料器

(1)提料器的结构提料器由取料组合、提杆、筒体等组成(图9-87)。

(2)提料器的工作原理提料器应固定后方可进行工作。工作时,筒体固定不动,提杆带动取料组合在筒体内下极限点(图9-88)、上极限点(图9-89)之间作活塞式往复运动,同时通过取料组合的活页阀片的开启和关闭,完成装料和出料,取料组合如图9-90所示。

当提杆带动取料组合向下运动浸入沼液后,活页阀片受沼渣、沼液的运动阻力而打开;在下行运动过程中,沼渣、沼液从进料口通过开启的活页阀片进入筒体内取料组合的上部腔内;当下行至下端点时即完成装料,如图9-91所示。

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图9-87 提料器

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图9-89 工作上极限点

当提杆带动取料组合向上运动时,活页阀片受沼渣、沼液的阻力而关闭;在上行运动过程中;取料组合将已进入上部腔内的沼渣、沼液提升;沼渣、沼液至出料口时即自动出料,如图9-92所示。

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图9-90 取料组合

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图9-91 下行工作状态

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图9-92 上行工作状态

操作人员如此反复进行操作,沼渣、沼液不断从沼气池内提出,达到出料目的。

(3)出料

①完全采用人、畜、禽粪便(富氮类原料)发酵的沼气池,可2~3年进行一次清理。平时根据生产需要或发酵料液的高低适时进行出料。

②采用农作物秸秆(富碳类原料)与人、畜、禽粪便(富氮类原料)混合发酵的沼气池,最好每年进行一次清理。平时根据生产需要或发酵料液的高低适时进行出料。

(二)沼气输配设备

1.沼气输配系统功能发酵沼气中含有一定量的饱和水蒸气,温度越高,水蒸气越多,这些水蒸气在输气管道中遇冷后变成水,聚集在输气管道中增加输气系统的阻力,使沼气输送受阻,甚至使管道堵塞。同时沼气中含有少量的硫化氢,硫化氢与水共同作用,腐蚀沼气输配设备和沼气用具,所以沼气需要净化后才能使用。沼气输配系统就是对沼气进行净化,排除沼气中的水;脱除沼气中的硫化氢,且使硫化氢含量达到每立方米不超过20毫克的国家标准规定;调节沼气的使用压力;将净化后合格沼气畅通、安全地输送到每一个沼气用具处,满足不同的使用要求。

2.沼气输配设备包括集水器、脱硫器、压力表、沼气调控净化器、开关及输气管道、管卡、管箍、三通、弯头、直接等配套件。

(l)集水器用于收集输气管道内的积水,安装位置应在沼气池后,位于输配系统的最低点,是沼气输配系统中第一个安装的部件,集水器前应安装总开关。

①集水器安装要求如图9-93所示。

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图9-93 集水器安装要求

②使用方法。集水器每月应排一次水。排水时,先关闭集水器前的总开关,拔掉进气管和出气管,倒掉积水,再重新安装回位即可。

(2)脱硫器用于脱出沼气中的硫化氢。在常温下含有硫化氢的沼气从进气口进入脱硫器,通过脱硫剂床层,沼气中的硫化氢与脱硫剂即活性氧化铁接触,发生反应生成硫化铁和亚硫化铁,脱硫后的沼气从出气口进入输气管道。

①脱硫器的分类。整体式脱硫器如图9-94所示,组合式脱硫器如图9-95所示。

②脱硫器结构。由脱硫瓶和脱硫剂组成。

a.脱硫剂如图9-96所示.

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图9-94 整体式脱硫器图

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图9-95 组合式脱硫器

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图9-96 脱硫器

b.整体式脱硫瓶由壳体、盖子、出气管、进气管组成,如图9-97所示。

c.组合式脱硫瓶由排水管、进气管、底座、壳体、盖子、出气管组成,如图9-98所示。

③安装与调试。脱硫器应安装在集水器后压力表前,且脱硫器前应安装三通,三通后面安装两个开关,一个到脱硫器,一个排空,脱硫器安装要求如图9-99所示。

④脱硫剂使用方法

a.脱硫剂使用方法。脱硫剂使用4~6个月后,必须更换。脱硫剂可再生2~3次。

b.正常使用中,应打开输气管道上脱硫器前开关2,关闭脱硫器前开关1。但当大出料时,应关闭输气管道上脱硫器前开关2,打开开关1,既能避免沼气池产生负压,又可避免脱硫器因进入空气被烧坏。

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图9-97 整体式脱硫瓶

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图9-98 组合式脱硫瓶

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图9-99 脱硫器安装要求

⑤日常维护保养

a.查漏。若有漏气现象,应拧紧漏气接头处。

b.脱硫剂再生。脱硫剂使用4~6个月后(若沼气中硫化氢含量特高,则使用期为4个月),应将其从脱硫器中取出使之再生,再生方法是:关闭脱硫器前开关2,将脱硫剂从脱硫瓶中倒出来,放在阴凉通风的地方2~3天,等到脱硫剂的颜色变成褐色,再密封起来,等下一次使用。

由于脱硫剂与空气接触的还原过程中要产生大量热量,所以在农村沼气使用过程中应避免空气进入脱硫器,以免烧毁脱硫器,特别是在大出料时,更要注意。

c.脱硫剂更换。更换脱硫剂时,应关闭脱硫器前开关2,将与脱硫器连接的输气管道取下来,打开脱硫瓶盖子,将变色的脱硫剂倒出来,换上新的脱硫剂,盖好盖子,重新安装好脱硫器。

⑥注意事项

a.脱硫器一经使用,绝不能让空气进入。如果空气进入脱硫器,使脱硫器内的脱硫剂产生化学还原反应,温度可升至300℃,造成脱硫器外壳熔化、变薄、烧穿等。

b.沼气池出料时,应打开脱硫器前三通上开关1,并关闭到脱硫器的开关2,以防止空气进入脱硫器,避免脱硫器损坏。

c.严禁直接在脱硫器中再生脱硫剂。

(3)压力表压力表是观察产气量、用气量及检测沼气池生产沼气压力的仪表,也是检查沼气系统是否漏气的工具,并可通过调节压力表前开关的开度来调节沼气使用压力。

①压力表的分类。升降式低压沼气表如图9-100所示,膜式低压沼气表如图9-101所示。

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图9-100 升降式低压沼气表

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图9-101 膜式低压沼气表

②安装与调试。压力表应安装在脱硫器之后沼气用具之前,如图9-102所示。使用中,开关开大,压力上升,开关关小,压力下降,以便将沼气压力调至沼气用具的所需要求。

③使用及维护。使用中如果沼气压力过高就可能损坏压力表。当沼气压力过高暂时又不使用时,应在安全的情况下放掉沼气。

(4)沼气调控净化器将脱硫器、压力表组装于一体的沼气输配部件,它既可检测沼气压力,又可脱出沼气中的硫化氢。

①沼气调控净化器结构。沼气调控净化器结构如图9-103所示。它由后盖(图9-104)、旋钮开关(图5-105)、连接管、压力表(图9-106)、脱硫器(图9-107)、前盖(图9-108)等组成。

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图9-102 压力表安装要求

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图9-103 沼气调控净化器

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图9-104 后盖

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图9-105 旋钮开关

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图9-106 压力表

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图9-107 脱硫器

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图9-108 前盖

②沼气调控净化器工作原理。在常温下含有硫化氢的沼气从进气口进入脱硫器,通过脱硫剂床层,沼气中的硫化氢与脱硫剂即活性氧化铁接触,发生反应生成硫化铁和亚硫化铁,脱硫后沼气从两个出气口出来,一个进入压力表,另一个进入输气管道,如图9-109所示。调节旋钮开关的开度,可调节沼气的大小和压力。沼气压力高低示意如图9-110所示。

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图9-109 沼气调控净化器结构图

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图9-110 沼气压力高低示意图

③安装与调试。沼气调控净化器应安装于沼气池后沼气用具之前,沼气调控净化器前应安装总开关(单进双出开关),总开关安装在室外,如图9-111所示。

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图9-111 沼气调控净化器安装要求

④使用方法。

a.脱硫剂使用4~6个月后,必须更换。脱硫剂可再生2~3次。

b.正常使用中,应打开输气管道上沼气调控净化器前开关1,关闭开关2。但当大出料时,应关闭输气管道上沼气调控净化器前开关1,打开开关2,既能避免沼气池产生负压,又可避免沼气调控净化器因进入空气被烧坏。

⑤脱硫剂再生与更换。与其他脱硫器方法相同。拔掉沼气调控净化器的进、出气管,取出脱硫器,并打开盖子,将脱硫剂倒出,更换上新脱硫剂,如图9-112所示。

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图9-112 脱硫剂更换

(5)开关是控制和开启、关闭沼气的零件,类型有单进双出开关如图9-113所示,单进单出开关Ⅰ如图9-114所示,开关Ⅱ和开关Ⅲ如图9-115所示。材质有铜开关、工程塑料开关,根据要求安装在所需位置。

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图9-113 但进双出开关

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图9-114 开关Ⅰ

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图9-115 开关Ⅱ和开关Ⅲ

(6)配套件密封剂、配件、法兰、通用件、标准件等应符合国家、行业的相关标准,方可使用。

3.输气管道的安装方法

(1)软塑料管道的安装方法

①软塑料管采用沿墙敷设或埋地敷设,要保证管道有0.5%~1%的坡度,巨坡向集水器或沼气池。埋地铺设时,应加硬质套管(钢管、硬塑料管、竹管等)或用砖砌成沟槽,防止压偏。

软塑料管采用架空敷设,穿过庭院,其高度应大于2.5米,最好拉紧一根粗铁丝,两头固定在墙壁或其他支撑物上,每隔0.5米将塑料管用钩钉或塑料绳与粗铁丝箍紧,以免塑料管下垂成凹形而积水。

③管道转角处,应呈大于90度圆弧形的拐弯或接弯头,拐弯不能太急、不能打死弯折瘪管道(图9-116)。

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图9-116 圆弧形拐弯及折瘪

④管子走向要合理。长度越短越好,多余的管子要剪下来,不能盘成圈状挂在钉子上。否则增加管道压力损失,存在安全隐患。

(2)硬塑料管道〔即聚氯乙烯、聚乙烯(PVC)硬塑料管道〕的安装方法

①一般采用室外地下挖沟敷设,室内沿墙敷设。室外管道埋深应大于400毫米,寒冷地区应在冻土层以下,最好用砖砌成沟槽保护;室内管道沿墙敷设,用管卡固定在墙壁上,管卡间距为500毫米,室内管道安装固定方式如图9-117和图9-118所示。

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图9-117 室内管道安装固定方式1(单位:毫米)

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图9-118  室内管道安装固定方式2(单位:毫米)

②管道转角处,应采用与管径相匹配的弯头、直接和三通等管路附件连接,如图9-119所示。

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图9-119 管道附件

③硬塑料管道一般采用承插式胶粘连接。在用涂料胶粘剂前,检查管子和管件的质量及承插配合。如插入困难,可先在开水中使承口胀大,不得使用锉刀或砂纸加工承接表面或用明火烘烤。涂敷粘剂的表面必须清洁、干燥,否则影响粘接质量。

④涂胶粘剂。一般用漆刷或毛笔顺次均匀涂抹,先涂管件承口内壁,后涂插口外表。涂层应薄而均匀,勿留空隙,一经涂胶,即应承插连接。注意插口必须对正插入承口,防止歪斜引起局部胶粘剂被刮掉产生漏气通道。插入时须按要求勿松动,切忌转动插入。插入10分钟后,才许移动。

(3)输气管道的注意事项

①软塑料管不能盘成圈状挂在钉子上,这将增加沼气的压力损失,存在安全隐患。

②输气管道的各接头要连接牢固严密,防止松动和漏气。

③严禁用明火检查开关、接头和输气管道是否漏气;只能用洗衣粉水或肥皂水检查开关、接头和输气管道是否有漏气现象。

④经常检查输气管道是否有老化、意外损伤等情况,避免发生沼气泄漏。

4.沼气输配系统技术要求

(l)沼气输配系统应气密性良好,不得有沼气泄露。

(2)输气管道布置要合理,尽可能短(近)、直,从沼气池到沼气用具的总长度最好不超过25米。

(3)输气管道的坡度要与地形相适应。在管道的最低点安装集水器。管道的坡度应为0.5%~1.0%;并且坡向集水器或沼气池。这样输气管道有了积水就会自动流人集水器,采用人工定时排除。

(4)室外架空敷设管道高度应大于2.5米;埋地管道深度应大于0.4米,寒冷地区应埋于冻土层以下,最好用砖砌成沟槽保护。

(5)室内管道一律采用明管安装,室内管道沿墙敷设,用管卡固定在墙壁上。或每隔0.5米用钩钉或塑料绳与粗铁丝箍紧。

(6)输气管道与沼气灶、沼气灯、沼气热水器、沼气饭煲的连接处应采用软管连接,软管长度应小于1.5米,并用管箍固定紧密,如图9-120所示。

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图9-120 输气管道与沼气用具的正确连接

(7)输气管道与电线之间距离应不小于200毫米,不得与电线交叉。

(8)选择与管径相配套的开关、弯头、直接和三通管件等管路附件。

(9)雨天不得进行室外管道安装工作。

(10)输气管道穿越重要道路、桥梁时应加套管保护,以防止沼气泄漏。

5.沼气输配系统调试

沼气输配装置安装完毕,应进行气密性试验。当输气管路气密性试验合格后,才能投入使用。沼气输配系统的气密性试验一般在沼气池试压合格后再进行输气管道试压。

(l)输气管道气密性试验在沼气输气系统中,打开开关,往输气系统内送气,待压力升至10千帕后关闭开关,停止送气并密封试压,当4小时后,压力降不低于200帕为输气管路气密性试验合格。否则,不合格。

(2)输气管道试压不合格用洗衣粉水或肥皂水涂抹在接头和管件处检漏,发现漏点补漏之后,再进行管道试压,直至气密性试验合格。

(三)沼气灶

1.沼气灶技术标准

国家标准《家用沼气灶》(GB/T3606一2001)的主要技术参数见表9一3:

表9-3 家用沼气灶具的主要技术参数

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2.沼气灶分类

按材料分为:铸铁灶、不锈钢灶;按燃烧器分为:单眼灶、双眼灶;按使用类别分为:户用灶、食堂用灶;按点火方式分为:手动点火灶、自动点火灶(压电点火、电子脉冲点火)。本节重点介绍户用自动点火不锈钢单眼灶和双眼灶,压电点火不锈钢单眼灶如图9-121所示,电子脉冲点火不锈钢单眼灶如图9-122所示;压电点火不锈钢双眼灶如图9-123所示,电子脉冲点火不锈钢双眼灶如图9-124所示。

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图9-121 压电点火不锈钢单眼灶

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图9-122 电子脉冲点火不锈钢单眼灶

3沼气灶点火装置与点火原理

目前,沼气灶最常用的自动点火装置有点火针、压电点火和电子脉冲点火两种装置。

(1)压电点火总成由旋钮开关、点火导线、燃气阀、引火头、小喷嘴、大喷嘴、调风门、燃气管、燃气进口等组成(图9-125)。

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图9-123 压电点火不锈钢双眼灶

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图9-124 电子脉冲点火不锈钢双眼灶

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图9-125 压电点火总成

(2)压力点火原理压力点火就是利用压电陶瓷产生的瞬时高压电在电极间形成尖端放电产生一次点火电火花,这一闪现的电火花即可用于点燃沼气。压电陶瓷是一种特殊的烘烤材料,它在收到外界冲击力用时在其两引出极电间即可产生一次瞬时高压电,每收到一次外界冲击即可产生一次瞬时高电压,该点火方式的优点是结构简单成本低;缺点是操作一次仅有一次电火花产生,一次性点燃的可靠性低一些,有事需要多次操作才能点燃沼气。

当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,带动燃气阀的压电开关转动,旋转至相应角度时电压开关发出瞬时高电压,由点火导线将其高压电加载于引火头和点火针上,在引火头和点火针的最近距离之间形成一次尖端放电火花,因压电点火是单次瞬间点火操作,压下一次旋钮开关仅有一次电火花产生。

(3)电子脉冲点火总成由燃气阀总成(燃气阀总成由旋钮开关、燃气阀、调风门、小喷嘴、大喷嘴、燃气管、燃气进口、接线桩头等组成,如图9-126所示)、点火针、点火导线、脉冲点火器、电池盒、连接导线等组成(图9-127)。

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图9-126 燃气阀总成

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图9-127 电子脉冲点火总成

(4)电子脉冲点火原理电子脉冲点火就是利用电池作能源,通过电子电路在输出端输出连续脉冲高电压,这一连续脉冲高电压被引导至电极间形成尖端放电而产生连续不断的电火花,利用产生的连续电火花即可点燃可燃气体‘该点火方式的优点是可产生连续数次的点火电火花,能保证一次操作可靠点火成功,在自动化设备中被广泛应用,其劣势是成本相对较高,使用电池容量减少后,一次点火成功率降低,若较长时间停用而忽视维护,会造成电池漏液腐蚀损坏电路,所以其使用维护很重要。当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,电子脉冲点火总成执行两个动作,第一是产生连续数次点火电火花,接通脉冲点火器电源,通过点火导线、点火针在点火针和小火头盖最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续数次点火电火花;第二是开通燃气路径,旋钮开关反时针方向旋转时,开通小火头、大火头的燃气路径。

4沼气灶燃烧器类型与燃烧配风原理

(1)沼气灶燃烧器类型沼气灶采用大气引射式有焰部分混合燃烧器,燃气在燃烧前,利用射流原理预先混人适量空气形成混合燃气,然后喷出燃烧,有燃烧火焰。它的热负荷较高,燃烧较迅速和完全;结构较复杂。使用时,混合空气量的调节非常重要,操作较复杂。

(2)沼气灶燃烧器结构大气引射式燃烧器主要由喷嘴、空气调风门、混合管和火头等几部件组成,在火头的燃气出气部位开有数个(或1个)相同直径或相同长条的燃烧孔,实现其燃烧。引射式燃烧器喷嘴中心轴线必须严格地与混合管中心轴线对准,即沼气灶燃气阀大喷嘴、小喷嘴的中心轴线安装后必须与燃烧器大火头管、小火头管的中心轴线是同心线,这对引射式燃烧器的稳定燃烧是十分重要的。混合管是使燃气管中的沼气和调风门进入的空气混合为混合燃气,并使混合燃气速度场呈均匀状态。大、小火盖将混合燃气均匀地分配给火焰孔,它们既能起到防止回火和脱火的稳定器作用,还起到整个燃烧器的支撑作用。沼气灶采用的大气引射式燃烧器,在燃烧器总成小火头管、大火头管的引射器处设置有进入空气量多少的调风门,调风门进入的空气与燃气管中的沼气在混合管内混合,混合后的燃气通过燃烧器的大、小火头喷出后燃烧。燃烧器总成由小火头、大火头、混合管、大火头管、小火头管等组成(图9-128)。

(3)压电点火燃烧系统由燃烧器总成、压电点火总成、进气管等组成(图9-129)。

当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,带动燃气阀的压电开关转动,同时按顺序开启引火头、小火头、大火头的燃气路径,从燃气进口进入的沼气,经过小喷嘴、大喷嘴的燃气路径,到引火头、小火头、大火头喷出;当旋钮开关旋转至相应角度时压电开关发出瞬时高电压,由点火导线将其高压电加载于引火头和点火针上,在引火头和点火针的最近距离之间形成尖端放电火花,立即点燃引火头喷出的沼气,已形成的引火头火苗再点燃小火头、大火头喷出的沼气,从而完成沼气灶的点火。因压电点火是单次瞬间点火操作,压下一次旋钮开关仅有一次电火花产生,当确认沼气点燃后,松开压下的旋钮开关让其回位,同时引火头的燃气路径自动关闭,小火头、大火头的燃气路径继续开通,完成点火操作,进入正常燃烧状态。

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图9-128 燃烧器总成

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图9-129 压电点火燃烧系统

(4)电子脉冲点火燃烧系统由进气管、燃烧器总成、电子脉冲点火总成等组成(图9-130)。

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图9-130 电子脉冲点火燃烧系统

当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,电子脉冲点火总成执行两个动作,第一是产生连续点火电火花,接通脉冲点火器电源,通过点火导线、点火针在点火针和小火盖最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续数次点火电火花;第二是开通燃气路径,旋钮开关反时针方向旋转时,开启小火头、大火头的燃气路径。从燃气进口进入的沼气,经过小喷嘴、大喷嘴的燃气路径,到小火头、大火头喷出,立即被产生的连续点火电火花点燃,从而完成沼气灶的点火。当沼气点燃后,松开压下的旋钮开关让其回位,进入正常燃烧状态。

(5)沼气灶燃烧配风原理使用时,沼气灶的燃烧状态由混合燃气的比例、均匀性及压力所决定,完全燃烧的衡量标准为火焰稳定、明亮,火苗短而有力。如要达到完全燃烧状态,当沼气中甲烷浓度较高时,应加大进风量;当沼气中甲烷浓度较低时,应减少进风量,这是燃烧配风的原则。

(6)进风量的调节调节沼气灶燃气阀总成中大、小喷嘴处的调风门,就可调节混合燃气的比例,达到需要的燃烧配风。压电点火沼气灶风量调节如图9-131所示,电子脉冲点火沼气灶风量调节如图9-132所示。

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图9-131 压电点火沼气灶风量调节

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图9-132 电子脉冲点火沼气灶风量调节

进风量大小。由燃烧器进风口与调风门进风口的重合程度来决定,如图9-133所示。

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图9-133 进风量的调节

当燃烧器进风口与调风门进风口完全重合时,进风量最大位置如图9-134所示;当燃烧器进风口与调风门进风口完全不重合时,进风量最小位置如图9-135所示;当燃烧器进风口与调风门进风口重合一半时,进风量居中位置如图9-136所示。

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图9-134 进风量最大位置

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图9-135 金凤了最小位置

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图9-136 进风量居中位置

②调节方法。当沼气灶点燃旋钮开关回位后,在不压下旋钮开关反时针方向转动时,可调节燃气量的大小至需要的火力。首先将调风门全关闭观察火苗状态,如火苗较高,飘荡不定,说明处于不完全燃烧状态,应适当调大调风门,增加混人的空气量,致使火焰稳定、明亮,火苗短而有力,即达到正常完全燃烧状态。在使用过程中,如沼气质量变差,在燃烧室内会形成回火现象,即间断的在火盖内有火苗燃烧,则应适当调小调风门,减少混人的空气量,直至达到正常燃烧状态。回火燃烧状态时,燃烧器和火盖的温度都会升高,严重的甚至造成烧蚀,应尽量避免。

5.压电点火不锈钢沼气灶的结构和工作原理

(1)压电点火不锈钢沼气灶的结构由进气管、不锈钢灶具面板、燃烧器、大火盖、小火盖、承液盘、支架、压电点火总成等组成。

压电点火不锈钢单眼灶如图9-137所示;压电点火不锈钢双眼灶结构如图9-138所示。

(2)压电.点火不锈钢沼气灶的工作原理

①点火。当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,带动燃气阀的压电开关转动,同时按顺序开启引火头、小火头、大火头的燃气路径,从燃气进口进入的沼气,经过小喷嘴、大喷嘴的燃气路径,到引火头、小火头、大火头喷出;当旋钮开关旋转至相应角度时压电开关发出瞬时高电压,由点火导线将其高压电加载于引火头和点火针上,在引火头和点火针的最近距离之间形成尖端放电火花,立即点燃引火头喷出的沼气,已形成的引火头火苗再点燃小火头、大火头喷出的沼气,从而完成沼气灶的点火。因压电点火是单次瞬间点火操作,压下一次旋钮开关仅有一次电火花产生,当确认沼气点燃后,松开压下的旋钮开关让其回位,同时引火头的燃气路径自动关闭,小火头、大火头的燃气路径继续开通,点火过程完毕,进入正常燃烧状态。

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图9-137 压电点火不锈钢单眼灶爆炸图

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图9-138 压电点火不锈钢双眼灶爆炸图

②使用调节。进入正常燃烧状态后,反时针方向转动旋钮开关,可调节燃气量的大小至需要的大火头和小火头的火力;转动压电点火总成(图9-125)中的调风门,可调节混人空气量的大小。一般来讲,当沼气中甲烷浓度较高时,应加大混人的空气量;当沼气中甲烷浓度较低时,应减少混人的空气量。

使用中,如火苗较高,飘荡不定,说明处于不完全燃烧状态,应适当调大调风门,增加混人的空气量,致使火焰稳定、明亮,火苗短而有力。如燃烧器的火盖内有火苗燃烧,则应适当调小调风门,减少混人的空气量,直至达到正常燃烧状态。

当沼气池产气质量不好或沼气中甲烷浓度较低时,应特别注意空气量的调节。

6.电子脉冲点火不锈钢沼气灶的结构和工作原理

(1)电子脉冲点火不锈钢沼气灶的结构由进气管、不锈钢灶具面板、燃烧器、大火盖、小火盖、承液盘、支架、电子脉冲点火总成等组成。电子脉冲点火不锈钢单眼灶结构如图9-139所示,电子脉冲点火不锈钢双眼灶结构如图9-140所示。

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图9-139 电子脉冲点火不锈钢单眼灶爆炸图

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图9-140 电子脉冲点火不锈钢双眼爆炸图

(2)电子脉冲点火不锈钢沼气灶的工作原理

①点火。当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,电子脉冲点火总成执行两个动作,第一是产生连续点火电火花,接通脉冲点火器电源,通过点火导线、点火针在点火针和小火盖最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续数次点火电火花;第二是开通燃气路径,旋钮开关反时针方向旋转时,开启小火头、大火头的燃气路径。从燃气进口进入的沼气,经过小喷嘴、大喷嘴的燃气路径,到小火头、大火头喷出,立即被产生的连续点火电火花点燃,从而完成沼气灶的点火。当沼气点燃后,松开压下的旋钮开关让其回位,进入正常燃烧状态。

②使用调节。进入正常燃烧状态后,反时针方向转动旋钮开关,可调节燃气量的大小至需要的大火头和小火头的火力;转动燃气阀总成中的调风门,可调节混人空气量的大小。一般来讲,当沼气中甲烷浓度较高时,应加大混人的空气量;当沼气中甲烷浓度较低时,应减少混人的空气量。

使用中,如火苗较高,飘荡不定,说明处于不完全燃烧状态,应适当调大调风门,增加混人的空气量,致使火焰稳定、明亮,火苗短而有力。如燃烧器的火盖内有火苗燃烧,则应适当调小调风门,减少混人的空气量,直至达到正常燃烧状态。

当沼气池产气质量不好或沼气中甲烷浓度较低时,应特别注意空气量的调节。

7.沼气灶的组装

(1)压电点火不锈钢沼气灶的组装步骤

①部件1取下压电点火总成(图9-125)中的旋钮开关,将压电点火总成装于不锈钢灶具面板(图9-141)内,旋钮轴从灶具面板内往外穿过灶具面板上旋钮轴孔,再将旋钮开关装上,组合成部件1如图9-142所示。

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图9-141 不锈钢灶具面板

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图9-142 部件1

②部件2燃烧器(图9-143)的大燃气口、小燃气口分别与部件1中压电点火总成的大喷嘴、小喷嘴对应连接装配,相对应的轴心线应同心,组合成部件2如图9-144所示。

③部件3进气管(图9-145)的燃气出口与部件2中压电点火总成的燃气进口及弹性密封胶圈装配,组合成部件3,如图9-146所示。

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图9-143 燃烧器

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图9-144 部件2

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图9-145 进气管

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图9-146 部件3

④部件4大火盖(图9-147)、小火盖(图9-148)分别放于部件3中燃烧器的大火头、小火头上,组合成部件4,如图9-149所示。

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图9-147 大火盖

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图9-148 小火盖

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图9-149 部件4

⑤部件5承液盘(图9-150)放于部件4中的灶具面板上,组合成部件5如图9-151所示。

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图9-150 承液盘

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图9-151 部件5

⑥压电点火沼气灶支架(图9-152)放于部件5中的承液盘上,组合成压电点火沼气灶如图9-153所示,从而完成压电点火沼气灶的组装。

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图9-152 支架

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图9-153 压电点火双眼灶

(2)电子脉冲点火不锈钢沼气灶的组合步骤

与压电点火沼气灶相比,增加电子脉冲点火总成一个步骤。

①电子脉冲点火总成由脉冲点火器(图9-154)、电池盒(图9-155)、点火针(图9-156)、燃气阀总成(图9-126)、点火导线和连接导线,组合成电子脉冲点火总成如图9-157所示;该总成在出厂时已装好,使用中原则上不能动它。

②部件6取下电子脉冲点火总成(图9-157)中燃气阀总成的旋钮开关,将电子脉冲点火总成装于不锈钢灶具面板内,旋钮开关轴从灶具面板内往外穿过旋钮轴孔,再将旋钮开关装上,组合成部件6如图9-158所示。

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图9-154 脉冲点火器

图9-155 电池盒图9-156点火针

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图9-157 电子脉冲点火总成

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图9-158 部件6

③部件7燃烧器的大火头管、小火头管分别与部件6中燃气阀总成的大喷嘴、小喷嘴对应连接装配,相对应的轴心线应同心,组合成部件7如图5-159所示。

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图9-159 部件7

④部件8进气管燃气出口与部件7中燃气阀总成的燃气进日及弹性密封胶圈装配,组合成部件8如图9-160所示。

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图9-160 部件8

⑤部件9大火盖、小火盖分别对应放于部件8中燃烧器的大火头、小火头上,组合成部件9如图9-161所示。

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图9-161 部件9

⑥部件10承液盘放于部件9中的灶具面板上,组合成部件10如图9-162所示;

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图9-162 部件10

⑦电子脉冲点火沼气灶支架放于部件10中的承液盘上,组合成电子脉冲点火双眼灶如图9-163所示,从而完成电子脉冲点火沼气灶的组装。

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图9-163 电子脉冲点火双眼灶

8.安装与调试

(1)沼气灶应安装在厨房内的灶台上,房间高度应不低于2.2米(当有热水器时,高度应不低于2.6米);房间应有良好的自然通风和采光。

(2)在一个厨房内安装2台沼气灶或1台沼气灶、1台沼气饭煲时,其间距应大于50厘米。

(3)灶台高度一般为60~65厘米,台面应用防火材料。灶台不能建在穿堂风直接吹到的地方。

(4)沼气灶应水平放在灶台上,不让穿堂风直吹。沼气灶靠窗口时,窗口应高出灶具30厘米以上。灶具背面与墙壁之间的距离应大于10厘米,灶具侧面与墙壁之间的距离应大于25厘米。若墙面材料不是防火材料,必须加设隔热防火层;隔热防火层的尺寸应比灶台长度和高度的尺寸大60~80厘米。沼气灶安装要求如图9-164所示。

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图9-164 沼气灶安装要求

(5)沼气灶的燃气进口和软管的连接处必须采用管箍紧密连接,不得泄漏沼气,如图9-165所示。

(6)软管必须低于灶具表面,以免被火焰烤坏。

9.使用方法

使用前仔细阅读沼气灶使用说明书,了解沼气灶的结构、J比能、使用方法和常见故障与排除方法,严格按照使用说明书的要求操作使用。

(1)点火

①手动点火灶具:应先划燃火柴或点燃引火物,再扭开旋钮开关点燃沼气。若先扭开旋钮开关,后划燃火柴,易造成沼气泄漏,造成人员被火灼伤甚至引发更大的事故。

②压电点火灶具:将旋钮开关压下向里推进,按箭头指示方向慢慢向逆时针方向旋转,听到点火声观察火焰点燃与否后即松手让旋钮开关复位。如第一次未点燃,再重复一次上述操作,直至点燃为止。

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图9-165 沼气灶的连接

③电子脉冲点火:当压下旋钮开关,反时针方向旋转时,接通脉冲点火器电源,通过点火导线、点火针在点火针和小火盖最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续数次点火电火花;同时旋钮开关反时针方向旋转时,开通小火头、大火头的燃气路径,从燃气人口进入的沼气,由小喷嘴、大喷嘴喷出后,立即被产生的连续点火电火花点燃,从而完成沼气灶的点火。当沼气点燃后,松开压下的旋钮开关让其回位,点火过程完毕,进入正常燃烧状态。

(2)燃气大小调节

燃气大小由旋钮开关控制,旋钮开关由初始“OFF”位置逆时针方向旋转90°至水平位置时燃气最大,再旋转火力变小,旋转至与初始位置成180°时只有一小火头,如图9-166(注意旋钮开关旁的大小火标志)。

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图9-166 燃气大小调节示意图

(3)燃烧火焰调节

该调节是调节混合燃气的比例,使之燃烧最佳。正确的燃烧是内焰与外焰的交界处正好位于锅底,外焰散开平铺于锅底,火焰呈蓝绿色,燃烧短促有力并发出嗡嗡的声音。混合燃气的比例调节可从两方面进行,一个是减少沼气量,另一个是增加混入空气量。使用中,先确定火力大小,再调节混入空气量。当沼气池产气质量不好或沼气中甲烷浓度较低时,应特别注意混入空气量的调节。

①使用中,如火焰呈红黄色,说明沼气燃烧不完全,在这种情况下,会释放出一氧化碳,就要增加空气量,调大风门,直到火焰呈蓝色。如调风门开得太大,空气量过多,火焰根部容易离开火焰孔,这也会降低火焰的温度,同时过多的烟气又会带走一部分热量,热效率下降。

②使用中,火焰偏短或燃烧内缩就要适当减少混人空气量。如燃烧器的火盖内有火苗燃烧,则应适当调小调风门,减少混人的空气量,直至达到正常燃烧状态。

(4)使用注意事项

使用时,一定要切记保持空气流通,不要紧闭窗门。

使用时,应避免风吹,一是因风吹使火焰摇摆不稳,火力不集中;二是风大时易吹灭火焰,使沼气大量泄漏,易发生事故。

使用时,应有人值守煮汤或烧水时,容器不要装得太满,以免火被溢出的汤、水浇灭而产生漏气。

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。注意因沼气压力过低突然熄灭等现象发生而产生漏气;注意因压力过高运行,火太大跑出锅外,浪费沼气。

(5)熄火

将旋钮顺时针旋至初始“OFF”位置,并听到“滴”的一声,灶具自动关闭。同时,关闭沼气灶前管路上的开关。

10.日常维护保养

(1)沼气灶必须时常保持清洁,可保证优良的性能和长久的寿命。

(2)经常清洗支架、承液盘和灶具面板。清洗后的灶具部件,应按条款7、沼气灶的组装的顺序放回原来的位置,试一试点火及燃烧情况是否正常。

(3)经常清扫燃烧器的大、小火头;清理大、小火盖的火焰孔污垢,防止油污和杂物阻塞,如图9-167所示。

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图9-167 清理部件1

(4)清理燃气阀的大、小喷嘴、引火头的污垢,防止油污和杂物阻塞,用细铁丝掏出孔内杂物,保证沼气畅通,才能正常燃烧,如图9-168所示。

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图9-168 清理部件2

(5)检查压电点火总成的点火导线孔与点火针接头处的连接处是否紧固(图9-169),松脱连接如图9-170所示;正确连接如图9-171所示;并保持点火针尖的清洁,才能正常点火。

(6)检查电子脉冲点火总成的点火导线孔与点火针接头处的连接是否紧固(图9-172),松脱连接如图9-173所示;正确连接如图9-174所示;检查部位如图9-175所示。并保持点火针尖的清洁,才能正常点火。

(7)检查沼气灶具的进气管与软管连接是否紧密;燃气胶管是否老化、有无意外损伤等,避免沼气漏气。

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图9-169 点火导线与点火针

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图9-170 松脱连接

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图9-171 正确连接

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图9-172 点火导线与点火针

11.注意事项

(l)新池或大换料后,沼气不纯,应关闭调风门,用手动点火方式点燃灶具;待沼气纯度逐步增大,调风门能大部分开启后,才可采用自动点火。

(2)旋钮开关未经推压切勿强行转动,否则会导致部件损坏。

(3)燃气阀总成和进气管、引火头、点火针的连接,厂家已用专用设备做过气密性压力实验,无专用检测设备者和非专业维修人员,这类部件请勿自行拆卸,以免造成因漏气引起的安全事故。

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图9-173 松脱连接

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图9-174 正确连接

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图9-175 检查部位

(4)电子电脉冲点火的沼气灶,需注意以下几点:

①启用前要安装电池于电池盒内,避免电池受潮。

②电池电压低于使用要求不能点燃燃气时,应及时更换,方法如下:打开电池盒盖,将电池按正(+)、负(-)极所示方向装入电池盒内,并盖好电池盒盖,如图9-176所示。

③沼气灶较长时间不使用时,应将电池取出。

(5)对于带熄火装置的炉具,应保持火焰检测器的清洁,注意火焰检测器与燃烧器的距离应保持不变。

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图9-176 电子脉冲点火沼气灶电池盒

(6)每次使用后,关闭沼气灶前管路上的开关,确保安全。

(7)若关闭沼气灶后仍闻到有异味,应及时关闭总开关。检查各连接处有无脱落现象,如处理后仍发现漏气,请立即报告有关部门或人员。

(四)沼气灯

沼气灯是将沼气化学能转变为光能的一种燃烧装置。一盏沼气灯的照明度相当于40~60瓦白炽灯,其耗气量相当于沼气灶的1/6~1/5。

1.沼气灯技术标准

农业部标准《家用沼气灯》(NY/T344一1998)的主要技术参数见表9-4。

表9-4 沼气灯的主要技术性能参数

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2.沼气灯燃烧内型与燃烧配风原理

(1)沼气灯燃烧器内型

沼气灯采用大气引射式无焰全部预先混合燃烧器,燃气在燃烧前,利用射流原理全部预先混合空气形成混合燃气,然后喷出燃烧,无燃烧火焰。它的热负荷较高,燃烧较迅速和完全;结构较复杂。使用时,混合空气量的调节非常重要,操作较复杂。

(2)沼气灯燃烧器结构

由引射器(图9-177)、调节风门(图9-178)、喷嘴(图9-179)和泥头(9-180)等部件组成,这些部件之间的重要关系是:喷嘴的旋人长度与引射器的螺旋长度应相等;喷嘴的进风口形状尺寸与调节风门的进风口形状尺寸应相同一致。燃烧器总成如图9-181所示。

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图9-177 引射器

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图9-178 调节风门

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图9-179 喷嘴

(3)燃烧器特点

①燃烧器的引射器中心轴线必须严格地与喷嘴中心轴线对准,即沼气灯引射器的中心轴线安装后必须与喷嘴的中心轴线同心,且引射器下端面应在喷嘴进风口中心线上,即引射器的螺旋长度与喷嘴的旋入长度应相等,组合后正确位置如图9-182所示,这对沼气灯的稳定燃烧是十分重要的。

②喷嘴是使燃气管中的沼气和调节风门进入的空气混合为混合燃气,并使混合燃气速度场呈均匀状态,喷嘴的进风口形状尺寸与调节风门的进风口形状尺寸相同一致,组合后打到完全重合,组合后正确位置如图9-183所示。

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图9-180 泥头

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图9-181 燃烧器总成

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图9-182 引射器与喷嘴的正确位置

③泥头的燃气喷孔应均匀畅通。泥头是实现沼气灯稳定燃烧的关键部件。

④燃烧器总成装配后,引射器、喷嘴和泥头的中心轴线必须同心,这是沼气灯燃烧器的基础;喷嘴与调节风门的进风门口应能完全重合,这是沼气灯燃烧器的前提;引射器下端面应在喷嘴(或调节风门)的进口中心线上,这是沼气灯燃烧器的关键;泥头既能起到防止回火和脱火的稳定器作用,还起到整个燃烧器的支撑作用。

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图9-183 喷嘴与调节风门的进风口中心正确位置

(4)沼气灯点火方式

沼气灯采用手动点火方式。点火时,应先划燃火柴或点燃引火物,再扭开旋钮开关点燃沼气。若先扭开旋钮开关,后划燃火柴,易造成沼气泄漏,造成人员被火灼伤甚至引发更大的事故。待压力升至一定高度、燃烧稳定、亮度正常后,为节约沼气,可调节沼气开关,稍降压力,其亮度仍可不变。灯若久燃还不亮,可反复调整混入空气,用嘴吹纱罩,可使燃烧正常,灯光发白。

(5)沼气灯燃烧配风原理

沼气灯的燃烧状态由混合燃气的比例、均匀性及压力所决定,正常燃烧的衡量标准为火焰稳定、明亮无明火,由火焰加热纱罩至炽热而发出白光,这是燃烧配风的原则。如要达到正常燃烧状态,当沼气中甲烷浓度较高时,应加大进风量;当沼气中甲烷浓度较低时,应减少进风量。

(6)进风量的调节

进风量的多少由喷嘴进风口与调节风门进风口的重合度来决定。当调节风门的进风口与喷嘴的进风口完全重合时为进风最大位置,如图9-184所示;当调节风门的进风口与喷嘴的进风口重合一半时为进风居中位置,如图9-185所示;当调节风门的进风口与喷嘴的进风口完全不重合时为进风最小位置,如图9-186所示。

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图9-184 进风最大位置

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图9-185 进风居中位置

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图9-186 进风最小位置

(7)沼气灯亮度调节

调整调节风门的开度,可获得满意的灯光源。当调节风门开度过小时,火焰会飘荡无力,灯光发红,适当开大调节风门至没有飘荡的火苗,不见明火,且纱网罩呈炽白状发出白光,达到最佳亮度为止,即可正常使用。

3.沼气灯的结构和工作原理.

(l)沼气灯的结构

由玻璃灯罩、遮光罩.纱罩、泥头、灯座、喷嘴、调节风门、灯架、密封圈、引射器等组成(图9-187)。

(2)沼气灯的工作原理

沼气从引射器的进气口进入,从引射器的针孔式出气口喷到喷嘴的进风口中心处;在喷嘴进风口的引射作用下,通过调节风门进入适当的空气;沼气和空气在喷嘴内充分混合后形成混合燃气。混合燃气从喷嘴的燃气出口进入泥头,泥头将混合燃气均匀地分配给其下端的燃气喷孔,喷出后燃烧。由于纱罩在高温下收缩成白色珠状―氧化牡在高温下发出白光,经遮光罩反光和聚光后,供照明之用。

4.沼气灯的组合、安装与调试

为了运输方便和安全,沼气灯一般都是散件包装运输。在组装前应先检查沼气灯的引射器、密封圈、灯架、调节风门、喷嘴、灯座、泥头、纱罩、遮光罩、玻璃灯罩等配件是否齐全、完整。在所有零、部件合格的基础上,方可进行沼气灯的组合、安装与调试,具体步骤如下:

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图9-187 沼气灯爆炸图

(1)部件1

将喷嘴(图9-179)凸台以上部分从灯座中心通孔(图9-188)下面往上穿过,组合成部件1,如图9-189所示。

(2)部件2

灯架(图9-190)旋于部件1中的喷嘴上,组合成部件2,如图9-191所示。

(3)部件3

将调节风门〔图9-178)空套于部件2中的喷嘴上,组合成应保证喷嘴的进风口中心与调节风门的进风口中心部件3,如图9-192所示。

注意:部件3组合后,可调节为完全重合,即为正确位置,如图9-193所示,这对沼气灯的使用非常重要。

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图9-188 灯座

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图9-189 部件1

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图9-190 灯架

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图9-191 部件2

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图9-192 部件3

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图9-193 部件3组合后正确位置

(4)部件4

将密封圈(图9-194)空套于部件3中喷嘴的顶面,组合成部件4,如图9-195所示。

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图9-194 密封圈

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图9-195 部件4

(5)部件5

引射器(图9-177)下端旋于部件4的喷嘴上端,组合成部件5,如图9-196所示。

注意:部件5组合后,引射器的中心轴线必须与喷嘴的中心轴线同心,且引射器下端面应在喷嘴进风口中心线上,即引射器的螺旋长度与喷嘴的旋入长度应相等;且喷嘴的进风口中心与调节风门的进风口中心可调节为完全重合,如图9-197所示,这对沼气灯的使用非常重要。

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图9-196 部件5

(6)部件6

泥头(图9-178)的上端旋于部件5中喷嘴的下端,组合成部件6,如图9-198所示;到此,部件6已形成了沼气灯核心部件的组合,完成了燃烧器的组装,这一组装质量决定了沼气灯的质量。

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图9-197 部件5组合后正确位置

(7)接进气管

将部件6的进气口与软管用管箍紧密连接,如图9-199所示。管路不宜过长,不要盘卷,以防软管漏气或脱落。

(8)固定部6

将部件6安装固定。安装沼气灯的房间高度应不低于2.75米,灯的安装高度为灯座下缘距离室内地平面2米,距房屋顶棚的高度应不小于75厘米;灯开关的安装高度为距离地面1.5米。沼气灯的连接管道应用管卡固定在墙上,管卡间距为50厘米。安装完毕的沼气灯应牢固稳定,如图9-200所示。

(9)新灯试烧

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、均匀地从泥头小孔中喷出,具伴有刷刷的气流声。燃烧稳定、无脱火、回火等现象,说明该灯性能良好。在此基础上,才可安装纱罩。

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图9-198 部件6

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图9-199 沼气灯的连接

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图9-200 沼气灯安装布置图

(10)部件7

纱罩(图9-201)开口套于泥头下端,用石棉丝绕两圈捆在泥头上,组合成部件7如图9-202所示。

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图9-201 纱罩

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图9-202 部件7

(11)烧纱罩

纱罩形状圆而不歪,不仅照明效果好,对玻璃灯罩放出的热也是均匀的,不易损坏玻璃灯罩。

新纱罩初次点燃时,将沼气压力适当提高,以便将纱罩吹起,成型过程中纱罩从黑变白,此时可用工具将纱罩整圆。在点燃过程中如火焰飘荡无力,灯光发红,可调大进气量,并向纱罩均匀吹气,使其正常燃烧发出白光,使灯具达到最佳亮度。烧好纱罩后,方可进行以下工作。

(12)部件8

玻璃灯罩(图9-203)上口放置于遮光罩孔(图9-204)中,组合成部件8,如图9-205所示;

(13)沼气灯

部件8卡于部件7中的灯座下缘上,组合成沼气灯,如图9-206所示,从而完成沼气灯的组合和安装。

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图9-203 玻璃灯罩

图9-204 遮光罩

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图9-205 部件

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图9-206 沼气灯

(14)亮度调节

点燃沼气灯,亮度不够或有明火时,应调整调节风门,加大进风量,边调边看,直到灯亮、明火消失,达到最佳亮度为止。

5.使用方法

用户应仔细阅读沼气灯的使用说明书,了解沼气灯的结构、性能、使用方法和常见故障与排除方法,严格按照使用说明书的要求操作使用。

(1)使用前检查沼气压力是否达到沼气灯的额定压力1600帕,通过调节沼气灯前管路上的开关开度达标后,方可使用。

(2)点灯时应先点火后开气,压力应徐徐上升,以免冲破纱罩。待压力升至一定高度、燃烧稳定达到正常亮度后,为了节省沼气,可稍降低压力,但亮度仍可不变。

(3)点灯时,若久不发亮,可反复调格进入空气量,用嘴轻吹纱罩,可使燃烧正常,灯光发亮。

(4)为使沼气灯获得较好照明效果,室内天花板、墙壁应尽量采用白色或浅黄色。

6.日常维护保养

(1)沼气灯具内应无灰尘,防止污垢堵塞引射器、喷嘴及泥头喷孔。

(2)经常擦拭灯具上的遮光罩、玻璃灯罩,并保持墙面及天花板的清洁,以减少光的损耗,保持灯具原有的发光效率。

7.注意事项

(1)使用前,必须检查沼气压力是否符合要求。若超过1600帕使用,容易造成纱罩及玻璃灯罩的破裂。新纱罩初次点燃时,将沼气压力适当提高,以便将纱罩吹起,成型过程中纱罩从黑变白,此时可用工具将纱罩整圆。

(2)纱罩是用营麻、植物纤维、人造丝按一定比例配线织网,再用硝酸性的碱溶液浸溃而成的发光元件。燃烧后的纱罩不能用手或其他物体触击,否则将会令其破碎;另外,纱罩不应受潮。

(3)纱罩第一次使用后,需防止供气压力太大或外力碰擦造成破损,破损后的纱罩会使沼气燃烧不完全甚至不能正常工作,应及时更换。

(4)进气口与软管应用管箍连接并紧固,如图9-207所示。

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图9-207 进气口正确连接图

(5)检查玻璃灯罩有无裂痕或破碎,找出原因,及时更换。若因使用原因造成玻璃灯罩破碎,要纠正错误,正确使用,更换上新玻璃灯罩;若因为气候或产品质量原因造成玻璃灯罩破碎,要及时更换合格玻璃灯罩。

(6)每次使用后,关闭沼气灯前管路上的开关,确保安全。

(五)沼气热水器

沼气热水器与其他燃气热水器的结构、原理基本相同,区别只在于燃烧器部件适合于沼气的燃烧特点,他是沼气用具中最复杂的设备。

1.热水器燃烧器类型

沼气热水器采用大气引射式有焰部分混合燃烧器,燃气在燃烧前,利用射流原理预先混人适量空气形成混合燃气,然后喷出燃烧,有燃烧火焰。它的热负荷较高,燃烧较迅速和完全;结构较复杂。热水器燃烧器在使用时不需人工混合空气,装置自身混人空气。

2.热水器点火装置与点火原理

(1)电子脉冲.氛火拉制装置与点火原理

①电子脉冲点火控制装置。由电池盒、脉冲点火控制器、开关导线、燃气电动阀、点火针、火焰探针、微动开关、火焰导线、点火导线、电动阀导线等组成(图9-208);微动开关由开关座、触片等组成(图9-209)。

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图9-208 电子脉冲点火控制装置

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图9-209 微动开关

②点火原理。微动开关的接通使脉冲点火控制器电源接通,脉冲点火控制器电源接通后,电子脉冲点火控制装置程控式实现三个功能,第一是产生连续点火电火花,脉冲点火控制器通过点火导线、点火针在点火针和燃烧器的喷嘴最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续点火电火花(此电火花过程根据脉冲点火控制器程序决定,一般会自动持续10~15秒钟)。第二是提供点火燃气,脉冲点火控制器的电源一接通,就开启燃气电动阀;且脉冲点火控制器按程序设定,在点火过程中始终开通燃气电动阀,从燃气进口进入的沼气,经过燃气电动阀和水气阀内燃气开关(由于水路的开通,水气阀内燃气开关已被开通)的燃气路径,从燃烧器的喷嘴喷出,立即被产生的连续电火花点燃。第三是火焰熄灭保护装置工作,脉冲点火控制器的电源一接通,脉冲点火控制器火焰探测线路就接通,只要火焰探针探测到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就继续保持燃气电动阀开通,保证燃烧供气;如果火焰探针探测不到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就关闭燃气电动阀,关断气路;燃烧供气由火焰熄灭保护装置根据燃烧火焰进行控制,确保安全。

(2)电子脉冲点火控制系统和控制原理

①电子脉冲点火控制系统。水气阀由燃气进口、电动阀接口、冷水进口、冷水出口、水温旋钮开关、燃气出口、燃气旋钮开关等组成(图9-210)。电子脉冲点火控制系统由电子脉冲点火控制装置(图9-205)和水气阀等组成(图9-211)。

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图9-210 水气阀

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图9-211 电子脉冲点火控制系统

②控制原理。当水从冷水进口进入水气阀时,在水压作用下,水气阀内的薄膜带动阀杆向左移动,此时阀杆执行两个动作,一个是开启水气阀内的燃气开关,始终开通水气阀中的气路;另一个是推压微动开关的触片,接通微动开关。

3热水器点火燃烧系统组成和工作原理

(1)热水器.点火燃烧系统组成。

燃烧器由大火头进口、喷嘴等组成(图9-212)。热水器点火燃烧系统由电子脉冲点火控制系统(图9-211)和燃烧器等组成(图9-213)。

(2)热水器点火燃烧系统工作原理。

①当开启燃气开关和冷水开关时,水和燃气接通。当水从冷水进口进入水气阀时,在水压作用下,水气阀内的薄膜带动阀杆向左移动,此时阀杆执行两个动作,一个是开启水气阀内的燃气开关,开通水气阀中的气路;另一个是推压微动开关的触片,接通微动开关。

②微动开关的接通使脉冲点火控制器电源接通,脉冲点火控制器电源接通后,电子脉冲点火控制装置程控式实现三个功能,第一是产生连续点火电火,脉冲点火控制器通过点火导线、点火针在点火针和燃烧器的喷嘴最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续点火电火花(此电火花过程根据脉冲点火控制器程序决定,一般会自动持续10~15秒钟)。第二是提供点火燃气,脉冲点火控制器的电源一接通,就开启燃气电动阀;且脉冲点火控制器按程序设定,在点火过程中始终开通燃气电动阀,从燃气进口进入的沼气,经过燃气电动阀和水气阀内燃气开关(由于水路的开通,水气阀内燃气开关已被开通)的燃气路径,从燃烧器的喷嘴喷出,立即被产生的连续电火花点燃。第三是火焰熄灭保护装置工作,脉冲点火控制器的电源一接通,脉冲点火控制器火焰探测线路就接通,只要火焰探针探测到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就继续保持燃气电动阀开通,保证燃烧供气;如果火焰探针探测不到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就关闭燃气电动阀,关断气路;燃烧供气由火焰熄灭保护装置根据燃烧火焰进行控制,确保安全。点火过程完成后,进入正常工作状态。

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图9-212 燃烧器

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图9-213 点火燃烧系统

4.热水器的结构和工作原理

(1)热水器的结构由后盖、前盖、排烟系统、燃烧室、水路系统、燃烧器、电子脉冲点火控制系统等部件组成(图9-214)。

图9-214 热水器结构图

(2)热水器的工作原理热水器工作时的两条路径,一条是燃气路径,该路径上有一个手动开关和两个自动开关共三个开关进行燃气供给控制,两个自动开关中1个是水气阀内的燃气开关(只有在额定水压作用下,才能开通气路),1个是电子脉冲点火控制装置中的燃气电动阀,只有这三个开关都同时开通,燃气才会开通;另一条是水路径,该路径上有冷水开关和热水开关共两个开关,只有这两个开关都同时开通,水才会开通。热水器工作时的两个逻辑关系,一个是当有一定压力的水接通后,水气阀内的燃气开关开通,供给燃气,热水器正常工作。否则,不供给水,热水器不能工作。即停水,热水器不工作。另一个是当燃气接通后,燃烧正常时,火焰探针探测到燃烧火焰,燃气电动阀开通,供给燃气,热水器正常工作。否则,无燃烧火焰,热水器不能工作。即停气热水器不工作。热水器使用中有两个调节,一个是燃气调节,另一个是水温调节。燃气旋钮开关和水温旋钮开关的调节,仅仅改变气路和水路的流通截面积大小,不起关闭或通断作用。工作部件如图9-215所示。

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图9-215 工作部件

①点火启动。接通燃气,当开启热水开关和冷水开关时,水路开通。当水从冷水进口进入水气阀时,在水压作用下,水气阀内的薄膜带动阀杆向左移动,此时阀杆执行两个动作,一个是开启水气阀内的燃气开关,开通水气阀中的气路;另一个是推压微动开关的触片,接通微动开关。微动开关的接通使脉冲点火控制器电源接通,脉冲点火控制器电源接通后,电子脉冲点火控制装置程控式实现三个功能,第一是产生连续点火电火花,脉冲点火控制器通过点火导线、点火针在点火针和燃烧器的喷嘴最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续电火花(此电火花过程根据脉冲点火控制器程序决定,一般会自动持续10~15秒钟);第二是提供点火燃气,脉冲点火控制器的电源一接通,就开启燃气电动阀;且脉冲点火控制器按程序设定,在点火过程中始终开通燃气电动阀,从燃气进口进入的沼气,经过燃气电动阀和水气阀内燃气开关(由于水路的开通,水气阀内燃气开关已被开通)的燃气路径,从燃烧器的喷嘴喷出,立即被产生的连续电火花点燃。第三是火焰熄灭保护装置工作,脉冲点火控制器的电源一接通,脉冲点火控制器火焰探测线路就接通,只要火焰探针探测到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就继续保持燃气电动阀开通,保证燃烧供气;如果火焰探针探测不到燃烧火焰时,脉冲点火控制器就关闭燃气电动阀,关断气路;燃烧供气由火焰熄灭保护装置根据燃烧火焰进行控制,确保安全。点火过程完成后,燃烧进入正常工作状态。同时,水从水气阀冷水进口进入,从水气阀冷水出口流出,经过水盘管后被加热,从热水出口出来。

②火焰熄灭保护装置。使用中,如果沼气未被点燃或燃烧火焰被风吹灭没有形成燃烧火焰,火焰探针探测不到燃烧火焰时,电子脉冲点火控制器随即关闭燃气电动阀,关断气路,确保使用安全。

③断水保护装置。使用中,如果停水、冷热水开关未开启和水的压力不足时,水气阀的阀杆将向右移动复位,关闭水气阀内的燃气开关,关断气路;同时,微动开关被断开,脉冲点火控制器电源被切断,热水器停止工作。

④使用调节。当转动燃气旋钮开关时,改变了燃气路径的流通截面积(不起关闭作用),可调节燃气量的大小。燃气量的大小与环境温度成反比,与水量水温成正比。当转动水温旋钮开关时,改变了水路径的流通截面积(不起关闭作用),水流量亦随之变化。当燃气量一定,如果水的流通截面减少,水量减少而水温升高;反之,水量增加而水温下降。

5.热水器的组装

沼气热水器是沼气用具中最为复杂的用具,对用户来讲,只需了解它的结构和组装步骤,不能自行拆卸和维修。

以下组装步骤仅供专业技术人员参考。

(1)电子脉冲点火控制系统

将电子脉冲点火燃烧控制装置(图9-208)的燃气电动阀与水气阀(图9-210)的电动阀接口连接,组成电子脉冲点火控制系统,如图9-216所示。

(2)点火燃烧系统

将电子脉冲点火控制系统(图9-216)的燃气出口与燃烧器(图9-212)的大火头进口连接,电子脉冲点火控制系统的燃气进口接上燃气开关,水气阀的冷水进口接上冷水开关,组成点火燃烧系统,如图9-217所示。

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图9-216 电子脉冲点火系统

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图9-217 点火燃烧系统

(3)水路系统

水气阀的冷水出口与水盘管(图9-218)的冷水进口连接;水盘管的热水出口接上热水开关,组成水路系统,如图9-219所示。

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图9-218 水盘管

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图9-219 水路系统

(4)水气路系统

将点火燃烧系统(图9-213)与水路系统(图9-219)组成热水器水、气路系统,如9-220所示。

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图9-220 水气路系统

(5)部件1

燃烧室(图9-221)与水气路系统(图9-220)的组成部件如图9-222所示。

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图9-221 燃烧室

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图9-222 部件1

(6)部件2

后盖(图9-223)与部件l(图9-222)组成部件2,如图9-224所示。

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图9-223 后盖

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图9-224 部件2

(7)部件3

排烟系统(图9-225)与部件2(图9-224)组成部件3,如图9-226所示。

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图9-225 排烟系统

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图9-226 部件2

(8)沼气热水器

前盖(图9-227)与部件3(图9-226)组合,从而完成沼气热水器的组装,如图9-228所示。

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图9-227 前盖图

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图9-228 沼气热水器

6.安装与调试

(1)热水器严禁安装在浴室内。

热水器应安装在有良好的自然通风和采光的单独房间内。

(2)热水器的安装房间高度应大于2.6米。

房间必须有进、排气孔,其有效面积不应小于0.03平方米,最好安装有排风扇。房间的门应与卧室的门、客厅的门隔开,且房间的门、窗应向外开放。

(3)热水器的安装位置应符合下列要求:

①热水器应安装在操作检修方便、不易被碰撞的地方;

②热水器的安装高度以热水器的观察孔与人眼高度相齐为宜,一般距地面1.5米;

③热水器应安装在耐火墙壁上,后盖与墙的距离应不小于2厘米;如果安装在非耐火材料的墙壁上时,应加隔热板,隔热板的外形尺寸应大于热水器的外壳尺寸10厘米;

④热水器的燃气管道、供水管道最好采用金属管道。如采用软管时,气管用耐油管,水管用耐压管。进气管、进水管与软管用管箍连接并紧固。

⑤热水器的上部不得有电力照明线、电器设备和易燃物品等。

(4)热水器应安装烟道,烟道应符合下列要求:

①热水器应设置单独烟道,如需要共用烟道时,其排烟能力和抽力应满足要求;

②热水器的烟道系统上不得设置挡板等增加阻力的装置。烟道上部应有不小于。.25米的垂直上升烟道;水平烟道总长应小于3米,且应有1%的坡度坡向热水器。烟道直径不得小于热水器烟气出口的直径;烟道应有足够的抽力和排烟能力;

③烟囱出口的排烟温度不得低于露点温度,烟囱出口设置风帽,并防止雨雪流人。

7.使用方法

(1)使用前仔细阅读热水器使用说明书,并按其规定的程序进行操作。

在首次使用时,应打开冷水开关和热水开关,让水流出,确认水路畅通后,再关闭热水开关,打开燃气开关,然后点火启动。

(2)点火启动

先开启燃气开关、热水开关和冷水开关,接通水路。水路开通后,脉冲点火控制器会产生10~15秒钟的连续电火花;同时燃气路径上的燃气电动阀、水气阀内的燃气开关也都打开,沼气经过燃气电动阀和水气阀内燃气开关的燃气路径,从燃烧器的喷嘴喷出,立即被产生的连续电火花点燃;此时火焰探针进行火焰探测,只要能探测到燃烧火焰时,燃气电动阀继续保持开通,保证燃烧供气,如果探测不到燃烧火焰时,燃气电动阀就被关闭,关断气路。水路开通后,水从水气阀的冷水出口流出,经过水盘管后被加热,从热水出口出来。热水器进入正常工作状态。

(3)燃气量调节

当转动燃气旋钮开关时,只改变了燃气路径的流通截面积(不起关闭作用),可调节燃气量的大小。燃气量的大小与环境温度成反比,环境温度越高燃气量越小,环境温度越低燃气量越大;燃气量的大小与水量、水温成正比,水量越大、水温越高燃气量越大,水量越小、水温越低燃气量越小。燃气旋钮开关、水温旋钮开关方式如图9-229所示,如图9-230所示。

(4)水温调节

当燃气量一定,转动水温旋钮开关时,只改变了水路径的流通截面积(不起关闭作用),水流量亦随之变化。如果流通截面减少,水量减少而水温升高;反之,水量增加而水温下降。

(5)火焰熄灭保护装置

如果沼气未被点燃或燃烧火焰被风吹灭没有形成燃烧火焰,火焰探针探测不到燃烧火焰时,电子脉冲点火控制器随即关闭燃气电动阀,关断气路,确保使用安全。

(6)断水保护装置

如果水的压力不足、停水、冷热水开关未开启时,水气阀的阀杆将向右移动复位,关闭水气阀内的燃气开关,关断气路;同时,微动开关被断开,脉冲点火控制器电源被切断,热水器停止工作。

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图9-229 燃气旋钮开关和水温旋钮开关方式1

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图9-230 燃气旋钮开关和水温旋钮开关方式2

8.注意事项

(l)热水器必须在水压、燃气压力和燃气量达到使用说明书要求时,才能使用。

(2)严禁自行拆卸、修理热水器。

(3)热水器必须安装烟道(国家规定水流量在5升/分钟以上的热水器,必须设置烟道),以将废气排除室外,确保使用者的人身安全。使用时如果不能保证新鲜空气的及时补充,热水器会因为缺氧燃烧不完全,导致一氧化碳排放迅速增加,并形成恶性循环,可能发生安全事故。

(4)由于热水器的负荷大,用气量一般是灶具的四倍以上,而且耗氧量大,正常工作的大流量热水器(如10升/分钟)使用1小时,大约要耗氧10立方米,若在密闭空间内使用过久,也可能造成使用者非中毒性缺氧昏迷。所以使用热水器的时间不宜过长。

(5)如果热水器的安装位置选择不当,会使燃烧废气进入浴室、卧室或人经常停留的场合,造成中毒事故。所以严禁将热水器安装在浴室内,使用时应保持室内通风;如果热水器与易燃易爆、怕高温等物品距离不够时,一旦热水器发生故障,就会损坏设备,甚至引起火灾事故。

(6)当电池电压偏低,不能产生电火花点燃沼气时,应及时更换。更换方法如下:打开电池盒盖,将电池按正(+)、负(-)极所示方向装入电池盒内,并盖好电池盒盖,电池盒位置如图9-231所示。

(7)热水器较长时间不使用时,应将电池取出。

(8)热水器在低于0℃以下房间使用,使用后应立即关闭冷水开关,打开热水开关,将热水器内的水全部排掉,以防冻结损坏热水器。

(9)在使用热水器过程中,若发现热水开关或冷水开关关闭后,仍不熄灭,应立即关闭燃烧阀,并报相关部门检修。

(10)如果不使用热水器时,请关闭燃气管道上的开关。

(11)根据国家燃具安全使用规定,直排式燃气热水器禁止使用,而燃烧器烟道式、强排式热水器的使用年限一般为6年。到期后,用户应及时更换。

(六)沼气饭煲

沼气饭煲保持了传统的明火煮饭的优点,使饭质达到最佳状态,饭味甘香可口;而且省时省气,煮一次饭只需15~20分钟,饭熟后又能自动关闭主火焰,用小火焰保温,绝对不会出现煮生饭或煮焦饭。压电点火或电子脉冲点火沼气饭煲,使用十分方便、安全。沼气饭煲除煮饭外,还可以用作熬粥、煲汤、蒸菜等用途。

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图9-231 电池盒位置

1.沼气饭煲燃烧器类型

沼气饭煲采用大气扩散式有焰不混合燃烧器,燃气在燃烧前,不混合空气,而是从燃气喷嘴喷出时与周边空气边混合边燃烧。它的热负荷较低,燃烧较缓慢;结构较简单。它的燃烧状态由燃烧器自身决定,与使用无关;使用时,不需调节,操作简单。

2.沼气饭煲点火装置与点火原理

(1)电子脉冲.点火装置与.氛火原理

①电子脉冲点火装置由连接导线、电池盒、点火针、点火导线、电子脉冲点火器等组成(图9-232)。

②燃气阀总成由保温开关、主燃开关、燃气阀、小燃气喷孔、进气管、大燃气喷孔、感温器、支承架等组成(图9-233)。

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图9-232 电子脉冲点火装置

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图9-233 燃气阀总成

③电子脉冲点火控制装置。由电子脉冲点火装置(图9-232)和燃气阀总成(图9-233)组合而成,如图9-234所示。

④点火原理。当压下主燃开关,同时也压下了保温开关后,电子脉冲点火器电源接通,电子脉冲点火燃烧控制装置执行两个动作,第一是产生连续点火电火花,脉冲点火器通过点火导线、点火针在点火针和小燃气喷孔最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续点火电火花。第二是开通燃气路径,主燃开关开通大通道燃气路径,保温开关开通小通道燃气路径。从进气口进入的沼气,经过燃气阀的燃气路径,小通道燃气通过小燃气喷孔直接喷出,被产生的连续点火电火花点燃,并形成小火头火苗,点火过程完毕。

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图9-234 电子脉冲点火燃烧控制装置

3.沼气饭煲点火燃烧系统组成和工作原理

(1)沼气饭煲.氛火燃烧系统组成

①大气扩散式燃烧器。大气扩散式燃烧器只有喷嘴(也是喷头),同时喷嘴本身也是稳焰孔。该燃烧器由大火头燃气进口、大火头喷嘴等组成(图9-235)。

②沼气饭煲燃烧系统由大气扩散式燃烧器、电子脉冲点火燃烧控制装置等组成(图9-236)。

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图9-235 大气扩散式燃烧器

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图9-236 沼气饭煲燃烧系统

(2)沼气饭煲点火燃烧系统工作原理

当压下主燃开关,同时也压下了保温开关后,电子脉冲点火器电源接通,电子脉冲点火燃烧控制装置执行两个动作,第一是产生连续点火电火花,脉冲点火器通过点火导线、点火针在点火针和小燃气喷孔最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续点火电火花。第二是开通燃气路径,主燃开关开通大通道燃气路径,保温开关开通小通道燃气路径。从进气口进入的沼气,经过燃气阀的燃气路径,小通道燃气通过小燃气喷孔直接喷出,被产生的连续点火电火花点燃,并形成小火头火苗;大通道燃气通过大燃气喷孔进入燃烧器大火头燃气进口,从燃烧器大火头喷嘴喷出后被已形成的小火头火苗点燃;此时,大、小火头同时燃烧,点火过程完毕,进入正常燃烧状态。

4.沼气饭煲的结构和工作原理(1)电子脉冲点火沼气饭煲的结构由锅盖、内盖、内锅、锅罩、大气扩散式燃烧器、燃气阀总成、电子脉冲点火器、底座等组成(图9-237)。

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图9-237 电子脉冲点火沼气饭煲爆炸图

(2)电子脉冲点火沼气饭煲的工作原理

①点火。同时压下主燃开关和保温开关后,电子脉冲点火器电源接通,电子脉冲点火燃烧控制装置执行两个动作,第一是产生连续点火电火花,脉冲点火器通过点火导线、点火针在点火针和小燃气喷孔最近距离之间形成尖端高压脉冲放电产生连续点火电火花。第二是开通燃气路径,主燃开关开通大通道燃气路径,保温开关开通小通道燃气路径。从进气口进入的沼气,经过燃气阀的燃气路径,小通道燃气通过小燃气喷孔直接喷出,被产生的连续点火电火花点燃,并形成小火头火苗;大通道燃气通过大燃气喷孔进入燃烧器大火头燃气进口,从燃烧器大火头喷嘴喷出后被已形成的小火头火苗点燃;此时,大小火头同时燃烧,点火过程完毕,进入正常燃烧状态。

②使用。正常燃烧状态时,大、小火头同时工作,加热内锅中盛装的食物致煮熟,煮熟后还可保温。煮米饭时,当饭熟水干后,感温器在感温元件的作用下,会自动往上弹起主燃开关,关闭燃气阀的大通道燃气,停止大火头工作;此时保温开关并未弹起,小火头继续工作,进入保温燃烧状态。当不需要保温时,只能用手动方式往上弹起保温开关,关闭燃气阀的小通道燃气,人工停止小火头工作。饭煲停止工作。煮稀粥或汤菜时,因锅内水不会干,感温器不会自动往上弹起主燃开关而停止大火头工作。只能根据使用需要,人工停止大、小火头工作。当稀粥或汤菜煮熟后,手动往上弹起主燃开关,停止大火头工作;小火头继续工作,进入保温燃烧状态。当不需要保温时,再手动往上弹起保温开关,关闭燃气阀的小通道燃气,停止小火头工作。饭煲停止工作。

5沼气饭煲的组装

(1)电子脉冲点火燃烧控制装置

将电子脉冲点火装置(图9-232)的连接导线与和燃气阀总成(图9-233)中燃气阀的接线座连接,组合成电子脉冲点火燃烧控制装置,如图9-238所示。

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图9-238 电子脉冲点火燃烧控制装置

(2)底座总成

电子脉冲点火燃烧控制装置(图9-238)放于底座(图9-239)内,进气管从气管孔穿出,主燃开关和保温开关从开关孔穿出,电池盒对着电池盒孔,将电子脉冲点火燃烧控制装置中的支承架用螺钉固定于底座的内底面上,组合成底座总成,如图9-240所示。底座总成在出厂时已组装成一个整体,在日常使用中原则上不能动它。

图9-239 底座

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图9-240 底座总成

(3)底座系统

底座总成(图9-241)的大燃气喷孔与大气扩散式燃烧器(图9-235)的大火头燃气进口连接,感温器从大气扩散式燃烧器中心孔穿出,将大气扩散式燃烧器用螺钉紧固于底座总成上,组合成底座系统,如图9-241所示。底座系统只有在疏通燃气阀的大燃气喷孔时才可拆卸,一般不能动它。

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图9-241 底座系统

(4)部件1

将锅罩(图9-242)的凸缘置于底座系统(图9-241)的底座上缘,大火头及以上部分从通孔穿出,组合成部件1,如图9-243所示。

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图9-242 锅罩

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图9-243 部件1

(5)部件2

内锅(图9-244)放于部件1中,外底面的凹台面置于感温器的感温表面上,组合成部件2,如图9-245所示。

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图9-244 内锅

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图9-45 部件2

(6)部件3

内盖(图9-246)放于部件2内,组合成部件3,如图9-247所示。

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图9-246 内盖

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图9-247 部件3

(7)沼气饭煲

锅盖(图9-248)放于部件3中,组合成电子脉冲点火沼气饭煲,如图9-249所示,从而完成沼气饭煲的组装。

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图9-248 锅盖

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图9-249 电子脉冲点火沼气饭煲

6.安装与调试

(1)沼气饭煲的管道应采用燃气专用软管,饭煲的进气口与软管连接应用管箍连接并紧固,如图9-250所示,且软管长度不能超过1.5米。

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图9-250 饭煲的连接

(2)沼气饭煲应置于平稳、通风之处,并距离墙壁10厘米以上。

(3)沼气饭煲与沼气灶的距离应不小于50厘米。

(4)沼气饭煲不能接近其他易燃易爆物品。

7.使用方法

(l)使用前仔细阅读沼气饭煲的使用说明书,了解沼气饭煲的结构、性能、使用方法和常见故障与排除方法,严格按照使用说明书的要求操作使用。

(2)沼气饭煲搬动时,应用双手提起锅罩两旁的把手。

(3)淘米加足水后准备煮饭时,把内锅外表面的水擦干,方可放于锅罩中。

(4)打开沼气饭煲前管路上的开关。手动沿图9-251的箭头方向按下主燃开关和保温开关,即同时开启主燃开关和保温开关,火即自动点燃,形成煮饭时开关位置如图9-252所示。点火时应从窗观察(眼睛离观察窗30厘米以上),确认火已点燃才能正常使用。假如出现初次使用,或长时间没有使用,因软管内充有空气而点不着,可重复点火操作。

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图9-251 初始开关位置

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图9-252 煮饭时开关位置

(5)煮米饭时,当饭熟水干后,燃气阀总成在感温器的作用下,会自动往上弹起主燃开关,关闭燃气阀的大通道燃气,大火头自动停止燃烧;此时保温开关并未弹起,小火头继续工作,进入保温燃烧状态,形成保温时开关位置如图9-250所示。

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图9-253 保温时开关位置

煮稀粥或汤菜时,因锅内水不会干,燃气阀总成不会自动往上弹起主燃开关而停止大火头工作。当稀粥或汤菜煮熟后,手动操作往上弹起主燃开关,停止大火头工作;小火头继续工作,进入保温燃烧状态,形成保温时开关位置如图9-253所示。

(6)当不需要保温时,手动操作沿图9-253所示的箭头方向将保温开关往上扳回原位,小火头燃烧停止,回到初始开关位置,如图9-251所示;饭煲停止工作,同时关闭沼气饭煲前管路上的开关。

8日常维护保养

(l)经常用水清洗锅罩、内锅、内盖、锅盖等部件。

(2)经常清理感温器的感温表面,除去烧焦的杂质,保持清洁。切勿损伤感温器的感温表面。内锅外底面的凹台面应保持平整、清洁,切勿损伤该凹台面,只有感温表面与凹台面的接触良好,才能确保感温性能和使用。如图9-254所示。

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图9-254 清理部件1

(3)使用1一2个月后,拆下燃气阀和燃烧器的连接螺钉,用∮0.1~∮0.4的铜丝疏通燃气阀的大燃气喷孔、小燃气喷孔,防止阻塞。如图9-255所示。

(4)沼气饭煲进气管与软管处应用管箍连接并紧密牢固,不得有沼气泄露现象,如图9-256所示。

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图9-255 清理部件2

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图9-256 进气管正确连接图

(5)沼气专用软管应保持畅通及无外泄露气现象,如发现有老化、破裂或损伤时,务必更换后才能重新使用。

9.注意事项

(1)由于沼气饭煲使用的是明火,用户在使用时应避免被火灼伤;同时必须避免“干烧”状况。

(2)注意点火针接头是否全部插入点火导线孔内,如图9-257所示;点火导线孔与点火针接头处的连接一定要紧固到位。松脱连接如图9-258所示,正确连接如图9-259所示。

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图9-257 点火导线和点火针

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图9-258 松脱连接

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图9-259 正确连接

(3)电子电脉冲点火的饭煲,需注意以下几点:

①启用前要安装电池于底座的电池盒内,避免电池受潮。

②电池电压如低于使用要求点不燃燃气时,应及时更换,更换方法如下:

a.搬开饭煲锅罩以上部分的锅罩、内锅、内盖及锅盖;

b.将底座倾斜如图9-260所示位置,可见塑料电池盒。打开电池盒盖,将电池按正(+)、负(-)极所示方向装人电池盒内。

c.盖好电池盒盖。

d.将锅罩、内锅、内盖、及锅盖放回原位,组装好沼气饭煲。

③沼气饭煲长期不使用时,需将电池取出。

(4)每次使用后,关闭沼气饭煲前管路上的开关;检查沼气饭煲的主燃开关、保温开关是否关闭,确保安全。

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图9-260 电池盒位置

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