燃?xì)饪鞠湓町a(chǎn)品煙氣分析取樣方式探討

摘 要

燃?xì)饪鞠湓町a(chǎn)品近幾年在中國制造能力已經(jīng)大步躍升到近千萬臺的規(guī)模,年產(chǎn)百萬臺的制造商已經(jīng)出現(xiàn),從結(jié)構(gòu)造型到功能配置已逐步完善,大有與國際一流制造商一決高下的態(tài)勢,關(guān)鍵部件

燃?xì)饪鞠湓町a(chǎn)品近幾年在中國制造能力已經(jīng)大步躍升到近千萬臺的規(guī)模,年產(chǎn)百萬臺的制造商已經(jīng)出現(xiàn),從結(jié)構(gòu)造型到功能配置已逐步完善,大有與國際一流制造商一決高下的態(tài)勢,關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)制造也是異軍突起,從普通功能的旋塞閥到具備控溫性能的溫控閥已上規(guī)模,配套日臻完善甚至有大批的配件出口世界各地。
但是因?yàn)槿細(xì)猱a(chǎn)品因世界各地氣源成分復(fù)雜多變和燃?xì)廨斉浼夹g(shù)程度的影響,對產(chǎn)品評價(jià)的方法也是呈多樣化態(tài)勢,一時(shí)難以確認(rèn)孰是孰非,就煙氣分析這個(gè)指標(biāo)來講全球差異很大,一是取樣方式不同,二是評價(jià)指標(biāo)不同,造成評價(jià)難度加大,更因?yàn)樵S多國家的燃?xì)猱a(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)完全借鑒別國標(biāo)準(zhǔn)而本國燃?xì)饨M分和壓力等參數(shù)不同不能完全應(yīng)用他國標(biāo)準(zhǔn)。
為此,我就煙氣分析和取樣方式等方面談點(diǎn)本人看法,希望能對同行有所裨益。先看取樣器外形結(jié)構(gòu)。
一、取樣器的外形
1.中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB16410-2007中規(guī)定的取樣器外形
 

使用時(shí)將取樣器圓環(huán)套在試驗(yàn)鍋外圍距鍋底40mm的高度位置,要求取樣器環(huán)形為水平位置,保證沿圓周與鍋外徑間隙均勻,燃燒廢氣由圓環(huán)內(nèi)側(cè)小孔吸入經(jīng)直管引入煙氣分析儀的取樣管內(nèi)進(jìn)行分析,可以從儀器顯示屏上直接讀出CO、CO2、O2的數(shù)據(jù),然后根據(jù)不同國家的計(jì)算公式計(jì)算出在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣含量。圓環(huán)用紫銅管制造。
 
2.南美地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣器
 

要求取樣器用不銹鋼制造,雙層,燃燒廢氣和水蒸氣分離,對焊接要求高,焊接面積大。
歐洲EN30-1-1標(biāo)準(zhǔn)中的取樣器
 

 
二、優(yōu)劣分析
1.中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB16410-2007中規(guī)定的煙氣取樣器
國標(biāo)煙氣取樣器用Φ12×1的紫銅管制造,其上有48個(gè)Φ1mm的取樣孔沿圓周均勻分布,根據(jù)實(shí)驗(yàn)用鍋的直徑不同而形成系列,對于試驗(yàn)鍋對應(yīng)的燃燒器熱負(fù)荷也分級較細(xì),尤其取樣器與鍋外沿的尺寸相對固定,取樣時(shí)能夠完整地將燃燒產(chǎn)物吸入取樣器,外界空氣和水蒸氣不易進(jìn)入取樣器,分析結(jié)果相對準(zhǔn)確,分析儀器的使用壽命相對會延長,以下表格是國標(biāo)規(guī)定的熱負(fù)荷與試驗(yàn)鍋直徑及其加水量的具體數(shù)據(jù):
 
 
實(shí)測熱負(fù)荷KW
試驗(yàn)鍋的尺寸
加水量KG
鍋直徑mm
高度
1.1
140
90
0.5
1.1
180
100
0.8
1.4
180
110
1.0
1.72
200
125
1.5
2.08
220
140
2
2.48
240
150
2.5
2.91
260
160
3
3.38
280
175
4
3.96
300
190
5
4.4
320
200
6
4.95
340
210
7
5.56
360
225
8
 
中國標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:煙氣中CO的含量≤0.05%(理論空氣量α=1時(shí))
 
這種取樣器的不足之處是紫銅管長期使用會變形與鍋外圓的間隙有變化而不均勻。需要一定時(shí)期內(nèi)對取樣器外形用整形方法修復(fù),對于非圓形燃燒器和加熱器具的取樣不適用。
對燃?xì)?span>BBQ、燃?xì)馊∨鳌⑷細(xì)饪照{(diào)、燃?xì)獗涞热細(xì)庥镁呷臃绞揭鶕?jù)產(chǎn)品從新設(shè)計(jì)取樣裝置,
 
2.歐洲E30-1-1標(biāo)準(zhǔn)和南美標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的取樣器
歐洲和南美的取樣器是個(gè)半封閉的罩形結(jié)構(gòu),煙氣通道和水蒸氣通道隔離,取樣原理采用我國燃?xì)鉄崴鞯姆绞?,也是按照熱?fù)荷的分級系列化制造,但是分級較少,不同熱負(fù)荷的燃燒器用鍋直徑和加水量有相同的情況,這種取樣器結(jié)構(gòu)和制作復(fù)雜,消耗材料多,笨重、造價(jià)高,對于系列化的結(jié)構(gòu)尺寸不完整,焊接要求高且難以保證,特別對于小功率燃燒器來講高度尺寸顯然不合理,甚至?xí)⒒鹧嫒堪菰谌悠鲀?nèi),造成二次空氣無法進(jìn)入,隨著使用時(shí)間增長變形也越來越大,焊接應(yīng)力致使修復(fù)困難。
 
A 沙特阿拉伯試驗(yàn)鍋尺寸、加水量與熱負(fù)荷的關(guān)系一覽表
 
實(shí)測熱負(fù)荷KW
試驗(yàn)鍋的尺寸
加水量KG
鍋直徑mm
高度
1.5
180
120
2
1.89
200
130
2.8
2.26
220
140
3.7
2.65
240
150
4.8
3
260
160
6.1
3.6
280
170
7.7
4.02
300
180
9.4
4.02
320
190
11.4
 
 
B 俄羅斯試驗(yàn)鍋尺寸、加水量與熱負(fù)荷的關(guān)系一覽表
 
實(shí)測熱負(fù)荷KW
試驗(yàn)鍋的尺寸
加水量KG
1.16-1.64
220
3.7
1.65-1.98
240
4.8
1.99-2.36
260
6.1
2.37-4.2
260
6.1
4.2
300
9.4
 
 
俄羅斯燃?xì)饩邿煔庵?span>CO含量標(biāo)準(zhǔn)
測試編號
爐頭
所用氣體
旋閥手柄位置
CO濃度最大值
1
單獨(dú)一個(gè)爐頭
每一種實(shí)驗(yàn)氣
完全打開
0.10
2
單獨(dú)一個(gè)爐頭
每一種實(shí)驗(yàn)氣
與標(biāo)稱熱負(fù)荷1/2的位置
0.15
3
單獨(dú)一個(gè)爐頭
不完全燃燒的界限氣
完全打開
0.15
4
所有灶臺爐頭和烤箱架同時(shí)操作
每一種實(shí)驗(yàn)氣
完全打開
0.20
5
單獨(dú)一個(gè)爐頭
其中一種實(shí)驗(yàn)氣
完全打開
0.20
 
 
對于南美地區(qū)整機(jī)煙氣測試的取樣器則結(jié)構(gòu)如下圖:
 
     這個(gè)整機(jī)煙氣測試煙氣取樣器要根據(jù)產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造,比較費(fèi)料和不好存放。
 
實(shí)際上,只要嚴(yán)格控制每個(gè)燃燒器的CO含量就可以完全控制整機(jī)的CO含量,對于按照熱負(fù)荷對測試容器分級本人認(rèn)為沒有必要分的很細(xì),因?yàn)閷?shí)際使用中用戶的容器不可能按照國家標(biāo)準(zhǔn)那樣選擇,檢驗(yàn)的目的是為了控制CO的排放,適當(dāng)分級完全可以滿足試驗(yàn)需求。
    這個(gè)整機(jī)測試取樣器因?yàn)榕c烤箱整機(jī)規(guī)格配合要求較高,如果不匹配將嚴(yán)重影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,如間隙偏大會造成新鮮空氣混入取樣器致使O2含量居高不下,CO2含量很低,完全不符合燃燒理論產(chǎn)物的成分,測試結(jié)果當(dāng)然不準(zhǔn)確。正常情況下CO2含量在5%以上,O2在15%以下,當(dāng)使用這個(gè)取樣器時(shí)曾出現(xiàn)CO2含量在0.5%,O2在20.5%的不正常情況。顯然是不正確的。
 
縱觀當(dāng)前國際所有燃?xì)饩邩?biāo)準(zhǔn),中國國標(biāo)分12個(gè)規(guī)格,要12個(gè)規(guī)格的試驗(yàn)鍋和取樣器,有點(diǎn)太細(xì),南美分為8個(gè)規(guī)格,而俄羅斯只有4個(gè)規(guī)格。分級太細(xì)對制造商檢驗(yàn)會無形中增加了工作量,分級太粗會影響測試的準(zhǔn)確性, 我國標(biāo)準(zhǔn)2007版以前是有獨(dú)特之處的,在2007版標(biāo)準(zhǔn)中除增加了烤箱部分內(nèi)容外,又抄襲了一些國外標(biāo)準(zhǔn),本人認(rèn)為沒有必要,因?yàn)槲覈娜細(xì)饩咝袠I(yè)經(jīng)歷過從無到有,從小到大的快速發(fā)展過程,形成了自己的一套標(biāo)準(zhǔn)體系,沒有必要隨著國外標(biāo)準(zhǔn)走,因?yàn)橥ㄟ^20多年的發(fā)展,我們在燃?xì)饩叩难邪l(fā)、制造方面已經(jīng)趕上甚至超過歐洲發(fā)達(dá)國家,比如在人工煤氣、沼氣、油制氣等燃?xì)鈶?yīng)用中像德國已經(jīng)認(rèn)為太復(fù)雜退出此類燃?xì)鈶?yīng)用的研究,在控制元件如溫控閥的開發(fā)制造和品質(zhì)提升方面講其控溫精度和耐高溫環(huán)境的品質(zhì)上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界名牌企業(yè),如SABAF、COMPRECI、英維思等品牌,我們在20多年的時(shí)間里走完了歐洲100多年的路程,我們有底氣樹立自己的標(biāo)準(zhǔn)。
本人認(rèn)為烤箱煙氣取樣器分為6個(gè)分級就可以,即1kw、2kw、3kw、4kw、5kw、6kw 這樣既可以減少測試設(shè)備數(shù)量又可以滿足測試評價(jià)的需要。