2.2.4氣流監(jiān)控
GB 25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》根據(jù)器具不同的設(shè)計(jì)原理制定了給排氣壓力監(jiān)測(cè)、給排氣流量監(jiān)測(cè)、燃?xì)?、空氣比例控制器等檢驗(yàn)方法和判定指標(biāo),解決了在惡劣的氣候條件下器具的合理使用問題。氣流監(jiān)控要求無論是煙道堵塞還是電壓波動(dòng)等外部因素發(fā)生異常,燃?xì)獠膳療崴疇t都必須在φCO超標(biāo)之前關(guān)閉,既保證了用戶的人身財(cái)產(chǎn)安全,又為檢驗(yàn)企業(yè)的產(chǎn)品是否合格提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。非冷凝爐氣流監(jiān)控φCO統(tǒng)計(jì)見表l4,冷凝爐氣流監(jiān)控φCO統(tǒng)計(jì)見表15。
由表l4可以得到,歐洲進(jìn)口產(chǎn)品中,83.6%的產(chǎn)品φCO<0.040%,只有6.6%的產(chǎn)品φCO>0.120%。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品中,只有51%的產(chǎn)品φCO<0.040%,l8.9%的產(chǎn)品φCO>0.120%。再一次證明簡(jiǎn)單的模仿將來無法滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
由表l5可以得到,歐式進(jìn)口產(chǎn)品中96%產(chǎn)品φCO小于0.080%,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品中75%產(chǎn)品φCO小于0.080%,韓式進(jìn)口產(chǎn)品中71%產(chǎn)品φCO小于0.080%。 .
氣流監(jiān)控的測(cè)試目的主要是檢測(cè)器具在進(jìn)排氣不暢的情況下,安全關(guān)閉時(shí)煙氣中φCO是否小于0.20%,或在其臨界狀態(tài)下燃燒時(shí)煙氣中φCO是否小于0.10%。
目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)氣流監(jiān)控,第一種方式:非冷凝爐和煙氣回收式產(chǎn)品是通過器具內(nèi)安裝的風(fēng)壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)氣流監(jiān)控。第二種方式:全預(yù)混冷凝爐是通過監(jiān)控風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式實(shí)現(xiàn)氣流監(jiān)控。對(duì)于裝有風(fēng)壓開關(guān)的器具,風(fēng)壓開關(guān)啟、閉時(shí)的壓力值對(duì)測(cè)試結(jié)果有決定性的作用,當(dāng)該壓力值過低時(shí)φCO往往會(huì)很高。國(guó)產(chǎn)機(jī)器該項(xiàng)目試驗(yàn)時(shí)φCO偏高與選用的風(fēng)壓開關(guān)有直接的關(guān)系,進(jìn)口的風(fēng)壓開關(guān)質(zhì)量好,重現(xiàn)性好,但價(jià)格高(每個(gè)約80多元人民幣);而大部分國(guó)內(nèi)企業(yè)為了降低成本,選用價(jià)格低的風(fēng)壓開關(guān)(每個(gè)幾元錢,高的l0~20多元),這種風(fēng)壓開關(guān)動(dòng)作點(diǎn)漂移嚴(yán)重,重現(xiàn)性不好。并且燃燒室密封性能對(duì)該項(xiàng)試驗(yàn)也有很大的影響,在完全相同的情況下,密封性能好的產(chǎn)品φCO小于密封性能差的產(chǎn)品。
裝有燃?xì)狻⒖諝獗壤刂破鞯钠骶?,能夠?zhǔn)確地監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)空氣量減少的同時(shí)燃?xì)饬恳蚕鄳?yīng)減少,負(fù)荷逐漸降低,器具關(guān)閉時(shí)φCO一般都較低。因此冷凝產(chǎn)品φCO比非冷凝產(chǎn)品φCO低。
2.2.5 N0x排放等級(jí)
氮氧化物(N0x)種類很多,造成大氣污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02),在高溫燃燒條件下,N0x主要以N0的形式存在,最初排放的N0x中NO約占95%,l t天然氣完全燃燒后,產(chǎn)生6.35 kg的N0x。但是,NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng),生成N02,故大氣中N0x普遍以N02的形式存在。二氧化氮溶于水時(shí)生成硝酸和一氧化氮。在溫度較高或有云霧存在時(shí),N02與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HN03)。在有催化劑存在時(shí),如加上合適的氣象條件,N02轉(zhuǎn)變成硝酸的速度加快。特別是當(dāng)N02與S02同時(shí)存在時(shí),可以相互催化,形成硝酸的速度更快。
GB 25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》在制定時(shí)考慮了國(guó)家節(jié)能減排的政策及全球性酸雨問題,制定了N0x排放等級(jí)(見表l6)。
表16中,l級(jí)最差,5級(jí)最好。非冷凝爐N0x排放統(tǒng)計(jì)見表l7,冷凝爐N0x排放統(tǒng)計(jì)見表1 8。
由表l7可以得到,只有23%的非冷凝爐N0x排放等級(jí)<3級(jí),好于熱水器產(chǎn)品,主要原因是燃?xì)獠膳療崴疇t排煙溫度低,平均排煙溫度<
由表l8可以得到,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品與歐式進(jìn)口產(chǎn)品冷凝爐N0x排放等級(jí)均為5級(jí),韓式進(jìn)口產(chǎn)品N0x排放等級(jí)比較均勻分布在3、4級(jí)范圍內(nèi)。
N0x是高溫下空氣中N2與02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。因此要減少N0x的產(chǎn)生,應(yīng)降低燃燒溫度和過??諝饬俊HA(yù)混冷凝爐燃燒前將燃?xì)夂涂諝獬浞只旌?,?yōu)化燃燒過程,從而使燃燒排放煙氣中的N0x大大降低。非冷凝產(chǎn)品由于過??諝庀禂?shù)較大,N0x排放量比冷凝產(chǎn)品高。
2.2.6 燃燒系統(tǒng)密封性能
GB 25034-2010標(biāo)準(zhǔn)的第6.2.2條規(guī)定了燃燒系統(tǒng)密封性,在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,器具給、排氣系統(tǒng)泄漏量應(yīng)小于表19的規(guī)定值。
這里燃燒系統(tǒng)指的就是將燃燒器、換熱器等部件封閉起來的密閉空間。燃燒系統(tǒng)密封性能的好壞直接影響到過剩空氣系數(shù)、氣流監(jiān)控風(fēng)壓開關(guān)動(dòng)作值、燃燒用空氣的來源和廢氣排放等問題。密閉式燃燒系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就是燃燒用空氣取自室外,燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排到室外。以30 kW的天然氣采暖爐為例,l h燃燒需要消耗
非冷凝爐燃燒系統(tǒng)密封性統(tǒng)計(jì)見表20,冷凝爐燃燒系統(tǒng)密封性統(tǒng)汁見表21。
歐式產(chǎn)品面板不起密封作用,打開產(chǎn)品面板后,看不到燃燒器、換熱器、風(fēng)機(jī)等部件,燃燒室還有單獨(dú)的“燃燒室面板”將其隔開。氣閥、水泵、控制器、水路組件在燃燒室外;排煙管是同軸式給排氣管。韓式產(chǎn)品面板起到燃燒室密封作用,打開面板后就可以看到全部的零部件,排煙管室外端是同軸的,室內(nèi)是分離式的。從表20看出,85%的韓式產(chǎn)品最大漏氣量>5 m3/h。歐式產(chǎn)品由于其密封室小,密封范圍小,結(jié)構(gòu)合理,易于密封,其最大漏氣量低于韓式產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品由于鈑金件加工精度和一致性差,并且部分氽業(yè)選用的板材硬度差、穩(wěn)定性差,以及安裝質(zhì)量控制不嚴(yán)格等問題的共同作用,最大漏氣量普遍高于歐洲進(jìn)口產(chǎn)品。
冷凝爐屬于高端產(chǎn)品,并且全預(yù)混燃燒的空氣量需要嚴(yán)格控制,選用的板材和密封材料好于非冷凝爐。冷凝爐最大漏氣量低于非冷凝爐。
2.2.7最高熱水溫度
在68 25034--2010標(biāo)準(zhǔn)第7.8.3.1款規(guī)定的試驗(yàn)條件下,生活熱水最高溫度應(yīng)低于
該項(xiàng)試驗(yàn)的目的是通過逐漸減小供水壓力,直到燃燒器熄滅,模擬在實(shí)際使用過程中水壓突然降低,或者水壓剛好能夠保證器具運(yùn)行的情況下,熱水最高出水溫度應(yīng)低于
樣品最高熱水溫度統(tǒng)計(jì)見表22。
由表22,我們可以得出以下結(jié)論:全部樣品最高熱水溫度分布范圍為57~77℃,其中在62~72℃范圍分布比例較大。冷凝產(chǎn)品和非冷凝產(chǎn)品在62~
最高熱水溫度是在將生活熱水出水溫度設(shè)定在最高值的情況下,逐漸降低進(jìn)水壓力直至器具熄滅時(shí)測(cè)得的最高熱水溫度。影響最高熱水溫度的因素有器具的最高熱水溫度設(shè)定值、生活熱水溫度探頭的安裝位置及安裝形式等。器具的最高熱水溫度設(shè)定值一般為
2.2.8生活熱水過熱溫度
在GB 25034-2010標(biāo)準(zhǔn)第7.8.5條規(guī)定的試驗(yàn)條件下,生活熱水過熱溫度應(yīng)低于等于
該項(xiàng)目測(cè)試目的是冬天供暖期,器具供暖系統(tǒng)連續(xù)燃燒很長(zhǎng)時(shí)間后,需要使用生活熱水時(shí),在打開熱水的一瞬間出水溫度不能過高。
樣品生活熱水過熱溫度統(tǒng)計(jì)見表23。
由表23,我們可以得出以下結(jié)論:全部樣品生活熱水過熱溫度分布范圍為42~72℃,其中在47~
影響生活熱水過熱溫度的因素主要是器具生活熱水管路的換熱型式,目前大多數(shù)產(chǎn)品主要是套管換熱與板式換熱兩種型式。套管換熱型式中,當(dāng)生活熱水出水口關(guān)閉后,殘留在管路中的水長(zhǎng)時(shí)間被供暖水加熱,測(cè)得溫度偏高。板式換熱型式中,當(dāng)器具運(yùn)行供暖模式時(shí),供暖水不經(jīng)過板式換熱器,只有當(dāng)生活用水啟動(dòng)時(shí),供暖水才通過板式換熱器與生活水換熱,這種型式下測(cè)得的溫度一般都較低。
2.2.9停水溫升生活熱水溫度
在GB 25034-2010標(biāo)準(zhǔn)第7.8.4.1款規(guī)定的試驗(yàn)條件下,生活熱水溫度應(yīng)低于
由表24,我們可以得出以下結(jié)論:全部樣品停水溫升溫度分布范圍為58~91℃,其中在58~78℃范圍分布比例較大。冷凝產(chǎn)品、非冷凝產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品分布趨勢(shì)與總樣品趨勢(shì)相同。
快速換熱式產(chǎn)品有2種類型,第1種類型板式換熱器產(chǎn)品:主熱交換器內(nèi)只有供暖水,生活熱水通過板式換熱器與供暖水進(jìn)行水水換熱。第2種類型套管換熱式產(chǎn)品:主熱交換器內(nèi)有兩層管路,內(nèi)管里是生活熱水,外管里是供暖水,供暖水吸收燃?xì)馊紵尫诺臒崃?,生活熱水再和供暖水換熱。當(dāng)關(guān)閉生活熱水后,只有主熱交換器內(nèi)的供暖水吸收燃?xì)馊紵臒崃浚欢坠軗Q熱式產(chǎn)品,在關(guān)閉生活熱水后供暖水和生活熱水同時(shí)吸收燃?xì)馊紵臒崃?。套管換熱式停水溫升高于板式換熱式。套管換熱式產(chǎn)品當(dāng)關(guān)閉生活熱水后,供暖循環(huán)水泵是否運(yùn)轉(zhuǎn)及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短,對(duì)測(cè)試結(jié)果也有很大影響。當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)供暖系統(tǒng)水循環(huán)帶走器具中的熱量,且循環(huán)時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)帶走熱量越多,當(dāng)再打開生活熱水開關(guān)時(shí),生活熱水出水溫度較低。
2.2.1 0加熱時(shí)間
在GB 25034-2010標(biāo)準(zhǔn)中第7.8.6條規(guī)定的試驗(yàn)條件下,加熱時(shí)間≤90 s。樣品加熱時(shí)間統(tǒng)計(jì)見表25。
由表25,我們可以得出以下結(jié)論:全部樣品加熱時(shí)間分布范圍為24~90 s,其中在30~60 s范圍分布比例較大,冷凝產(chǎn)品、非冷凝產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品分布趨勢(shì)與總樣品趨勢(shì)相同。
影響加熱時(shí)間的因素有器具從點(diǎn)燃到達(dá)到最大火燃燒的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間越短,則加熱時(shí)間也越短。另外器具的換熱效果即供暖水和生活熱水的水換熱效果,對(duì)加熱時(shí)間也有一定影響,換熱效果越好則加熱時(shí)間越短,反之則越長(zhǎng)。
2.2.11 水阻力
燃?xì)獠膳療崴疇t的供暖水需要循環(huán)水泵將其輸送到各個(gè)供暖的房間內(nèi),循環(huán)水泵是動(dòng)力源。水泵按功率和揚(yáng)程來區(qū)分,送檢的產(chǎn)品中80%的水泵功率可調(diào)節(jié),分3個(gè)檔位調(diào)節(jié)。但在實(shí)際使用時(shí)因?yàn)闊o法監(jiān)測(cè)具體的水流量值,不知道每個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的具體供暖水流量,因此沒有人去調(diào)節(jié)水泵的功率。部分高端機(jī)型裝有自動(dòng)變頻的水泵,揚(yáng)程和水流量可以根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整,但其價(jià)格是普通水泵的2~4倍。
水阻力檢測(cè)時(shí)需要測(cè)量水泵的最大揚(yáng)程和最大流量,通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)同一品牌同一型號(hào)的水泵,水流量和揚(yáng)程的區(qū)別很大。水阻力統(tǒng)計(jì)見表26。
雖然是同一揚(yáng)程的水泵,水流量最低值只有最大值的54%,揚(yáng)程只有最大值的62%,主要是由于機(jī)器水路設(shè)計(jì)不合理,水路管徑小、阻力大等原因造成水流量和揚(yáng)程偏低。
3 結(jié)語
國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品經(jīng)過近20年的飛速發(fā)展,產(chǎn)品質(zhì)量有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,已經(jīng)可以和進(jìn)口產(chǎn)品抗衡,銷量已占到國(guó)內(nèi)銷量的2/3,出口量也逐年增加,2010年出口量為l5×104臺(tái),2011年超過了20×104臺(tái)。絕大多數(shù)高端產(chǎn)品模仿歐洲產(chǎn)品生產(chǎn),采購(gòu)?fù)瑯悠放频牧悴考r(jià)格又高于歐洲企業(yè)全球統(tǒng)一采購(gòu)價(jià)格,競(jìng)爭(zhēng)力不如歐洲產(chǎn)品。低端產(chǎn)品占據(jù)了大部分的份額,尤其是出口產(chǎn)品價(jià)格低廉,客戶以東歐及俄羅斯等地的客戶為主,還沒有打入歐洲的主流市場(chǎng)。
通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,在不完全燃燒界限氣、氣流監(jiān)控和密封結(jié)構(gòu)等項(xiàng)目,我們的檢驗(yàn)結(jié)果和歐洲進(jìn)口產(chǎn)品還有很大的差距,這主要是由于一方面雖然GB 25034標(biāo)準(zhǔn)比GB 6932標(biāo)準(zhǔn)提高了很多,但部分國(guó)產(chǎn)企業(yè)跟進(jìn)速度慢,產(chǎn)品改進(jìn)速度有待提高;另一方面國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制手段和員工的技術(shù)水平有待提高,產(chǎn)品細(xì)節(jié)處理有待更完美,當(dāng)大家的零部件和工藝相同的情況下,比的就是細(xì)節(jié)的處理。細(xì)節(jié)雖小但對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響可不小,如鈑金件的平整度不符合要求,密封膠條的厚度彈性不符合要求,密封膠條不按設(shè)計(jì)圖紙貼到位,都會(huì)影響到氣流監(jiān)控試驗(yàn)的C0含量,嚴(yán)重的會(huì)造成C0排放超標(biāo)。
全預(yù)混式冷凝爐燃燒充分,且能夠根據(jù)熱負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,使燃燒始終在高效段進(jìn)行。因此,無論是額定熱輸入狀態(tài)下還是部分負(fù)荷狀態(tài)下,全預(yù)混式冷凝爐熱效率都遠(yuǎn)高于非冷凝產(chǎn)品的熱效率;因其全預(yù)混燃燒,空氣燃?xì)馀浔群侠?,燃燒充分,各種情況下煙氣中的φCO都遠(yuǎn)低于非冷凝產(chǎn)品和煙氣回收式產(chǎn)品;并且燃燒溫度低,過??諝饬啃。虼?/font>N0x排放量也低。同時(shí)我們也應(yīng)看到,冷凝產(chǎn)品還是以進(jìn)口品牌為主,冷凝產(chǎn)品從品牌的數(shù)量、市場(chǎng)銷量等方面都是進(jìn)口產(chǎn)品的天下,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品還處在起步階段。
燃?xì)獠膳療崴疇t的生活熱水是二次換熱,首先需要加熱主熱交換器內(nèi)的供暖水,然后供暖水再加熱生活熱水,因此加熱時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于快速式熱水器,平均值達(dá)到49.8 s,不利于節(jié)能減排,有待提高。并且前吹掃時(shí)間的長(zhǎng)短,隨熱負(fù)荷根據(jù)熱水設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)監(jiān)控的出水溫度自動(dòng)調(diào)整的頻率和時(shí)間的長(zhǎng)短都會(huì)影響到加熱時(shí)間的長(zhǎng)短。燃?xì)獠膳療崴疇t由于其自身結(jié)構(gòu)和工作原理的限制,在熱水舒適度方面和快速熱水器還有很大的差距,但可提升空間也很大。燃?xì)獠膳療崴疇t的設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者可以借鑒快速熱水器在這方面的先進(jìn)技術(shù),比如共用伺服閥、同時(shí)監(jiān)控生活熱水進(jìn)出水溫度等方式,改善燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)品的生活熱水性能。、
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本文作者:何貴龍 楊麗杰 李蓓
作者單位:中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院
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