隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，越來(lái)越多國(guó)內(nèi)企業(yè)推出全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t主要銷往國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，不少企業(yè)開始尋求將全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t銷往海外市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)品必須符合GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》標(biāo)準(zhǔn)，而銷往海外歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的燃?xì)獠膳療崴疇t，則必須通過(guò)CE認(rèn)證。由于全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t與常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t結(jié)構(gòu)及控制方式不同，氣流監(jiān)控問(wèn)題成為其通過(guò)CE認(rèn)證的難點(diǎn)，本文就影響全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t氣流監(jiān)控裝置若干因素的進(jìn)行探討與測(cè)試。
關(guān)鍵字：全預(yù)混冷凝采暖熱水爐CE認(rèn)證氣流監(jiān)控
0引言近年來(lái)，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t的技術(shù)也不斷升級(jí)，以滿足冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t市場(chǎng)的需求，GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》標(biāo)準(zhǔn)及EN483：1999《燃?xì)庵醒氩膳仩t額定熱輸入小于等于70kW的C型鍋爐(采暖熱水爐)》均對(duì)燃?xì)獠膳療崴疇t氣流監(jiān)控裝置有明確的要求，國(guó)內(nèi)出口到歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)品，則必須通過(guò)CE認(rèn)證，而氣流監(jiān)控裝置項(xiàng)目檢測(cè)合格，是取得CE認(rèn)證證書的關(guān)鍵點(diǎn)。常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t，絕大部分都是采用定速罩極風(fēng)機(jī)控制技術(shù)，一般都要在風(fēng)機(jī)出口連接一個(gè)檢測(cè)空氣流量的安全控制裝置風(fēng)壓開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在氣流監(jiān)控裝置測(cè)試中，人為加大煙道阻力(堵塞)，風(fēng)壓開關(guān)動(dòng)作，向控制器發(fā)出信號(hào)，從而停止燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)轉(zhuǎn)。而全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t是采用變頻風(fēng)機(jī)機(jī)械比例閥控制技術(shù)，在煙道阻力增大(堵塞)時(shí)，空氣流量下降，燃?xì)饬髁恳搽S之下降，因此多采用火焰離子探針檢測(cè)不到反饋信號(hào)而關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。
1影響全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t氣流監(jiān)控裝置若干因素的分析
1.1標(biāo)準(zhǔn)要求根據(jù)EN483：1999《燃?xì)庵醒氩膳仩t額定熱輸入小于等于70kW的C型鍋爐(采暖熱水爐)》標(biāo)準(zhǔn)6.5.8及7.5.8對(duì)氣流監(jiān)控裝置要求：6.5.8氣流監(jiān)控裝置6.5.8.1概述根據(jù)氣流監(jiān)控原理，在7.5.8中的相應(yīng)試驗(yàn)條件下，應(yīng)滿足6.5.8.2、6.5.8.3或6.5.8.4中描述的相關(guān)要求。6.5.8.2監(jiān)測(cè)燃燒空氣或燃燒產(chǎn)物壓力根據(jù)制造商的選擇，鍋爐應(yīng)符合如下任何一種要求之一：a.在7.5.8.2a)的試驗(yàn)條件下，應(yīng)在CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。b.在7.5.8.2b)的試驗(yàn)條件下，并在鍋爐處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，燃燒產(chǎn)物的CO濃度不得超過(guò)0.10%。6.5.8.3監(jiān)測(cè)燃燒空氣或燃燒產(chǎn)物流量根據(jù)制造商的選擇，鍋爐應(yīng)符合如下任何一種要求之一：在7.5.8.3a)的試驗(yàn)條件下，應(yīng)在CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。在7.5.8.3b)的試驗(yàn)條件下，并在鍋爐處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，燃燒產(chǎn)物的CO濃度不得超過(guò)0.10%。在7.5.8.3c)的試驗(yàn)條件下，應(yīng)在CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。在7.5.8.3d)的試驗(yàn)條件下，并在鍋爐處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，燃燒產(chǎn)物的CO濃度不得超過(guò)0.10%。7.5.8氣流監(jiān)控裝置7.5.8.1概述按照7.1.3的規(guī)定安裝鍋爐。向鍋爐通以對(duì)應(yīng)于鍋爐類別的一種基準(zhǔn)燃?xì)?。將鍋爐裝上制造商規(guī)定的最長(zhǎng)燃燒空氣供應(yīng)和燃燒產(chǎn)物排放管道?？稍诓谎b端頭或連接配件的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。按照7.6.1的規(guī)定測(cè)定CO濃度。7.5.8.2監(jiān)測(cè)燃燒空氣或燃燒產(chǎn)物的壓力將鍋爐調(diào)在標(biāo)稱輸入熱量上。在熱平衡狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。連續(xù)測(cè)量CO和CO2的濃度。制造商可以選擇采用如下任何一種試驗(yàn)方法：將風(fēng)扇端子處的電壓逐漸降低。檢查符合6.5.8.2a)的要求。使鍋爐處于環(huán)境溫度下，使風(fēng)扇端子處達(dá)到能夠使燃燒器點(diǎn)燃的最低電壓。在這種條件下，使鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)，直到達(dá)到熱平衡。檢查符合6.5.8.2b)的要求。7.5.8.3監(jiān)測(cè)燃燒空氣或燃燒產(chǎn)物的流量在鍋爐處于熱平衡狀態(tài)、采用標(biāo)稱輸入熱量進(jìn)行試驗(yàn)，或者是對(duì)于可調(diào)輸入熱量的鍋爐，用最大和最小輸入熱量，以及對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)輸入熱量值的算術(shù)平均制的輸入熱量進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)提供多種標(biāo)稱輸入熱量值，應(yīng)分別在每種輸入熱量下分別進(jìn)行試驗(yàn)。連續(xù)測(cè)量CO和CO2的濃度。
制造商可以選擇采用如下任何一種試驗(yàn)方法：
a.將燃燒產(chǎn)物排放管道或空氣進(jìn)氣口逐漸堵住。堵塞方法不應(yīng)導(dǎo)致燃燒產(chǎn)物重復(fù)循環(huán)。檢查滿足6.5.8.3a)的要求。
b.使鍋爐處于環(huán)境溫度下，將燃燒產(chǎn)物管道或空氣進(jìn)氣口堵塞到允許燃燒器點(diǎn)燃的最大程度。堵塞方法不得導(dǎo)致燃燒產(chǎn)物重復(fù)循環(huán)。在這種條件下，使鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)，直到達(dá)到熱平衡。檢查符合6.5.8.3b)的要求。
c.將風(fēng)扇端子處的電壓逐漸降低。檢查符合6.5.8.3c)的要求。
d.使鍋爐處于環(huán)境溫度下，將風(fēng)扇端子處的電壓降低到允許燃燒器點(diǎn)燃的最低電壓。在這種條件下，使鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)，直到達(dá)到熱平衡。檢查符合6.5.8.3d)的要求。
1.2離子探針材料的導(dǎo)電性能對(duì)氣流監(jiān)控裝置的影響在燃燒過(guò)程中，火焰內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的正、負(fù)離子，當(dāng)有外加電場(chǎng)施加于火焰時(shí)，這些正、負(fù)離子會(huì)在電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，因此產(chǎn)生電流，我們的火焰離子探針就相當(dāng)于電流收集器，使這些火焰離子電流反饋到控制器上。當(dāng)電流過(guò)弱就會(huì)反饋控制器從而關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。檢測(cè)氣流監(jiān)控裝置時(shí)一般采用逐漸堵燃燒產(chǎn)物排放管道出口(排煙管)或空氣進(jìn)氣口的方法進(jìn)行模擬。常規(guī)機(jī)型的氣流監(jiān)控裝置，只需把風(fēng)壓開關(guān)動(dòng)作值確定在一個(gè)合適的范圍就可保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。而冷凝式全預(yù)混機(jī)型靠火焰離子探針檢測(cè)不到反饋信號(hào)來(lái)關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。因此氣流監(jiān)控裝置項(xiàng)目不合格與火焰離子探針的材料的導(dǎo)電性能有關(guān)。
目前，燃?xì)獠膳療崴疇t的火焰離子探針一般選用三種材料：①鎳鉻絲、②康泰爾絲、③STT絲，以下針對(duì)不同的材料的火焰離子探針進(jìn)行了測(cè)試：試驗(yàn)一：測(cè)試三種材料的導(dǎo)電性能(實(shí)驗(yàn)條件：同一機(jī)型，同負(fù)荷燃燒，同一形狀不同材料火焰離子探針)表3從測(cè)試結(jié)果可以看出，STT絲材料的火焰離子探針在熱態(tài)下的導(dǎo)電性能最好，在60秒內(nèi)就反饋到火焰信號(hào)1.2uA，并在120s內(nèi)迅速穩(wěn)定在1.6uA，鎳鉻絲材料的火焰離子探針的導(dǎo)電性能最差，康泰爾絲居于二者中間。火焰離子探針材料的導(dǎo)電性能影響反饋信號(hào)的靈敏性和穩(wěn)定性。在煙管堵塞測(cè)試中，導(dǎo)電性能越好的離子探針，反饋火焰信號(hào)越快，能更好的保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷動(dòng)作越迅速。試驗(yàn)二：測(cè)試不同材料火焰離子探針，堵塞排煙管出口剩余2個(gè)排氣孔、1個(gè)排氣孔、0.5個(gè)排氣孔時(shí)，煙氣分析儀記錄的煙氣值CO(ppm)及反饋電流(A)：由表4、表5、表6及圖2可知，同一條件下堵塞排煙管，不同材料火焰離子探針，反饋電流及CO值不同，STT絲材料的火焰離子探針，可以在測(cè)試氣流監(jiān)控裝置項(xiàng)目時(shí)保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。
1.3火焰離子探針與燃燒器的距離對(duì)氣流監(jiān)控裝置的影響火焰離子電流強(qiáng)度與火焰離子探針與燃燒器的距離有關(guān)。因此只要控制火焰離子探針與燃燒器的距離，就可使反饋電流適當(dāng)增大或減小。實(shí)驗(yàn)三：采用康泰爾絲材料的火焰離子探針，進(jìn)行不同距離(火焰離子探針與燃燒器的距離)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。由表7、表8、表9及圖3可知，火焰離子探針距離燃燒器越近時(shí)，反饋電流及CO值越大。距離燃燒器8mm時(shí)，氣流監(jiān)控裝置測(cè)試符合要求。因此，只要把火焰離子探針調(diào)整到距離燃燒器合適的位置，可以在測(cè)試氣流監(jiān)控裝置項(xiàng)目時(shí)保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。
1.4空氣/燃?xì)獗壤c系統(tǒng)的匹配對(duì)氣流監(jiān)控裝置的影響全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t，對(duì)配件與整個(gè)燃燒換熱系統(tǒng)的匹配性要求非常高，特別是空氣/燃?xì)獗壤?燃?xì)獗壤y)的調(diào)節(jié)與系統(tǒng)的匹配對(duì)氣流監(jiān)控裝置的影響很大。對(duì)于全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t過(guò)剩空氣系數(shù)=V/V0式中過(guò)?？諝庀禂?shù)V實(shí)際空氣量，m3/m3燃?xì)饣騧3/V0理論空氣量，m3/m3燃?xì)饣騧3/全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t其一般控制在1.2～1.3左右。
試驗(yàn)四：通過(guò)加大過(guò)?？諝庀禂?shù)，測(cè)試對(duì)氣流監(jiān)控裝置的影響(實(shí)驗(yàn)中選用康泰爾絲材料的火焰離子探針)：
1、以下是非堵塞情況下，煙氣分析儀測(cè)定的最大功率及最小功率的煙氣值見(jiàn)表10：堵塞排煙管煙氣情況見(jiàn)表11：
2、調(diào)整過(guò)剩空氣系數(shù)，用煙氣分析儀測(cè)定的最大及最小功率的煙氣值見(jiàn)表12：此時(shí)堵塞排煙管煙氣分析情況見(jiàn)表13：對(duì)比表11與表13中的CO2和O2值都相應(yīng)發(fā)生了變化(見(jiàn)圖4)：由圖4可知，適當(dāng)調(diào)整過(guò)?？諝庀禂?shù)有利于保證氣流監(jiān)控裝置在CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。
1.5燃燒換熱系統(tǒng)密封性對(duì)氣流監(jiān)控裝置測(cè)試的影響由于全預(yù)混冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t的燃?xì)庠谌紵芭c足夠的空氣進(jìn)行充分混合，在燃燒的過(guò)程中不再需要供給空氣，如果燃燒換熱系統(tǒng)沒(méi)有完全密封，堵塞時(shí)煙氣泄漏會(huì)造成實(shí)際補(bǔ)充的空氣減少，容易出現(xiàn)不完全燃燒而導(dǎo)致煙氣超標(biāo)。
2結(jié)論
1、選取使用導(dǎo)電性能較好材料的火焰離子探針有利于冷凝式全預(yù)混機(jī)型在堵塞排煙管時(shí)火焰離子探針收集不到足夠的信號(hào)來(lái)反饋控制器從而關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。從而保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。
2、把火焰離子探針調(diào)整到距離燃燒器合適的位置，就可以在氣流監(jiān)控測(cè)試時(shí)保證CO濃度超過(guò)0.20%之前將燃?xì)夤?yīng)切斷。
3、調(diào)整適當(dāng)?shù)倪^(guò)?？諝庀禂?shù)與整個(gè)燃燒換熱系統(tǒng)的匹配，有利于降低堵塞時(shí)CO的濃度。
4、燃燒換熱系統(tǒng)的密封性是影響氣流監(jiān)控裝置測(cè)試時(shí)煙氣超標(biāo)的原因。