燃气采暖热水炉烟气超温产生原因及保护措施

http://www.bgl.hc360.com2014年02月26日14:21 来源:广州迪森家用锅炉制造有限公司作者:李志伟 陈永钊T|T

    慧聪壁挂炉网 摘要:燃气采暖热水炉的安全保护系统是保证产品可靠运行、使用者人身财产安全必不可少的措施,由于在长时间采暖过程中,零部件的差异、水质好坏、燃气适应性差异、系统管路的铺设等都会使烟气超温,危害到锅炉内部元器件的安全,造成安全隐患,本文列举了一些常见的故障起因,进行了分析。并提出在烟道中采用特殊工程塑料的压力采集管——文丘里管,对监控烟气超温所起到的作用。

    关键词:烟气超温,水泵异常,排烟通道堵塞,采暖通道堵塞,工程塑料的文丘里管

    1引言

    燃气采暖热水炉的一项重要性能指标就是产品热效率及安全性,根据国家标准GB20665-2006能效等级2规定:燃气采暖热水炉的额定热输入状态下采暖热效率为88%以上,燃气采暖热水炉烟气温度的高低,一定程度上影响着其热效率的高低。即使是经过检验合格的产品,进入家庭后,因气源、水质、管路的材质等使用环境因素差异和变化,也可能会使产品的出现烟气增高,热效率降低等问题。严重的会给用户造成重大的经济损失,甚至发生危险事故。因此对烟气温度过高进行监测并提前预警将有着非常重要的作用,同时也是提高产品的安全性和市场竞争力的有效途径。

    2烟气超温的问题产生主要因素

    燃气采暖热火炉在长时间采暖过程中,由于零部件的差异、水质好坏、燃气适应性差异及变化,系统管路的铺设等都可能会使烟气超温(烟气温度大于260℃以上,导致热效率低,同时会危害到锅炉内部元器件的安全)。其产生的烟气超温主要有以下几个方面:

    (1)循环水泵异常停止工作

    燃气采暖热水炉中水泵的作用是提供给采暖系统中热水循环的动力,是燃气采暖热水炉中的核心部件。由于产品老化、质量问题、水垢影响,都会使水泵异常停止工作,形成系统干烧,导致烟气超温。

    (2)气质脏产生的异常

    一般燃气中常含有焦油和灰尘、萘、氨、硫化氢等杂质,如果燃气中的杂质成分过多,经常导致燃气采暖热水炉产生故障有:其一,燃气安全阀密封性降低。燃气通道中粉尘和焦油可能会堆积在通道的边缘地带,当在燃气安全阀的过气孔与橡胶垫密封处堆积了过多的粉尘时,会阻挡气阀无法关闭燃气通道,从而形成燃气泄漏。此时当热水炉在停止工作后,燃烧器仍可能继续保持燃烧的状态。此时主换热器里的水停止流动,不能带走燃气燃烧产生的热量,从而导致干烧,烟气温度增高。其二,主换热器的吸热片长期积碳,引起排烟通道堵塞排烟阻力大,导致了火焰外溢,外溢的高温烟气直接进入烟罩,导致了烟气超温。火焰外溢产生的原因有很多方面,其中燃气中硫化物、焦油等杂质中的含量过多情况下,或燃气不完全燃烧产生的杂质,都可能堆积在换热器的吸热片表面,日积月累堵塞了主换热器的排烟通道。

    (3)套管主换热器采暖水路系统的异常

    套管机型主换热器因本身结构特点相对于板换式机型更易出现吸热效率低而致烟气温度升高。因为采暖通道内的水流流向是一个往返的行程,如图1所示。导致热效率下降的原因主要有:采暖通道堵塞(结垢)和采暖水路短路等。其一,产生采暖通道堵塞主要原因有主换厂生产质量问题或用户使用过程中的水质情况(水质较硬易结垢),导致个别管路结垢而堵塞,热量吸收效率差。例如图1中,当个别管路堵塞后,满负荷工作烟气温度就相当的高,可达260℃以上。保持全部管路的管路通畅,目前也是我们值得思考的问题。其二,采暖水路短路属于产品质量缺陷,一般发生在图中水盒内隔板作用的失效,即部分的循环水不流经吸热片而直接从水盒内通过。该缺陷反应的现象是输出热效率低,发生干烧排烟温度过高。

套管式主换采暖通道水流方向

套管式主换采暖通道水流方向

    以上主换热器异常除了烟气温度升高外,现有系统的安全措施是不能检测及报警,对产品来说是一种危害性非常大潜在危害。

    3烟气超温的保护措施及优缺点

    燃气采暖热水炉的安全保护系统是保证产品可靠运行、使用者人身财产安全必不可少的措施,例如:过热保护、缺水保护、烟道堵塞等,目前市面上很多燃气采暖热水炉产品在这些方面并不很完善,技术上有待提升。本文前面针对烟气超温问题的产生原理进行了说明,同时烟气超温保护可以采取一些有效的方式,如增加烟气温度开关、特殊工程塑料的烟道文丘里管等。采用烟气温度开关的监控方式,在国内的燃气采暖热水炉及燃气热水器的烟道机中广泛应用,其主要应用于在烟道堵塞、烟气倒灌监测功能。而常规的大气燃烧平衡式强排机燃气采暖热水炉中很少使用。风压差开关的压力采集管通常使用的是金属材料,以下本文提出在烟道中采用特殊工程塑料的压力采集管——文丘里管,对监控烟气超温所起到的作用。

工程塑料文丘里

工程塑料文丘里

    在燃气采暖热水炉排烟系统中的文丘里管主要作用:采集烟道气流中在文丘里管产生的压差,风机运转后,该压差用于驱动风压开关。在风机运行过程中,系统会实时监控风压差开关的状态。当发生风机转速过低、风机异常停转、烟道阻力过大或者堵塞等情况时,风压差开关将向系统发出信号,燃气采暖热水炉马上停止工作。

    如果我们将该文丘里管的材料改为工程塑料,并要求在一定的高温环境下允许变形及熔化,这样可以解决了烟气超温的保护问题。文丘里管的采集压力原理我们可以查阅相关的流体力学资料,文丘里管形状及烟道的气流动压、静压均影响着压力采集口的压力数值。如果当工程塑料的文丘里管受到高温烟气的熔化(超过260℃),其形状受到了损坏,压力采集口的负压值将变小,直至减少到零。因此达不到驱动风压差开关的压力值,风压差开关将信号反馈到系统,使燃气热水炉停止工作,从而阻止事故发生,实现了烟气的超温保护功能。由于工程塑料的文丘里管的特殊功能,因此需要文丘里管的材料具有特殊性能,如:

    (1)耐热性高,可长期耐温200-220℃,在260℃以上自然熔化;

    (2)耐燃性佳,不加阻燃剂,可达UL94V-0耐燃等级;

    (3)耐酸碱等化学品性佳;

    (4)这款适用于电性能要求较高的部件。

    4发生了烟气超温故障的解决方法

    由于燃烧系统、换热系统、排烟系统中部件的部件发生了质量问题或异常导致了烟气超温、吸热效率降低的产生。针对该现象,主换热器、水泵将是重点检查的对象。

主换的检验方法

主换的检验方法

    1、检查主换热器的外观及吸热片的表面整洁度,如发现翅片中有堆积大量异物,则需清理异物,甚至更换主换。

    2、检查套管式主换热器的采暖通道是否短路(窜水),检查方法如图3所示,采暖进出水口在下方,开口朝上,整体倾斜30℃,向其中的出口倒入一杯水,如另一端有水流出,表面该主换有质量问题。解决方法:更换主换

    3、水泵卡死或者烧坏的判断方法是:通过用螺丝刀一端抵住水泵的泵壳,耳朵贴到螺丝刀的手柄,通过是否有水泵的振动声判断是正常运行。

    4、采暖系统的水质较硬易结垢。在套管机型中的采暖通道中的管路较小,且温度高,易出现结垢,笔者经过了多年的研究,发现管道中大量结垢后,对水流量形成了一定的阻力后,会发生噪音(水烧开的声音),因此可通过采暖状态下主换发出的噪音判断是否由于管路堵塞,而形成的烟气超温。

    5结论

    给产品多增加保护措施是不断地完善产品的过程,在燃气采暖热水炉及燃气热水器产品中,生产厂家增加烟气超温的报警及类似的保护措施很有必要。

责任编辑:杨梦曦推荐

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