TCECS 10105-2020 商用燃气全预混冷凝热水炉

商用燃气全预混冷凝热水炉中国工程建设标准化协会发布商用燃气全预混冷凝热水炉#中国标准出版社出版发行#开本880×12301/16印张2.75字数77千字2020年10月第一版2020年10月第一次印刷#如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：(010)68510107I 1 2 2 3 25 29附录A(规范性)铝铸件力学性能 31附录B(规范性)NO,试验方法 33附录C(规范性)电气安全性 35Ⅱ 1 1 2 2 3 AppendixA(normative)Mechanicalpropertiesofaluminumcastings AppendixB(normative)NO AppendixC(normative)E Ⅲ本文件按中国工程建设标准化协会《关于印发<2019年第一批协会标准制定、修订计划>的通知》1本文件规定了商用燃气全预混冷凝热水炉(以下简称冷凝炉)的分类和型本文件适用于单燃烧器的额定热输入大于或等于100kW且小于或等于2800kW,工作时最高出下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T231.1金属材料布式硬度试验第1部分：试验方法GB/T2828.2计数抽样检验程序第2部分：按极限质量LQ检索的孤立批检验抽样方案GB/T3280—2015不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)GB4706.1—2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求GB/T9112钢制管法兰类型与参数GB/T14536.1家用和类似用途电自动控制器第1部分：通用要求GB/T16411家用燃气用具通用试验方法GB25034燃气采暖热水炉GB/T37499燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置特殊要求自动和半自动阀GB/T37992燃气燃烧器和燃烧器具用安全和控制装置特殊要求自动截止阀的阀门检验系统CJ/T395冷凝式燃气暖浴两用炉CJ/T398家用燃气用具电子式燃气与空气比例调节装置CJ/T421—2013家用燃气燃烧器具电子控制器CJ/T450燃气燃烧器具气动式燃气与空气比例调节装置2HG/T20592钢制管法兰(PN系列)T/CECS10007燃气采暖热水炉及热水器按热交换器材质分类见表1。类别铝L钢不锈钢G企业自编号为××××,热输入为1000kW钢制冷凝炉表示为：L3c)隔热材料应为不燃材料并能承受可预见的热应力和机械应力且不应含有石棉；化学成分应符合表2的规定。单一总9.0~注3:“其他元素”不包括用于精炼的微量元素，如钠、锶、锑、热交换器铸件所有部分的名义厚度和最小成形厚度应符合表3的规定。表3名义厚度和最小成形厚度764a)不与烟气接触的保温材料应能承受120℃温度而不变形，且应在受热和老化的情况下仍能保b)保温材料应能承受可以预见的热应力和机械应力；2)在正常运行过程中保温材料的受热表面温度不大于85℃;5.2.2.1与供燃气管道的连接接口的螺纹应符合GB/T7306.1、GB/T7306.2或GB/T7307的规定。不应大于3.2。法兰应符合GB/T9112、HG/T20592和JB/T81的规定，且制造商应提供配对法兰和路之间的壁厚应不小于1mm;b)燃气通路结构应确保水不能渗人；c)日常维修时必须拆装的燃气通路连接件应采用机械方式密封，金属与金属间的接头连接应通a)在点火期间以及在制造商所标明的所有输人热量的范围内，冷凝炉应能提供足够的燃烧用5c)制造商提供的给排气管应符合CJ/T199c)前预混风机的电机及控制部件不应接a)取压管的结构应满足可预见的损坏不应影响安全性。b)取压管应采用可机械连接的金属材料，或具有同等特性的材料制造。非金属材料制造的取压c)燃气与空气比例控制取压管外径的横截面积应不小于12mm²,内径应不小于1mm;应能避d)如果制造商能提供相关证据并采取预防措施可以避免在取压管中形成冷凝，则取压管外径的横截面积应不小于5mm²。a)水侧定期排污口不应高出热交换器在冷凝炉运行期间产生的冷凝液，宜经中和装置处理后排放。经中和处理装置处理后的冷凝液pH值应在6.5～8.5范围内。6b)通过重力作用排放冷凝液，冷凝液排放系统的管内径应不小于13mm。水封结构的冷凝液收b)烟温限温装置动作点应不可调节。泄压阀的泄放能力应当满足所有泄压阀开启后冷凝炉内的压力不超过最大工作压力的1.1倍，泄压阀流道直径应符合表4的规定。表4泄压阀流道直径最小部位孔径应不大于1mm。测压孔不应影响气路的密封性。7b)额定热输入大于1200kW的冷凝炉，主燃气控制阀系统应设置阀门检验系统。应符合CJ/T421的规定。b)如果主燃烧器装有专用火焰监控装置，允许采用间接指示方式(例如指示灯)。该火焰指示器冷凝炉可安装额定热输入调节装置。如果该装置和燃气流量调节器是同一个装置，则制造商应在b)控制和调节装置失灵不应影响安全装置的关闭功能；c)安全系统应具有掉电自停功能；8燃气阀等级不应低于表5的规定。e)连续循环点火次数不得超过3次。b)点火燃烧器和主燃烧器各自安装火焰监控装置时，主火焰的火焰监控装置应不可监测到点火火焰。当主燃烧器运行时点火燃烧器仍然在运行的系统，应安装相互独立的火焰监控装置。a)如常压式冷凝炉的控制温控器失效不会造成人身安全危险或者损坏冷凝炉，则可以不设置水9a)控制温控器应符合GB/T14536.1中针对I类装置的规定；a)装有一个符合5.3.9.4的限制温控器和一个符合5.3.9.5的过热保护装置。若满足6.4.5.2中b)或者一个符合5.3.9.5规定的过热保护装置，最高过热切断温度值应不大于110℃。a)装有控制和限制温度的电子控制系统和一个符合5.3.9.5的过热保护装置。电子控制系统应符合CJ/T421中附录E针对类型A的相关规定。在水温达到限制温度最大预设值110℃b)装有控制和限制温度且能提供过热切断功能的电子温度控制系统，电子控制系统应符合CJ/T421中附录E针对类型C的相关规定。该系统应至少具备3种温度设置点：控制温度、(冷凝炉被损坏之前和/或在用户引发某种危险情况时),系统应产生d)在出水温度超过110℃之前冷凝炉a)过热保护装置应符合GB/T14536.1中针对Ⅱ类装置规定；b)应能在冷凝炉可能被损坏或给用户造成危险之前产生非易失锁定；d)当传感器与控制器间信号中断时应引发安全停机。a)在受压元件金属壁和焊缝上不应有水珠和水雾；b)当降到额定工作压力后胀口处和锅片密封处不应有水珠；c)水压试验后不应有明显变形。实测热输入与制造商声称值的偏差绝对值百分比应不大于5%。点火热输人应符合表6的规定。点火的启动热输入降低热输入下直接点点火燃烧器的启动热输入b)冷凝炉在制造商规定的气量调a)以额定热输人下空气流速的40%清扫，排气量至少等于3倍的燃烧室容积；c)以额定热输入下空气流速的40%到100%清扫时，清扫时间应按比例延长。后清扫时间应不小于10s。调节装置、控制装置和安全装置的表面温升不应大于制造商规定的温度和使用时必须接触的部位，金属件的表面温升不应大于35K,瓷件的表面温升不应大于45K,塑料件的表面温升不应大于60K。距观火窗边缘5cm以外、烟道周围15cm以外和热交换器检查盖周围15cm不应低于90%,在点火安全时间(允许一0.5s的误差)内点火失败时应至少产生易失锁定。点火安全时间应符合表7的规定。主燃烧器额定带有旁路启动燃气的主燃烧器降低热点火燃烧器/s主燃烧器主火安全时间/s熄火安全时间应不大于1s。再启动应先关闭气路；点火时序应从头开始，从点火装置点火开始计算装有燃气稳压器的冷凝炉，其燃气流量与额定压力下的燃气流量的偏差应c)最高出水温度应不大于95℃。a)应具有温控功能和过热保护功能b)应装有过热保护装置a)排烟温度应小于制造商声称的燃烧系统材料和烟道材料允许的最高工作温度；b)排烟温度限定装置的动作应引起冷凝炉的a)关闭状态时，在制造商规定的b)关闭状态时，在制造商规定的热输入低于调节范围的最小值时，烟气中CO浓度达到公式(1) (1)按7.6.2试验，烟气中CO浓度应不大于95mg/m³。按7.6.3试验，烟气中CO浓度应不大于1按7.6.4.1试验，烟气中CO浓度应不大于1000mg/m³。按7.6.4.2试验，烟气中CO浓度应不大于1000mg/m³。a)堵塞冷凝水排放系统，在CO浓度超过2000mg/m³之前应关闭冷凝炉的燃气供应；b)堵塞冷凝水排放系统，热平衡状态CO浓度大于或等于1000mg/m³时，冷凝炉不应在冷态下按7.6.5试验，烟气中NO,浓度不应大于65mg/m³。6.6.1额定热输入80℃/60℃状态热效率a)额定热输人不可调节的冷凝炉，额定热输入时的热效率应不小于(91+1gPa)%;b)额定热输入可调节的冷凝炉，最大热输入时的热效率应不小于(91+lgPmu)%;对应于最大额定热输入和最小额定热输入的算术平均值时的热效率应不小于(91+1gP.)%。a)额定热输入不可调节的冷凝炉，额定热输入时的热效率应不小于(97+lgP。)%;b)额定热输入可调节的冷凝炉，最大热输入时的热效率应不小于(97+lgPmu)%;对应于最大额定热输入和最小额定热输入的算术平均值时的热效率应不小于(97+1gP.)%。a)额定热输入不可调节的冷凝炉，对应于30%额定热输入时的热效率应不小于(97+1gP。)%;b)对于额定热输人可调节的冷凝炉，对应于热输入为最大额定和最小额定热输入的算术平均值的30%时的热效率应不小于(97+lgP.)%。按7.8试验，额定热输入不大于400kW的用压力为0.75倍的额定使用压力，最高使用压力为1.5倍的额定使用压力且不大于10kPa。a)实验室温度：20℃±5℃;b)进水温度：20℃±2℃;c)实验室温度与进水温度之差不应大于5K;d)其他条件应符合GB/T16411的规定。7.1.1.4热平衡条件：试验时的热平衡状态是指供回水温度波动值在士2K内。7.1.2.1制造商应提供其在安装说明书涉及的所有配件，包括烟道等。7.1.2.2热工性能试验冷凝炉的安装与调试按下列步骤进行：a)冷凝炉应安装在图1所示的试验台或制造商提供的其他可获得相同结果的试验台上；b)通过调节图1中的控制阀I和控制阀Ⅱ,获得20K±1K的供回水温度差。图1带热交换器的试验台试验仪器仪表应符合表8的规定或采用同等以上精度等级的其他试验仪器仪表。试验项目规格或范围0℃~50℃0℃~150℃0℃~300℃0℃~50℃热电温度计或热电偶温0℃~300℃压力大气压力燃气压力燃烧室压力水压力冷却水压力1.0级1.0级1.0级电磁流量计电磁流量计电磁流量计1.0级CO₂含量CO₂分析仪O₂分析仪NO₂含量NO₂分析仪空气中CO₂CO₂分析仪灵敏度：表8(续)试验项目规格或范围时间时钟 噪声电气安全电流：0mA～40mA1.0级1.0级电阻：0Ω~0.1Ω1.0级电压：AC0V～250V1.0级打开起密封作用的所有阀门，并用制造商提供的适当零件代替喷射器来堵塞燃气通路。燃气进口定的维修保养时需要拆卸的气密接头反复拆装5次后，再按上述步骤进行一次密封性试验。检查是否少于10min,试验空气泄漏量。检查是否符合6.1.2规定。式中：φa——基准状态下的折算热输入，单位为千瓦(kW);H——基准状态下基准气的低热值，单位为兆焦每标准立方米(MJ/Nm³);qm——实测燃气流量，单位为立方米每小时(m³/h);pe——试验时燃气流量计内的燃气压力，单位为千帕(kPa);p——试验时的大气压力，单位为千帕(kPa);t₄——试验时燃气流量计内的燃气温度，单位为摄氏度(℃);d——干试验气的相对密度；d,——基准气的相对密度；d₁——湿试验气的相对密度；p.——在t₂时的饱和水蒸气压力，单位为千帕(kPa);0.622——理想状态下水蒸气的相对密度。检查是否符合6.2.1规定。7.3.2点火热输入按7.3.1试验方法，试验点火安全时间内燃气流量，计算单位时间内热输人，检查是否符合6.2.2规定。7.3.3额定热输出或最大热输出用7.7.1方法试验的80℃/60℃状态热效率乘上该温度下的实测热输入为实测热输出，检查是否符合6.2.3规定。7.3.4额定冷凝热输出或最大冷凝热输出用7.7.2方法试验的50℃/30℃状态热效率乘上该温度下的实测热输入为实测冷凝热输出，检查是否符合6.2.4规定。7.4运行安全性试验7.4.1点火及火焰稳定性试验基准气，最低燃气压力和最高燃气压力下，供电电压为0.85倍和1.10倍的额定电压，分别安装最短及最长烟道或对应压力损耗的烟道，在冷机状态和热平衡状态分别进行试验。检查是否符合6.3.1规定。7.4.2燃气压力的降低将燃气入口压力从额定压力的70%以100Pa为一级逐级降为0,每降一级检查是否符合6.3.2规定。按下列步骤进行试验：a)将工作电压调整到额定电压的0.85倍～1.1倍；在0.85倍额定电压的条件下进行试验。必要时，可按制造商要求调整主燃烧a)冷机状态下的试验：在首次点火成功后，以30s的间隔点火20次；b)额定热输入连续运行10min后人为熄灭主燃烧器，在首次点火成功后，以30s间隔点火20次。在0.85倍和1.1倍额定电压下测定未点燃情况下从开阀到关阀的时间，检查是否符合6.4.3.1冷凝炉在额定热输人状态下运行10min,人为关断燃气或断开火焰检测器来模拟火焰故障，试验断开瞬间至火焰监测装置有效关断燃气的时间。可用燃气流将冷凝炉调至额定热输人状态，使用图1的控制阀门I降低冷却水流量，以获得大约2K/min的用图1中的控制阀门Ⅱ逐渐降低循环水量以获得大约2K/min的温升直至冷凝炉关闭。检查是a)使控制温控器停止工作后，用1中的控制阀门I逐渐降低冷却水流量以获得大约2K/min的限制温控器/功能停止工作，用图1中的控制阀门I逐渐降低冷却水流量以获得大约2K/minb)使控制温控器停止工作后，用图1中的控制阀门I逐渐降低冷却水流量以获得大约2K/minb)可通过增加燃气流量或通过制造商声称的增加温度的其他方式(例如拆除挡板)逐步升高排烟a)从空气压力管；b)从燃烧室压力管；c)从燃气压力管。7.5.8.2给排气运行工况监测安装制造商规定的最长烟道或对应压力损耗的烟道，可不装风帽。不带额定热输入调节装置的冷凝炉，在额定热输入状态下试验；带额定热输人调节装置的冷凝炉，在最大热输入下试验。达到热平衡a)关闭状态按下列步骤试验：1)逐渐堵塞给气管至冷凝炉停机；2)逐渐堵塞排气管(堵塞方法应当确保不会导致烟气的回流)至冷凝炉停机；3)逐渐降低风机转速(如降低风机工作电压)至冷凝炉停机。检查是否符合6.4.7.2a)的规定；b)启动状态按下列步骤试验：1)堵塞给气管使燃烧器处于刚能点燃的临界状态下；2)堵塞排气管使燃烧器处于刚能点燃的临界状态下(堵塞方法应当确保不会导致烟气的回流);3)降低风机工作电压使燃烧器处于刚能点燃的临界状态下。冷凝炉从冷机启动直到达到热平衡状态时，检查是否符合6.4.7.2b)的规定。7.5.8.3燃气与空气比例控制器调节如果燃气与空气比例控制器能对CO₂进行调节，按制造商说明书声明的最大热输人和最小热输入的CO₂范围值调节CO₂,按下列试验步骤调节燃气与空气比例控制器后重复7.5.8.2试验：a)最大功率下CO₂调到最大值，最小功率下CO₂调到最小值；b)最大功率下CO₂调到最小值，最小功率下CO₂调到最大值；试验烟气中CO含量，检查是否符合6.4.7.3的规定。7.6燃烧试验7.6.1一般规定冷凝炉应安装最长的烟道或对应压力损耗的烟道，除非另有说明供电电压为额定电压，分别在供回水温度为80℃/60℃和50℃/30℃状态下试验。7.6.2额定热输入时CO含量使用0-2气，额定热输入状态，在热平衡状态时试验烟气中的CO和CO₂或O₂含量。烟气中CO的含量按公式(4)或公式(5)计算：式中：CO₂——含氧量为3.5%的干烟气中CO折算排放浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);(CO)m——取样试验的CO含量，单位为毫升每立方米(mL/m³);1.25——CO密度，单位为千克每立方米(kg/m³)(0℃,101.3kPa);(O₂),——参照氧量，按含氧量为3.5%的干烟气折算，体积分数(%); (5)(CO₂)x——含氧量为0%的干烟气中CO₂含量的理论数值，体积分数(%);b)最大热输入工况下，调整空燃比设定，调整CO₂值为最大声明值再加上0.5%,不可调节的冷别增加和减少5Pa,在最大和最小热输入下试验烟气中CO含量。a)人工煤气的冷凝炉调为1.21倍额定热输入；b)天然气的冷凝炉调为1.19倍额定热输人；c)液化石油气的冷凝炉调为1.10倍额定热输人。b)堵塞冷凝液排出口使CO浓度大于或等于1000mg/m³,重新启动冷凝炉，检查是否符合7.7.1额定热输入80℃/60℃状态热效率冷凝炉按7.1.2安装在图1或其他等效的隔热试验台上。使用0-2气、额定电压，使冷凝炉的控制供回水温度为80℃/60℃。连续试验出水温度t₂、回水温度t₁和采暖水流量q…,30min为一个循环，b)带额定热输入调节装置的冷凝炉，分别在最大热输入φma条件下和在最大额定热输入和最小额定热输入的算术平均值φ.条件下试验热效率。调节供回水温度为50℃/30℃,按7.7.1方法试验热效率，检查是否符合6.6.2规定。a)通过调节控制阀I和控制阀Ⅱ,使回水温度保持在30℃±0.5℃,在试验期间温度变化不应b)按表9中的公式，计算出试验时冷凝炉运行和停机时间。通过室内温控器或人工操作来控制表9部分负荷下热效率的计算周期时间/s①₃²=永久点火燃烧器负荷φ₃⁶=永久点火燃烧器负荷部分负荷1部分负荷2D₃⁶=永久点火燃烧器负荷r₁=测定值(参见附录J)对于可设置范围的冷凝炉，采用最大和最小输人热量的算数平均值φ.来代替额定热输人φ。。当冷凝炉没有永久点火燃烧器时，D₃=0。7.8噪声试验使用2-1气，使用普通声级计，以A挡测定。试验点应放在距冷凝炉外壳中心1m处，正对受测设备噪声源，但不能受到排出烟气的影响；环境本底噪声应小于40dB,或比冷凝炉工作时实测噪声低10dB,否则按表10修正，检查是否符合6.7的规定。表10噪声修正值单位为分贝3456表10(续)7890a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时；各类检验的检验项目及不合格分类见表11。表11检验项目试验项目出厂检验型式检验1√√A2结构√√B3√A4密封性√√√A√√√A√√√A5热输人和热输出额定热输入或最大、最小√√√B点火热输入 √√B输出√√A冷凝热输出 √√A6运行安全性点火及火焰稳定性√√√A√√A清扫 √A√B7控制和安全装置电压波动√√A自动点火装置 √B自动火焰监控装置√√√A√√B温控器和水温限制√√B√√A√√A√√A8燃烧√√A√√A√√A√√A9 √√A噪声 √√B表11(续)试验项目出厂检验型式检验电气性电气强度和接地电阻√√√A其他所有相√√A明书√√√A警示√√√A√√√B说明书√√√B √√√B g)符合GB/T191规定的储运标志。c)使用交流电的冷凝炉应安全接地；e)用户使用前应仔细阅读使用说明书。b)冷凝炉安装应严格按技术说明书要求和相关规定执行；c)只有制造商授权的代理商或技术人员才可更换零部件或维修整机；e)冷凝炉维修时涉及燃气调压阀和控制器的维修应找冷凝炉制造商；k)维修和检查人员在产品维修后应在产品上进行标示维修和检查的结果；m)指出冷凝炉防冻功能起作用的条件，提示用户为了避免冷凝炉或管路冻坏，在冬季长期停机每台冷凝炉均应配有专门用于安装的技术说明书，说明书中应除包含9.2以外，还应包含下列a)铭牌上除生产编号或日期外的所有信息(参见9.1.1)。b)冷凝炉及其包装上标志的含义(参见9.12)。3)应保证安装冷凝炉的墙壁和冷凝炉外侧热表面之间的最小间隙。2)分离式烟管附件接头应安装在边长为50cm的区间内。a)指出冷凝炉的安装和调节应由制造商认可的专业人员进行；c)用户应遵守警告事项；f)强调应由专业人员进行定期检查和维护；g)必要时应提醒用户注意不要直接接触观火窗表面以免烫伤；A.1.1单独铸造试样的力学性能不应低于表A.1的规定。断后伸长率A/%硬度(HBW)2A.1.2取自热交换器成品试样的力学性能不应低于表A.2的规定。断后伸长率A/%硬度(HBW)1规定塑性延伸强度试验按GB/T228.1的规定(规范性)NO,试验方法B.1NO,的试验使用0-2气，额定热输入状态，调节供回水温度50℃/30℃,试验过程中采暖水流量保持恒定。当t,=0.4kg+20…………(B.1)(O₂),——参照氧量(按含氧量为3.5%的干烟气折算),体积分数(%);(CO₂)x——含氧量为0%的干烟气中CO₂含量的理论数值，体积分数(%);(CO₂)m——取样试验的CO₂含量的数值，体积分数(%)。试验值的权重因子代号见表B.1。FB.2.1对于热输入不可调节(ON/OFF型)的冷凝炉(B.2)或公式(B.3)折算。(NO₂)md=Z[(NO₄)·F]……………(用公式(B.5)和公式(B.6)进行(F)lo=F—(F)ngh(Fp)o—对应kown的权重因子。在表B.1规定的部分热输入下试验的NO,含量，按公式(B.8)加权计算并按公式(B.2)或(B.3)(NO₄)d=0.15(NO)(7o)+0.25(NO₂)(6o)+0.30(NO₂)(o)+0.30(N(NO₄)o(ro,(NO₄)o(o),(NO₄)o₄o),(NO₄)o(zo)——热负荷分别为70%、60%、40%和20%时NO,在最小热输入和表B.1规定的部分热输入下(均比最小热输入大)试验的NO,含量，按公式(B.9)ZFke<e)——表B.1中不超过最小可调输入热量的部分热输入百分比k。所对应的加权因子(规范性)C.2.1冷凝炉的电击防护等级应为I类。C.2.2室内外放水等级分别不得低于GB4208—2017中IPX1和IPXC.4.1冷凝炉的结构和外壳应使其对意外触及带电部件有足够的防护，包括不使用工具C.4.2按GB4706.1—2005中第8章规定试验对易触及带电部件的防护。C.5.2交流试验电压施加在带电部件和连接金属箔的易触及金属部件之间。被连接的金属箔面积不超过20cm×10cm,它与绝缘材料的易触及表面相接触。