燃气采暖热水炉CO排放检测方法研究

燃气采暖热水炉CO排放检测方法研究摘要：随着燃气采暖热水炉应用越来越广泛，加强其质量控制显得尤为重要，CO排放性能是燃气采暖热水炉的重要性能指标，保证其检测结果的准确性非常重要，基于此本文对燃气采暖热水炉CO排放检测方法进行了研究。关键词：燃气采暖热水炉；CO排放检测；检测方法近年来我国面临严重的环境污染问题，其中化石能源燃烧对于环境有比较严重的污染，因此国家开始重视应用清洁能源应用。北方各省市开始改变原有的燃煤采暖政策，开始应用燃气采暖，在这样的背景下燃气采暖炉获得了重要的应用。在燃气采暖热水炉在工作过程中，会产生一些烟气，烟气中包含CO、CO2和NOx等气体，其中CO对于人身体有比较大的危害，在浓度与较高时，会威胁人类的生命。因此，GB25034--2010《燃气采暖热水炉》中对于CO的排放进行了明确的要求，其中7.5.8条中有对气流监控的规定。在气流监控中有四种检测方法，对于燃气热水炉制造商而言，其在生产完燃气热水炉之后，只需要采用任意一种方法对其进行检测，检测结果满足标准要求就可以判定该燃气采暖热水炉的气流监控性能（CO排放性能）合格。不过通过大量的实验研究发现，应用这四种不同的检测方法对同一台燃气采暖炉进行检测，检测结果具有比较大的差异，一致性较差，因此经常出现应用其中一种方法检测合格，但是应用其它方法会出现不合格的情况，因此仅以一种该方法对检测结果进行判定，并不能够准确的判断出燃气采暖热水率CO排放性能。在这样的情况下，对这四种检测方法进行研究，分析其检测结果和差异性，对于提高燃气采暖热水率CO排放性能检测结果的准确性具有重要意义。1气流监控的检测方法下面对GB25034--2010中规定的四种燃气采暖热水炉CO排放性能的检测方法进行介绍。在介绍具体的检测方法之前，先对一些相关概念进行介绍。根据GB25034--2010的规定，在进行燃气采暖热水炉检测时，需要将其设定在供暖额定的最高输入状态，在燃气采暖热水炉排气管末端，利用烟气分析仪对烟气进行连续测量，测量出其中的CO和CO2的体积分数。在本文的研究过程中，对于热平衡的定义为热水炉供水管道水温稳定在（80±2）℃；并且回水管管水温稳定在（60±1）℃的情况。在GB25034--2010中要求，要将烟气中CO的体积分数折算成理论空气系数为1时的值，即（CO）α=1。方法1。首先，开启燃气热水采暖炉，并使之达到热平衡状态，在达到热平衡后逐渐的将排气管堵塞住，需要注意的是采用的堵塞方法应不会造成燃烧产物回流的问题，在燃气采暖热水炉熄灭之后对其进行检查，确认其（CO）α=1的值，如果这个值小于0.20%则说明热水炉的CO排放性能合格。方法2。堵塞排气管，同样的需要注意不要导致燃烧产物出现回流的问题，然后开启燃气采暖热水炉，使之达到更能够点燃的临界状态，然后使其从冷机直接起到，直到其达到热平衡的状态以后对其（CO）α=1进行检查，如果该值小于0.10%，则说明其CO排放性能合格，否则则说明其不合格。方法3。首先，开启燃气热水采暖炉，并使之达到热平衡状态，在达到热平衡后控制风机，降低其工作电压，直到燃气采暖热水炉熄灭，然后对其进行检查，如果（CO）α=1的值小于0.02%则说明该产品合格，否则则说明其不合格。控制风机电压，将其控制在燃气采暖热水炉正常工作的最小值，然后开启热水炉，使其冷机启动，在其达到热平衡的状态之后对（CO）α=1进行检查，若（CO）α=1的值小于0.01%，则说明热水炉CO排放性能是合格的。24种检查方法的对比随机选择8台不同厂家的燃气采暖热水炉，将它们作为实验样本，对上述四种热水炉CO排放性能检测方法进行测试，测试结果表明应用这四种方法所测得的（CO）α=1的值一致性较差，并且对于某些样本，有的检测方法会给出合格的监测结果，而一些方法则会给出不合格的监测结果，一个样本出现合格和不合格两种结果，不同检测方法的监测结果之间存在矛盾，这显然是不合理的，因此需要对这四种方法一致性差的原因进行分析。选取某型号的燃气采暖热水炉作为实验样本，严格按照按照GB25034--2010第7.1.1条试验条件、第7.1.4条实验仪器仪表和第7.5.8条气流监控装置的要求，应用标准中规定的四种方法对（CO）α=1和标准状态下烟气体积流量q进行测量，然后对四种方法的检测结果进行分析，比对四种方法的不同。2.1试验过程首先，开启作为实验样本的燃气采暖热水炉，使其达到最高热输入状态，使之达到热平衡。在达到热平衡之后，先采用方法1和方法2分别开展实验，得到燃气采暖热水炉CO排放性能的监测结果，在完成这两个实验后，控制实验样本达到冷机状态，使之达到方法2进而方法4的条件，并应用这两种方法进行试验。在实验过程中，应用烟气分析仪对烟气中CO的体积分数进行连续的测量和记录，并且对风机出口位置的动风压和静风压以及烟气温度等进行连续的测量和记录。2.2实验结果实验结果显示，在方法1试验过程中，当排气管被堵塞面积到83.3%以后，燃气采暖热水炉熄灭，在这一时刻检测到的烟气中CO的体积分数为2500×10-6，根据GB25034-2010进行计算，此时的（CO）α=1的值为0.372%，而标准规定的最高值为0.2%，结果显示该型号的燃气采暖热水炉不能够达到要求。检测结果显示，该时刻的烟气体积流量为25.2m3/h。对于方法3而言，燃气采暖热水炉在风机供电电压降至146V时熄灭，在这一时刻检测到的烟气中CO体积分为1184×10-6，根据GB25034-2010进行计算，此时的（CO）α=1的值为0.181%，而标准规定的最高值为0.2%，结果显示该型号的燃气采暖热水炉可以满足标准的要求，在这一时刻烟气流量的检测结果是28.1m3/h。应用方法2得到的检测结果是，在热平衡状态下检测到的CO体积分是2500×10-6，通过标准进行计算，得出的其（CO）α=1的值为0.372%，而标准中规定的合格结果为小于0.1%，显然根据标准可以判定该产品的CO排放性能不及格，此时检测得到了的烟气体积流量是27.5m3/h。应用方法4得到的检测结果是，在燃气热水炉达到热平衡状态时，检测得到的CO体积分为是774×10-6，通过标准进行计算，得出的其（CO）α=1的值为0.121%，而标准中规定的合格结果为小于0.1%，显然根据标准可以判定该产品的CO排放性能不及格。在这一时刻烟气流量的检测结果是28.8m3/h。应用方法1和方法2测量出的CO体积分数都是2500×10-6，但是由于烟气中CO2的含量是不同的，因此导致两种方法计算出的（CO）α=1的值是不同的，而且本文所采用的的烟气分析仪测量CO的上限浓度为2500×10-6，因此可能这两种方法测量出的CO体积分数高于2500×10-6，但是并没有显示出来，本文在计算过程中是将2500×10-6作为CO的体积分数进行计算的。结论通过试验结果可知，应用这四种方式测量出的（CO）α=1结果为4＜3＜2＜1，烟气流量的测定结果为4＞3＞2＞1，通过这四种气流监控方法对样本进行平行检测，所获得的烟气体积流量差距是比较大的，因此造成了其计算出来的（CO）α=1有比较明显的差异。根据结果进行判断，应用方法1、2、4测定出的结果是不合格，而方法3则是合格，由此可以看出这四种方法具有较大的差异，从而导致检测工作存在一定的不确定性。通过实验结果显示，应用方法1测量出的烟气体积流量是最小的，而计算出的（CO）α=1的值是最大的，可以判断出方法1相较于其它三个方法更为严格，要求也越高，因此应用其最为气流监控的唯一检测标准，能够更好地保证燃气热水炉检测结果的准确性。参考文献[1]刘文博,张华,吕昕宇,等.大气式燃气采暖热水炉气流监控检测方法优化研