优秀论文丨关于气动式全预混冷凝炉产线调试方法的介绍_冰箱维修

第七届壁挂炉供暖系统节能设计安装征文大赛

一等奖

关于气动式全预混冷凝炉产线调试方法的介绍

周天罡

（广东海顿供热技术有限公司）

摘  要：本文针对整机厂家在生产全预混冷凝炉时，产线装配调试占用时间长的问题，寻找合适简便的调试方法，为快速提升全预混冷凝炉产能提供研究方向。

关键词：过剩空气系数；空燃比；零位调节；节能环保

1 前言 随着国家提出“双碳”节能减排的重大战略目标，提倡绿色发展，将引导采暖行业进行新一轮升级。全预混冷凝炉高效率、低排放的特点符合市场需要是摆在眼前的发展机遇，但整机企业如何缩短冷凝炉的产线装配调试时长，生产更节能环保、性能可靠的产品，实现冷凝技术与产品升级换代双突破，则是企业需要面临的挑战之一。

2 控制过剩空气系数

图1 过剩空气系数与燃烧产物关系曲线

过剩空气系数λ＝V（实际空气量）/V0（理论空气量），如图1所示λ1.2—λ1.4之间燃烧更充分，效率更高。当燃烧区的过剩空气系数太小时，由于燃烧不完全，热损失增大，使烟气指标不理想；若过剩空气系数太大，则燃烧产物的数量增加，热效率不理想。因此，为了使炉子的热效率和烟气达到最优，必需将λ控制在合理范围内。

3 空燃比

空燃比β＝qa（空气流量）/qg（燃气流量）。空燃比分为两种：一种是固定空燃比，也就是气动式全预混，另一种是可变空燃比，也就是自适应全预混。不管是固定空燃比还是可变空燃比，产品燃烧工况必需在λ1.2—λ1.4之间才符合高效节能的需求。

固定空燃比用的燃气阀是压力伺服阀。压力伺服阀的工作原理：燃气的流量受控于空气压力，无论空气压力如何变化，燃气和空气的比例qa / qg保持恒定。图2所示是空气和燃气的比值恒定，图3所示燃烧功率变化CO₂百分比恒定。

图2 空气和燃气的恒比图      图3 功率与CO₂%关系图

4 全预混调试方法（24kW热交换器、管道气测试）

4.1 全预混调试方法（改进前）

（1）点燃锅炉。SIT848阀出厂喷嘴是自由状态，在实验室调试要慢慢去找到点着火的状态。以24kW为例，通过实验经验总结，用一字刀将调节螺钉（RQ Adj）与阀门表面处于同一水平，向右转10圈（360度）可以点着火，如果没有这个经验调试步骤告知总检，产线调试要花很长时间，甚至停线无法生产。

（2）大功率设置，将风机转速调整到所需值，比如“FH：6000转”，调整风机的转速是调节锅炉输出功率的唯一方法。调整RQ Adj螺丝使CO2=(9±0.2)%，右转减少CO₂，左转增加CO₂。

（3）小功率设置，将风机转速FL调整到1500转，检查CO₂是否在(8.6±0.2)%，如果这个值不正确，需调节偏移螺丝（P.R.ADJ），右转增加CO₂，左转减少CO₂。调整好后再回到FH，并再次重新调整CO₂值，然后在回到FL重新调整CO₂值，再回到FH再次检查。以上操作只要动零位偏移螺丝，调节会变成很困难，如果在产线这种调试速度，效率会很低，严重影响产能。

（4）以SIT848出厂调试好零位的阀体测试，检测不动offset值，只需动喷嘴大小，大小火氧含量偏差差异较大。以下是3个样品未动零位的测试值（管道天然气测试）。

图4 样品未动零位测试值

通过图4表格分析，只按厂家出厂的零位值不动，小火氧含量偏高，效率低，不节能。燃气阀没有上线前调试好零位值和喷嘴开度大小，产线是要花很大时间去调试校正，检测时间很长。

4.2 全预混调试方法（改进后）

（1）先按以上4.1方法将燃气阀调试到烟气最佳合理值，FH和FL烟气指标符合要求，在FL状态下用微压计计入零位值（-5±2）Pa。再转到FH状态下，逐渐降低风机转速至最低功率，记录CO₂、CO和O₂含量指标， 测试参数指标如下表1所示。 

表1 风机转速与O₂、CO、CO₂含量对应表

图5 性能测试曲线图

通过以上表1、图5可知，各功率段的CO₂值接近9%，效率也是接近最优状态。

（2）测试好后拆下燃气阀样品拿到HX-224比例阀性能测试检测台上进行数据获取。燃气阀样品试装和数据获取操作如下：

图6 HX-224比例阀性能测试台

    图7 SIT848调节口介绍  

首先按图6 将燃气阀安装好，出气口限流环直径Φ4.3，前压保持2000Pa输入，在图7“3”处施加50pa空气信号压力，用微压计在“4”处测试pint零位压力值为-4Pa，同时记录检测台上P2的压力值为24Pa。

（3）有了数据，再拿3个厂家出厂的样品，按以上方法测试，用微压计在“4”处测试pint值，并调节零位使pint值为-4Pa，调试好后取下微压计胶管在“1”处pout获取压力值，并通过一字刀调节“2”处喷嘴，使“1”处pout值在24Pa，调试好后取下燃气阀，其他燃气阀按以上方法校正数据。

（4）按以上方式调试好的三个样品拿到实验室装机测试数据对比，直接通水电气点火，通过面板将风机转速调到实验值FH75，并检查流量是否在合理值范围内，如有偏差通过一字刀进行微调，待流量稳定后，用烟气分析仪器测试实验数据如下图8所示。

图8 烟气分析仪器测试实验数据

通过图8的数据可分析出，在生产前将燃气阀拿到实验台上先将数据按对应功率校正后，再上线装配，总检可直接按对应功率进行面板值设定，只需要在FH状态下核对流量是否在合理范围内，如有偏差可进行微调，调试步骤如下图9所示。

图9 气动式全预混调试步骤

以上图9数据，需要研发技术人员通过大量的实验去找零配件的匹配性，找到合理值，对每个功率段的风速值和烟气指标进行获取验证。

5 总结

（1）因每个厂家的生产测试气种不一样，有的是空混气，有的是管道天然气，如果不确定气体质量，必需检查过剩空气系数（λ）值，而不是测量CO₂。过剩空气系数不取决于气体的类型，CO₂取决于气体的类型，λ对于大部分的气种都是相等的。所有的全预混燃烧，λ控制在1.2-1.4之间燃烧最合理。

（2）根据厂家的痛点，产线装配调试占用时间长，总检很难做到短时间调试好一台机器，改进前调试一台机器可能需要30分钟，改进后可能只需要10分钟就可以调试一台全预混机器。

（3）通过研发样机阶段进行大量数据收集在燃气阀检测台上进行数据校正，避免在线上调试占用太多的时间；也可以由厂家设定好数据让阀体厂家按已定义的值进行零位值和喷嘴的开口大小的调试，这需要阀体厂家的配合。

参考文献 ［ 1］同济大学, 重庆大学, 哈尔滨工业大学. 燃气燃烧与应用[M]. 第四版. 北京:中国建筑工业出版社, 2011.

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