第七屆壁掛爐供暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)安裝征文大賽

一等獎(jiǎng)

關(guān)于氣動(dòng)式全預(yù)混冷凝爐產(chǎn)線調(diào)試方法的介紹

周天罡

（廣東海頓供熱技術(shù)有限公司）

摘  要：本文針對(duì)整機(jī)廠家在生產(chǎn)全預(yù)混冷凝爐時(shí)，產(chǎn)線裝配調(diào)試占用時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，尋找合適簡(jiǎn)便的調(diào)試方法，為快速提升全預(yù)混冷凝爐產(chǎn)能提供研究方向。

關(guān)鍵詞：過(guò)?？諝庀禂?shù)；空燃比；零位調(diào)節(jié)；節(jié)能環(huán)保

1 前言 隨著國(guó)家提出“雙碳”節(jié)能減排的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，提倡綠色發(fā)展，將引導(dǎo)采暖行業(yè)進(jìn)行新一輪升級(jí)。全預(yù)混冷凝爐高效率、低排放的特點(diǎn)符合市場(chǎng)需要是擺在眼前的發(fā)展機(jī)遇，但整機(jī)企業(yè)如何縮短冷凝爐的產(chǎn)線裝配調(diào)試時(shí)長(zhǎng)，生產(chǎn)更節(jié)能環(huán)保、性能可靠的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)冷凝技術(shù)與產(chǎn)品升級(jí)換代雙突破，則是企業(yè)需要面臨的挑戰(zhàn)之一。

2 控制過(guò)?？諝庀禂?shù)

圖1 過(guò)剩空氣系數(shù)與燃燒產(chǎn)物關(guān)系曲線

過(guò)?？諝庀禂?shù)λ＝V（實(shí)際空氣量）/V0（理論空氣量），如圖1所示λ1.2—λ1.4之間燃燒更充分，效率更高。當(dāng)燃燒區(qū)的過(guò)?？諝庀禂?shù)太小時(shí)，由于燃燒不完全，熱損失增大，使煙氣指標(biāo)不理想；若過(guò)?？諝庀禂?shù)太大，則燃燒產(chǎn)物的數(shù)量增加，熱效率不理想。因此，為了使?fàn)t子的熱效率和煙氣達(dá)到最優(yōu)，必需將λ控制在合理范圍內(nèi)。

3 空燃比

空燃比β＝qa（空氣流量）/qg（燃?xì)饬髁浚？杖急确譃閮煞N：一種是固定空燃比，也就是氣動(dòng)式全預(yù)混，另一種是可變空燃比，也就是自適應(yīng)全預(yù)混。不管是固定空燃比還是可變空燃比，產(chǎn)品燃燒工況必需在λ1.2—λ1.4之間才符合高效節(jié)能的需求。

固定空燃比用的燃?xì)忾y是壓力伺服閥。壓力伺服閥的工作原理：燃?xì)獾牧髁渴芸赜诳諝鈮毫Γ瑹o(wú)論空氣壓力如何變化，燃?xì)夂涂諝獾谋壤齫a / qg保持恒定。圖2所示是空氣和燃?xì)獾谋戎岛愣?，圖3所示燃燒功率變化CO₂百分比恒定。

圖2 空氣和燃?xì)獾暮惚葓D      圖3 功率與CO₂%關(guān)系圖

4 全預(yù)混調(diào)試方法（24kW熱交換器、管道氣測(cè)試）

4.1 全預(yù)混調(diào)試方法（改進(jìn)前）

（1）點(diǎn)燃鍋爐。SIT848閥出廠噴嘴是自由狀態(tài)，在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試要慢慢去找到點(diǎn)著火的狀態(tài)。以24kW為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，用一字刀將調(diào)節(jié)螺釘（RQ Adj）與閥門(mén)表面處于同一水平，向右轉(zhuǎn)10圈（360度）可以點(diǎn)著火，如果沒(méi)有這個(gè)經(jīng)驗(yàn)調(diào)試步驟告知總檢，產(chǎn)線調(diào)試要花很長(zhǎng)時(shí)間，甚至停線無(wú)法生產(chǎn)。

（2）大功率設(shè)置，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到所需值，比如“FH：6000轉(zhuǎn)”，調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是調(diào)節(jié)鍋爐輸出功率的唯一方法。調(diào)整RQ Adj螺絲使CO2=(9±0.2)%，右轉(zhuǎn)減少CO₂，左轉(zhuǎn)增加CO₂。

（3）小功率設(shè)置，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速FL調(diào)整到1500轉(zhuǎn)，檢查CO₂是否在(8.6±0.2)%，如果這個(gè)值不正確，需調(diào)節(jié)偏移螺絲（P.R.ADJ），右轉(zhuǎn)增加CO₂，左轉(zhuǎn)減少CO₂。調(diào)整好后再回到FH，并再次重新調(diào)整CO₂值，然后在回到FL重新調(diào)整CO₂值，再回到FH再次檢查。以上操作只要?jiǎng)恿阄黄坡萁z，調(diào)節(jié)會(huì)變成很困難，如果在產(chǎn)線這種調(diào)試速度，效率會(huì)很低，嚴(yán)重影響產(chǎn)能。

（4）以SIT848出廠調(diào)試好零位的閥體測(cè)試，檢測(cè)不動(dòng)offset值，只需動(dòng)噴嘴大小，大小火氧含量偏差差異較大。以下是3個(gè)樣品未動(dòng)零位的測(cè)試值（管道天然氣測(cè)試）。

圖4 樣品未動(dòng)零位測(cè)試值

通過(guò)圖4表格分析，只按廠家出廠的零位值不動(dòng)，小火氧含量偏高，效率低，不節(jié)能。燃?xì)忾y沒(méi)有上線前調(diào)試好零位值和噴嘴開(kāi)度大小，產(chǎn)線是要花很大時(shí)間去調(diào)試校正，檢測(cè)時(shí)間很長(zhǎng)。

4.2 全預(yù)混調(diào)試方法（改進(jìn)后）

（1）先按以上4.1方法將燃?xì)忾y調(diào)試到煙氣最佳合理值，F(xiàn)H和FL煙氣指標(biāo)符合要求，在FL狀態(tài)下用微壓計(jì)計(jì)入零位值（-5±2）Pa。再轉(zhuǎn)到FH狀態(tài)下，逐漸降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速至最低功率，記錄CO₂、CO和O₂含量指標(biāo)， 測(cè)試參數(shù)指標(biāo)如下表1所示。 

表1 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與O₂、CO、CO₂含量對(duì)應(yīng)表

圖5 性能測(cè)試曲線圖

通過(guò)以上表1、圖5可知，各功率段的CO₂值接近9%，效率也是接近最優(yōu)狀態(tài)。

（2）測(cè)試好后拆下燃?xì)忾y樣品拿到HX-224比例閥性能測(cè)試檢測(cè)臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。燃?xì)忾y樣品試裝和數(shù)據(jù)獲取操作如下：

圖6 HX-224比例閥性能測(cè)試臺(tái)

    圖7 SIT848調(diào)節(jié)口介紹  

首先按圖6 將燃?xì)忾y安裝好，出氣口限流環(huán)直徑Φ4.3，前壓保持2000Pa輸入，在圖7“3”處施加50pa空氣信號(hào)壓力，用微壓計(jì)在“4”處測(cè)試pint零位壓力值為-4Pa，同時(shí)記錄檢測(cè)臺(tái)上P2的壓力值為24Pa。

（3）有了數(shù)據(jù)，再拿3個(gè)廠家出廠的樣品，按以上方法測(cè)試，用微壓計(jì)在“4”處測(cè)試pint值，并調(diào)節(jié)零位使pint值為-4Pa，調(diào)試好后取下微壓計(jì)膠管在“1”處pout獲取壓力值，并通過(guò)一字刀調(diào)節(jié)“2”處噴嘴，使“1”處pout值在24Pa，調(diào)試好后取下燃?xì)忾y，其他燃?xì)忾y按以上方法校正數(shù)據(jù)。

（4）按以上方式調(diào)試好的三個(gè)樣品拿到實(shí)驗(yàn)室裝機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，直接通水電氣點(diǎn)火，通過(guò)面板將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)到實(shí)驗(yàn)值FH75，并檢查流量是否在合理值范圍內(nèi)，如有偏差通過(guò)一字刀進(jìn)行微調(diào)，待流量穩(wěn)定后，用煙氣分析儀器測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖8所示。

圖8 煙氣分析儀器測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)圖8的數(shù)據(jù)可分析出，在生產(chǎn)前將燃?xì)忾y拿到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上先將數(shù)據(jù)按對(duì)應(yīng)功率校正后，再上線裝配，總檢可直接按對(duì)應(yīng)功率進(jìn)行面板值設(shè)定，只需要在FH狀態(tài)下核對(duì)流量是否在合理范圍內(nèi)，如有偏差可進(jìn)行微調(diào)，調(diào)試步驟如下圖9所示。

圖9 氣動(dòng)式全預(yù)混調(diào)試步驟

以上圖9數(shù)據(jù)，需要研發(fā)技術(shù)人員通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)去找零配件的匹配性，找到合理值，對(duì)每個(gè)功率段的風(fēng)速值和煙氣指標(biāo)進(jìn)行獲取驗(yàn)證。

5 總結(jié)

（1）因每個(gè)廠家的生產(chǎn)測(cè)試氣種不一樣，有的是空混氣，有的是管道天然氣，如果不確定氣體質(zhì)量，必需檢查過(guò)?？諝庀禂?shù)（λ）值，而不是測(cè)量CO₂。過(guò)剩空氣系數(shù)不取決于氣體的類(lèi)型，CO₂取決于氣體的類(lèi)型，λ對(duì)于大部分的氣種都是相等的。所有的全預(yù)混燃燒，λ控制在1.2-1.4之間燃燒最合理。

（2）根據(jù)廠家的痛點(diǎn)，產(chǎn)線裝配調(diào)試占用時(shí)間長(zhǎng)，總檢很難做到短時(shí)間調(diào)試好一臺(tái)機(jī)器，改進(jìn)前調(diào)試一臺(tái)機(jī)器可能需要30分鐘，改進(jìn)后可能只需要10分鐘就可以調(diào)試一臺(tái)全預(yù)混機(jī)器。

（3）通過(guò)研發(fā)樣機(jī)階段進(jìn)行大量數(shù)據(jù)收集在燃?xì)忾y檢測(cè)臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，避免在線上調(diào)試占用太多的時(shí)間；也可以由廠家設(shè)定好數(shù)據(jù)讓閥體廠家按已定義的值進(jìn)行零位值和噴嘴的開(kāi)口大小的調(diào)試，這需要閥體廠家的配合。

參考文獻(xiàn) ［ 1］同濟(jì)大學(xué), 重慶大學(xué), 哈爾濱工業(yè)大學(xué). 燃?xì)馊紵c應(yīng)用[M]. 第四版. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2011.

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