燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓的可行性研究

梁友新 梁展程

（廣東萬(wàn)和熱能科技有限公司 佛山 528325）

前言

自“煤改氣”政策以來(lái)，燃?xì)獠膳療崴疇t得到了越來(lái)越多消費(fèi)者的了解和認(rèn)可，進(jìn)入了越來(lái)越多的百姓家庭，中國(guó)燃?xì)獠膳療崴疇t行業(yè)得到了迅速的發(fā)展和壯大。但與此同時(shí)，燃?xì)獠膳療崴疇t的故障率也在不斷上升，讓用戶備受困擾。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)壓管內(nèi)積聚冷凝水堵塞導(dǎo)致機(jī)器無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象是最為突出的燃?xì)獠膳療崴疇t售后問(wèn)題之一。風(fēng)壓管內(nèi)產(chǎn)生冷凝水的原因是由于風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，燃燒后的高溫?zé)煔庥捎谡龎毫Φ淖饔孟逻M(jìn)入正壓風(fēng)壓管，同時(shí)外界的冷空氣被帶進(jìn)燃?xì)獠膳療崴疇t內(nèi)，正壓風(fēng)壓管內(nèi)的高溫?zé)煔獗还芡獾睦淇諝饫鋮s，管內(nèi)高溫?zé)煔庵械乃魵饫淠秊橐簯B(tài)水。隨著高溫?zé)煔獠粩嘌a(bǔ)充及被冷卻，正壓風(fēng)壓管內(nèi)的冷凝水不斷積聚，繼而堵塞整個(gè)傳壓通道，風(fēng)壓無(wú)法傳遞給風(fēng)壓開(kāi)關(guān)，致使風(fēng)壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，機(jī)器停止運(yùn)行。

燃?xì)獠膳療崴疇t行業(yè)中常見(jiàn)的處理方法有多種：方法一：風(fēng)壓管上設(shè)置集水盒，收集冷凝水，但這種方法沒(méi)有防止冷凝水的產(chǎn)生，只是延長(zhǎng)風(fēng)壓管被堵塞的周期；方法二：通過(guò)集煙罩表面的熱量傳遞給風(fēng)壓管，加熱內(nèi)部氣體，但這種方法也杜絕不了冷凝水的產(chǎn)生，水氣混合體仍儲(chǔ)存在風(fēng)壓管內(nèi)，當(dāng)管內(nèi)熱量不足時(shí)仍會(huì)積聚冷凝水；方法三：在風(fēng)壓管上開(kāi)孔，讓冷凝水滴出，但這種方法存在漏氣而不能保壓和出水孔被堵塞而積聚冷凝水的風(fēng)險(xiǎn)。行業(yè)中的處理方法還有很多，這里不一一列舉。由于文丘里管的抽吸作用，使負(fù)壓管內(nèi)形成負(fù)壓，高溫?zé)煔怆y以進(jìn)入負(fù)壓管內(nèi)，負(fù)壓管內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生冷凝水。本文所研究的方向正是燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管取負(fù)壓的可行性，從源頭上杜絕因風(fēng)壓管內(nèi)產(chǎn)生冷凝水而導(dǎo)致無(wú)法傳壓的情況。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括能效測(cè)試臺(tái)、微壓計(jì)、變頻電源、煙氣分析儀等，如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

環(huán)境條件為環(huán)境溫度21.5 ℃，大氣壓102 kPa，空氣濕度47 %，試驗(yàn)氣為12T天然氣，燃?xì)鉁囟?1.5 ℃。本試驗(yàn)采用某品牌額定熱負(fù)荷為26 kW的燃?xì)獠膳療崴疇t，具體性能情況如表1；該燃?xì)獠膳療崴疇t所采用的風(fēng)機(jī)參數(shù)如表2。

表1 燃?xì)獠膳療崴疇t性能情況

表2 風(fēng)機(jī)參數(shù)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 燃?xì)獠膳療崴疇t在空載、50 %額定熱負(fù)荷、額定熱負(fù)荷下負(fù)壓值隨風(fēng)機(jī)工作電壓降低的變化情況

風(fēng)機(jī)工作電壓直接影響風(fēng)壓的大小，GB 25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》條款6.5.8.2中也提出了逐漸降低風(fēng)機(jī)工作電壓的情況下對(duì)整機(jī)的性能要求。因此，采用逐漸降低風(fēng)機(jī)工作電壓測(cè)試風(fēng)壓值的方法是驗(yàn)證燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓可行性的有效手段之一。

燃?xì)獠膳療崴疇t分別在空載、50 %額定熱負(fù)荷、額定熱負(fù)荷三種狀況下，風(fēng)機(jī)工作電壓從220 V逐漸降低至140 V，測(cè)試負(fù)壓值的變化情況，如表3和圖2。

圖2 負(fù)壓值隨電壓降低的變化情況

表3 負(fù)壓值隨電壓降低的變化情況

通過(guò)對(duì)比分析，燃?xì)獠膳療崴疇t在空載、50 %額定熱負(fù)荷、額定熱負(fù)荷三種狀況下，檢測(cè)到的負(fù)壓值隨風(fēng)機(jī)工作電壓的降低而減小，且電壓降到140 Pa時(shí)，由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的驟降，三者檢測(cè)到的負(fù)壓值趨于一致。但總體來(lái)說(shuō)，燃?xì)獠膳療崴疇t在額定熱負(fù)荷下所產(chǎn)生負(fù)壓是最低的，同時(shí)燃?xì)獠膳療崴疇t在額定熱負(fù)荷下運(yùn)行是常見(jiàn)情況。綜合以上分析，燃?xì)獠膳療崴疇t在額定熱負(fù)荷的工況下更能驗(yàn)證單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓的可行性。因此，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)均以額定熱負(fù)荷的工況來(lái)進(jìn)行。

2.2 不同取壓點(diǎn)上負(fù)壓值隨風(fēng)機(jī)工作電壓降低的變化情況

為驗(yàn)證燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓的可行性，本文在風(fēng)機(jī)上選取5個(gè)取壓點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖3。A1為目前風(fēng)機(jī)已設(shè)定的取壓點(diǎn)，A2為以A1為基準(zhǔn)向蝸殼內(nèi)壁方向偏移10 mm的取壓點(diǎn)，B1為以A1為基準(zhǔn)向遠(yuǎn)離風(fēng)輪方向偏移10 mm的取壓點(diǎn)，B2以B1為基準(zhǔn)向蝸殼內(nèi)壁方向偏移10 mm的取壓點(diǎn)，C為靠近葉輪，與葉輪和蝸殼內(nèi)壁等距的取壓點(diǎn)。A1、A2、B1、B2取壓點(diǎn)負(fù)壓值隨風(fēng)機(jī)工作電壓降低的變化情況，如表4。

圖3 風(fēng)機(jī)上的5個(gè)取壓點(diǎn)

表4 A1、A2、B1、B2取壓點(diǎn)負(fù)壓值隨電壓降低的變化情況

比較A1與A2數(shù)據(jù)，靠近蝸殼內(nèi)壁的A2平均值低于A1平均值，A2差值低于A1差值；比較B1與B2數(shù)據(jù)，靠近蝸殼內(nèi)壁的B2平均值低于B1平均值，B2差值低于B1差值。通過(guò)判斷可理解為A1較A2的負(fù)壓值大，A2較A1穩(wěn)定；B1較B2的負(fù)壓值大，B2較B1穩(wěn)定。綜合以上對(duì)比表明：受蝸殼內(nèi)壁面粘性摩擦力的影響，靠近蝸殼內(nèi)壁取壓點(diǎn)的負(fù)壓值較小，但風(fēng)壓穩(wěn)定。

比較A1與B1數(shù)據(jù)，靠近風(fēng)輪的A1平均值高于B1平均值，A1差值高于B1的差值；比較A2與B2數(shù)據(jù)，靠近風(fēng)輪的A2平均值高于B2平均值，A2差值高于B2的差值。通過(guò)判斷可理解為A1較B1的負(fù)壓值大，B1較A1穩(wěn)定；A2較B2的負(fù)壓值大，B2較A2穩(wěn)定。綜合以上對(duì)比表明：受出風(fēng)口穩(wěn)流的影響，靠近出風(fēng)口取壓點(diǎn)負(fù)壓值較小，但風(fēng)壓穩(wěn)定。

基于單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓對(duì)負(fù)壓值需足夠大的考慮，又因A1、A2、B1、B2四個(gè)取壓點(diǎn)的差值相差不大，優(yōu)選四者中負(fù)壓值最大的A1取壓點(diǎn)作為單風(fēng)壓管取負(fù)壓的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)對(duì)象。另外，本文選取了一個(gè)靠近風(fēng)輪且靠近蝸殼內(nèi)壁的取壓點(diǎn)C，該點(diǎn)與風(fēng)輪和蝸殼內(nèi)壁等距，如圖3。測(cè)試C取壓點(diǎn)隨風(fēng)機(jī)工作電壓降低的負(fù)壓值，且與A1取壓點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，具體如表5和圖4、圖5。

表5 C、A1取壓點(diǎn)負(fù)壓值隨電壓降低的變化情況

圖4 C、A1取壓點(diǎn)負(fù)壓平均值隨電壓降低的變化情況

圖5 C、A1取壓點(diǎn)負(fù)壓差值隨電壓降低的變化情況

比較C與A1數(shù)據(jù)，靠近風(fēng)輪的C平均值高于A1平均值，C差值遠(yuǎn)高于A1差值；通過(guò)判斷可理解為C較A1的負(fù)壓值大，C的穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于A1。綜合以上對(duì)比表明：受氣流湍流的影響，靠近風(fēng)輪取壓點(diǎn)的風(fēng)壓較不穩(wěn)定，但負(fù)壓值較大。

但從C取壓點(diǎn)的下限值看出，負(fù)壓值也是相對(duì)較高的，可彌補(bǔ)穩(wěn)定性不足的缺點(diǎn)。因此，C取壓點(diǎn)可作為單風(fēng)壓管取負(fù)壓的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2.3 燃?xì)獠膳療崴疇t安裝3 m加長(zhǎng)煙管下不同取壓點(diǎn)上負(fù)壓值隨風(fēng)機(jī)工作電壓降低的變化情況

由于燃?xì)獠膳療崴疇t安裝加長(zhǎng)煙管在用戶家中是比較普遍的現(xiàn)象，因此能否實(shí)現(xiàn)單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓必須考慮安裝加長(zhǎng)煙管后的風(fēng)壓值是否可靠。行業(yè)中制造商允許用戶終端安裝的煙管最長(zhǎng)長(zhǎng)度普遍是3 m，因此本文以下的實(shí)驗(yàn)是在燃?xì)獠膳療崴疇t安裝3 m加長(zhǎng)煙管的情況下進(jìn)行的，具體數(shù)據(jù)如表6和圖6。

表6 安裝3 m加長(zhǎng)煙管，C、A1取壓點(diǎn)負(fù)壓值及煙氣成份隨電壓降低的變化情況

圖6 安裝3 m加長(zhǎng)煙管，C、A1取壓點(diǎn)負(fù)壓值及煙氣成份隨電壓降低的變化情況

通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比看出，當(dāng)風(fēng)機(jī)工作電壓逐漸降低至一定程度時(shí)，雖然CO含量仍符合GB 25034-2010的要求，但A1取壓點(diǎn)的負(fù)壓值已相當(dāng)?shù)?，難以匹配合適的風(fēng)壓開(kāi)關(guān)；總體上，C取壓點(diǎn)的負(fù)壓值比A1取壓點(diǎn)的大，且當(dāng)風(fēng)機(jī)工作電壓降至140 V時(shí)，仍有壓力余量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，C取壓點(diǎn)匹配適當(dāng)?shù)娘L(fēng)壓開(kāi)關(guān)，能使風(fēng)壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)定閉合，燃?xì)獠膳療崴疇t可實(shí)現(xiàn)單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓。

3 結(jié)論

本文通過(guò)研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓提供了依據(jù)，驗(yàn)證了燃?xì)獠膳療崴疇t單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓的可行性，本文結(jié)論如下：

1）燃?xì)獠膳療崴疇t在額定熱負(fù)荷的工況下更能驗(yàn)證單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓的可行性。

2）受蝸殼內(nèi)壁面粘性摩擦力的影響，靠近蝸殼內(nèi)壁取壓點(diǎn)的負(fù)壓值較小，但風(fēng)壓穩(wěn)定。

3）受出風(fēng)口穩(wěn)流的影響，靠近出風(fēng)口取壓點(diǎn)負(fù)壓值較小，但風(fēng)壓穩(wěn)定。

4）受氣流湍流的影響，靠近風(fēng)輪取壓點(diǎn)的風(fēng)壓較不穩(wěn)定，但負(fù)壓值較大。

5）在風(fēng)機(jī)上選取適當(dāng)?shù)娜狐c(diǎn)及設(shè)置適當(dāng)?shù)娘L(fēng)壓開(kāi)關(guān)，能使風(fēng)壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)定閉合，燃?xì)獠膳療崴疇t可實(shí)現(xiàn)單風(fēng)壓管測(cè)風(fēng)壓。