灰尘对燃气壁挂炉的危害及解决方法

 

 摘要：本文主要讨论燃气中的灰尘和空气中的灰尘对燃气采暖热水炉的危害，重点分析灰尘对燃气采暖热水炉内燃烧系统中各个零部件功能所造成的影响以及表现的故障现象，探讨燃气采暖热水炉灰尘危害的解决方法。

       1. 引言

       燃气采暖热水炉（俗称“壁挂炉”），上世纪六十年代起源于欧洲，自九十年代末进入中国市场后，作为一种替代传统集中供暖的设备，经过十几年的发展，已经走 进了千家万户，尤其是北方地区。壁挂炉的节能和减排不仅满足了用户的经济和环保指标，采暖和卫浴双功能更提供了方便和舒适的生活环境。相对于欧洲，我国幅 员辽阔，各区域地理和气候环境差异性大，而且燃气气源复杂，燃气成分也相对复杂，这就要求壁挂炉具有更高的适应能力。硬水结垢和燃气中硫化物对壁挂炉性能 的影响已经众所周知，也是两个经常讨论的话题，然而，燃气和空气中的灰尘对壁挂炉使用性能的危害也不容小视，灰尘不仅影响壁挂炉的稳定运行，而且还会降低 壁挂炉的热效率，增加烟气中CO的排放，严重的还会导致安全事故的发生，造成财产损失，甚至人身安全！

      2. 壁挂炉内灰尘的两种来源                    

      2.1 燃气灰尘
 

      燃气内灰尘主要源于开采（或产出）、加工和管道输送过程中，我国民用燃气中，灰尘含量较多的主要是人工煤气和天然气，因人工煤气的生产是经过 干馏或高温气化等特殊的工艺，其灰尘的含量也最多。我国天然气由于来源途径较多，生产工艺也不尽相同，再加上超长的管道施工和输送，部分区域使用的天然气 内灰尘含量也是相当的严重的！虽然在燃气的国家标准中，人工煤气（GB13612-2006）做出了对灰尘含量的要求，规定焦油和灰尘的含量应小于 10mg/m3；天然气（GB17820-1999）也规定了固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利用！但处于目前燃气产业迅猛发展的阶段，主要投入都集 中在基础设施的建设上，相应的监管体制、标准体系和管理办法还不够完善，所以当前一段时间内部分区域的燃气气质很难有根本性的改变！

      2.2 空气灰尘

      空气灰尘主要是受地理环境的影响，我国的西北、华北北部、东北西部等区域空气中灰尘含量特别严重，尤其是季节性沙尘暴天气！

      3.  壁挂炉内受灰尘影响的主要零部件以及所表现的故障现象

      3.1 燃气阀

      对燃气阀性能造成影响的灰尘基本上是来源于燃气，其危害程度也是最为严重的。目前市场上主流的燃气阀都是比例式调节阀，是由皮膜和复杂的伺服结构来完成开 关、调节和稳压功能的，对燃气内杂质、灰尘没有较好的“免疫力”。燃气阀进气口一般都会有过滤网，但过滤网对灰尘较多的燃气来说，可能就有点“鸡肋”了！ 网目过细，易堵塞，经常需要清洗，清洗拆装非常麻烦，而且需要专业人士进行；网目稍粗，则无法过滤细小灰尘。一般情况下，管道燃气的灰尘都非常细小，当进 入燃气阀阀体内腔道后，会逐渐堆积在腔壁和管道内（图2是一个在燃气灰尘含量较大的区域使用了半年后的燃气阀，其腔体内积满了灰尘）。燃气阀内灰尘堆积后 壁挂炉表现的故障现象主要有：
 

    （1）燃烧火焰很小，达不到设定温度，但测得控制电路板供给燃气阀的比例调节电流很大。这种情况一般是由于燃气阀过滤网局部堵塞，燃气流量过小所致

    （2）点不着火，燃气阀供电正常，打火时燃气表不转动。可能是过滤网或燃气阀内小通道堵塞所致。

    （3）正常关机或超过熄火温度点后火焰不能立刻熄火，或熄火后燃气表继续运转。一般是由于燃气阀内皮膜密封口灰尘堆积，导致皮膜密封不严而造成的燃气阀内泄漏。

      第（3）种情况是最为危险的，因壁挂炉所有的安全保护功能最终都表现为燃气阀的关闭，当燃气阀无法有效关闭时，锅炉内的火焰或因燃烧系统气密性不达标，有 足够的氧气供入而无法熄灭，产生残余火焰，烧坏壁挂炉；或因风机停转后缺氧，在短暂燃烧后火焰熄灭，而燃气不断输入炉内，后果都非常危险。燃气采暖热水炉 国家标准（GB25034-2010）6.2.2条款对燃烧系统气密性的要求不仅可以防止壁挂炉在正常工作时消耗室内的氧气和燃烧废气排入室内，还能防止 在燃气阀出现内泄漏时产生的残余火焰以及泄漏燃气向室内排放；6.4.5条款对预清扫功能的要求，能防止因燃气阀内泄漏造成的点火爆燃。

      3.2燃烧器（图3）
 

       燃烧器的燃气分配管和喷嘴也是灰尘堆积比较严重的地方，其灰尘的主要来源也是燃气。燃气进入分配管后，灰尘会逐渐附着在管壁上。因喷嘴口燃 气流速较高，干燥的灰尘一般不会直接附着其上，如果燃气内含有焦油，就很容易和其混合后粘附在喷嘴口了，另一种喷嘴堵塞的原因就是燃气分配管内堆积后成块 状脱落的灰尘随燃气流入喷嘴口造成的。燃烧器喷嘴灰尘堆积后燃气采暖热水炉主要表现的故障现象有：

   （1）燃烧火焰小，测得燃气阀阀后压力偏高。由于喷嘴口有灰尘粘附，口径变小所致；

    （2）燃烧器部分炉排口无火焰。由于喷嘴口被块状灰尘堵塞，以致燃气无法喷出；

    （3）点火时出现爆燃或有回火现象。因喷嘴口堆积灰尘，导致出口压力偏低，燃气流速减慢，燃气未完全进入炉排的引射器内。

      3.3 主换热器

      对主换热器造成影响的灰尘不仅有来源于燃气的，还有来源于燃烧所需的空气的。这些灰尘附着在主换热器的换热翅片上，造成的主要危害有：

    （1）影响主换热器对热量的吸收，造成烟气温度升高，壁挂炉热效率低下；

    （2）因排气不畅，造成CO排放超标，污染环境；

    （3）严重时出现排烟故障，甚至出现火焰外溢现象，烧坏内部线缆。

      2.4 风机（图4）
 

      作为空气吸入和烟气排出的动力装置，风机同样是灰尘特别容易附着的地方，风机受灰尘影响的有两个主要部位是风轮叶片和电机轴承。

      燃气和空气中的灰尘在伴随烟气排出时，很容易粘附在风轮叶片上，达到一定程度时会造成风机失去动平衡，振动加大，运行时产生噪音。

      风机轴承内的灰尘主要是空气吸入时带进去的，风机电机一般都位于壁挂炉的空气进气口，是空气进入时的必经路径，接触灰尘多。因轴承内都涂有润滑油，灰尘与润滑油混合后，润滑油的粘度会增加，造成风机转速下降，排风量减小。其主要影响有：

    （1）燃气燃烧所需的氧气不够，燃烧不充分，造成CO排放量超标；

    （2）排烟口烟气流速降低，文丘里管采集的压力减小，造成风压开关无法正常闭合，出现排烟故障。

      3.5文丘里管（图4）
 

      文丘里管对灰尘堵塞异常敏感，也较为常见，这些灰尘同样来源于燃气和空气。随着灰尘在管壁内逐渐堆积，文丘里管采集的负压压力就会随之下降，主要表现的故障现象有：

     （1）当压力值降低到位于风压开关动作点的临界位置时，很容易因壁挂炉内部燃烧工况的改变或烟道外部气流的变化而导致风压开关断开，锅炉出现偶尔性排烟故障；

     （2）当采集压力值达不到风压开关的闭合点时，锅炉就会出现排烟故障，无法点火。

      4. 解决壁挂炉灰尘危害的主要方法

    （1）及时反馈，如有发现燃气内灰尘严重，影响壁挂炉的正常使用，应及时反馈给燃气公司，要求其处理和改善；

    （2）对于燃气内含有灰尘比较严重的区域，一定要在燃气阀前安装燃气过滤器（图5），不仅可以过滤燃气中的灰尘还可以过滤油污，这也是目前预防燃气灰尘最有效的方法之一。燃气过滤器的前端一定要安装手动式燃气截止阀，以便于过滤器的拆卸清洗；

    （3）对于空气中的灰尘，也出现了在烟道进气口增加过滤网的措施，不过，这种过滤网需要壁挂炉厂家经过严格的测试和匹配，符合国家标准对烟气、热效率等各 项相关要求后才可使用！另一种方式就是对于一些风沙严重的区域，如果有可能，排烟管尽量安装在背风面，以减少沙尘的吸入！

    （4）增加产品的安全保护措施，预防事故的发生。可配置燃气泄漏报警装置以及火焰监控装置，如残余火焰报警、火焰外溢报警等；

    （5）根据前文所列举的零部件受灰尘灰影响后壁挂炉的各种表现现象，由专业人员做好定期清洁和保养，以保证壁挂炉的正常、安全运行。

      5. 总结

      壁挂炉相对于一般的家用燃气具，其结构更为复杂，对燃气成分和吸收的空气要求也更为“苛刻”一些，这不仅要求厂家严格执行国家标准，生产合格的产品，而 且要不断的进行改善，逐渐提高其产品的适应能力，对于灰尘污染严重的区域，能提供有效的预防措施和完善的售后服务，为消费者提供更加可靠和安全的产品才更 加利于壁挂炉行业的蓬勃发展！