关键词：燃气热水器；燃烧工况；影响因素；对策
一、序言
近年来，随着我国城镇化建设的高速推进，国家加大了对基础设施的建设，天燃气管道的布设也基本上覆盖了所有小区，人们在日常生活中使用天燃气的频率也越来越多，人们对于燃气热水器需求逐渐增强，目前，市场中的燃气热水器主要以强排式下鼓供风式燃气热水器为主，由于产水能力逐渐提升，使得燃气热水器热负荷逐渐增加，对于燃气热水器提出了较高要求，要想满足相关要求，必须分析影响燃气热水器燃烧工况的因素，并找出合理的解决对策，从而提高燃气热水器的工效。基于此，本文简述了燃气热水器的构成及工作原理，并对燃气热水器燃烧工矿的影响因素及对策进行分析与探讨，以供同仁参考。
二、燃气热水器的构成及工作原理
对于燃气热水器而言，燃气用具主要是将燃气当作燃料，以对流换热的方式把烟气热量向热交换器进行传递，使流经热交换器的冷水制备成热水。其中包括安全装置、热交换器、燃烧器等部分构成，还包括强排装置。其基本的工作原理是让冷水流进热水器，流经水气联动阀体并在文丘里管和压差盘作用之下， 推动联动小轴打开联动燃气阀门，以及触动微动开关实现接通电源，接着打开相应的脉冲点火设备，并将燃气输气电磁阀门进行打开，经过脉冲点火器持续自动以及实现又一次的点火，当成功点火之后进入正常的工作状况，并停止点火。这一环节持续保持五到十秒的时间，如果燃气热水器在工作或者点火环节发生水压不够、以及缺水、热水温度较高等情况时，相关脉冲点火器会经过检测感应进行信号的及时反馈，并能够及时将电源进行切断，以及把燃气通路进行切断，实现
燃气热水器的关闭，并发挥安全保护的效果。对此，燃气热水器有着即开即用、安全性能高以及占用空间少等优势，因而得到很多用户的推崇。
三、影响燃气热水器燃烧工况的因素分析
当燃气热水器工作负荷达到最大时，燃烧器需要大量的空气供给，为了给最大负荷工作的热水器供应足够的空气，在风机出口面积不变的情况下，只能提高风机的转速，提高足够的转速，来提高空气流动状况，用这种方式提高每一秒
钟内空气的流量，因此风机出口区域的空气流动状况受到了风机出风口形状的限制，所以影响风机空气的流动动能的最大因素就是风机出风口的空气速度。判断风机吹出的风的速度是否达到了最好的状态的判断依据有两个，分别是燃烧时
火焰的状态和排烟情况，当风机转动速度足够快，能够提供足够量的空气时，高速流动的空气进入燃烧室供应氧气后，因为空气的流速很快，给处于正对风机排风口位置的燃烧器单片提供了足够的原始空气和供应过燃烧的空气，燃烧器单
片对着风机，受到了强大的风力，火焰的高度降低到国标之下，而且大部分燃烧器单片上的火焰高度都不同，火焰的稳定性不够理想。高流速的气体从供应风的机器出风口进入，速度很快的气体导致出风口附近的压强降低，形成了不同的
压强，使得排风的地方两侧空间的空气向着出风口处移动，这样就会减少距离出风口较远的燃烧器个体空气不足。燃烧器两侧的空气供应不足，当高速燃气经过喷咀的时候，引射的空气也会减少很多，原始空气系数与供应过燃烧的空气的
系数都会降低，空气的存量不能够满足燃气热水器充分燃烧的要求，燃烧不完全， 火焰的高度偏高，就会产生一氧化碳含量高于0.14%的烟气。大升数多火排的燃烧器， 要想让两侧燃烧器在工作时稳定燃烧， 调整的供风机器转动速度比较高， 出风口空气的动能非常大，不利于面对风机口的燃烧器个体的工作，不能够完全燃烧使得产生一氧化碳含量过高的烟气，而且高速的空气会影响燃气在喉管处对原始空气的引射，从而影响燃气热水气的工况。
四、燃气热水器燃烧工况影响因素的解决对策探讨
根据分析燃气热水器燃烧工况的影响因素得知，在迎合两边燃烧器燃烧工况较佳的状况的时候，正面对着的风机出风口燃烧器有着较差的燃烧工况。因此，应对该问题的关键在于要迎合两边燃烧器燃烧需要的空气量作为基础，来进一步改进燃烧器结构。这时可以在风机出风口位置添加一个空气扰流板，在安装好这一装置之后，高速空气能够通过风机供风口位置到达燃烧室里面。同时能够在出风口处使得空气流速得到减缓，以及发挥转变空气流向导流的效果，使得部分空气可以朝着风口两边进行流动。这样进行调整以后，燃烧器单片火排拥有的空气量就比较平衡，能够在使用最大功率工作时满足空气的供应，不会产生大量烟气。
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另外，在热水器工作时，正确地选择和控制α是非常有必要的，α过大或者过小都不利于热水器正常工作，α过大会导致燃烧不充分，产生大量烟气，而且会导致燃烧室内温度降低，损失了大量热量，α太小会使得燃料不能够充分燃烧， 燃料具有的化学热能不能够被完全挖掘出来，浪费了燃料，增加了成本。所以无论α过大还是过小，都会导致设备的热效率下降，都不利于热水器正常工作。
以一个50 kW额定热负荷的甲烷为气源的整机为例说明，调整风机转速， 直至燃烧器两侧的火排火焰燃烧稳定为止。
单位时间内燃气流量Q=0.0015m3/s；风机出口风速V=14.2m/s；
风机出风口截面积S=0.0026m2；单位时间空气流量Q2=V·S=0.042m3。
CmHn+（m+n/4）02+3.76（m+n/4）N2=mCO2+3.76×(m+n/4)N2+ n/2H2O[1] （1）
当完全燃烧时，单位时间内所消耗的氧含量 VO2可根据单位时间内的燃气流量确定，即：V=（m+n/4）C m H n=0.003m3 （2）
由公式（1）可知，单位时间内，整机消耗的燃气量所需为VO2，而空气中氧气的容积成分是21%，所以燃烧所需要的理论空气量为：V=VO2 /0.21 （3）
将单位时间内的燃气流量Q代入公式（1）得 VO2，将所得结果带入公式(3)可知燃烧所需要的理论空气量 V＇=0.0143m3。
此时通过风机口进入燃烧器内单位时间内的空气量为V=S×V。
由以上可知过量空气系数: α=VV＇?2.5
燃气热水器的过量空气系数一般取 α=VV＇? 1.2~1.8[2] ，
单位时间内燃气流量Q=0.0015m3/s；风机出口正面风速V=6.8m/s；
扰流板两侧风速V1=7.7m/s；风机出风口流速取正面风速与两侧风速的平均值V2 =7.25m/s；风机出风口截面积S=0.0026m2；单位时间空气流量Q2 =V·S=0.0189m3。由以上可知过量空气系数 α=VV＇?1.32。
所以，为了能够在热水器工作时让燃料完全燃烧，就要供应燃烧器单片足够的空气，让空气在风机出风口时风速降低一点，避免因为风速过高使得燃烧火焰高度过低的情况发生，还要合理的使用空气扰流板，将高速流动的空气导向出风口两侧。风机进口处的高速空气不能直接流向燃烧器单片，要先进行降速，同时将流动的空气导向两侧，这样能够改善大升数鼓风式燃气热水器的工作工况，提高工作效率，也降低了燃气热水器发生共振的风险。
五、结语
总之，在多分段燃烧条件下，如果风机位置不相同，会适当燃烧工况有着一定差异，使得供风量相对较大，这样没有燃烧后的产物不能被空气所带走，容易产生较大的烟气，这样不但会给环境带来一定程度上的污染，还会影响人们的正常生活。 所以，工作人员要对供风不平衡问题进行有效解决，避免烟气的产生，因此，工作人员要提高自身专业技能，提前做好准备工作，对各个方面内容进行充分考虑，这样才能使整机燃烧工况得到有效改善。
参考文献：
[1]史衍龙, 李明洪,田靖,彭峰.论空气流动动能对燃气热水器燃烧工况的影响[J].机电工程技术,2018(04)
论文作者:周晓松
论文发表刊物:《中国电业》2019年21期
论文发表时间:2020/3/10
标签：空气论文; 风机论文; 燃气热水器论文; 工况论文; 燃烧器论文; 燃气论文; 出风口论文; 《中国电业》2019年21期论文;