淺談商用燃氣灶具煙氣成分分析

商用燃氣灶具遍布機關、學校、醫院食堂及賓館飯店的廚房。隨著人們生活水平的提高和生活節奏加快，越來越多的人選擇在外就餐，商用燃氣灶具的需求量大幅上升，國內生產企業上千家并且呈現與日俱增的勢態。生產企業數量不斷增加，產品質量卻參差不齊。如果控制不好商用燃氣灶具的質量不但會造成燃料的極大浪費，而且會排放有害氣體污染環境。在國家大力倡導節能減排的今天，如何能夠生產出低排放、能的產品是生產企業和質檢部門日前關注的焦點。分析煙氣成分是提高產品質量的關鍵措施之一。

根據煙氣中氧含量的多少，可以推算出燃燒所用空氣的多少，進而可以調整空氣量，使燃氣灶具具有更高的熱效率。同時通過控制*燃燒的程度，限制排放到大氣的煙氣中的有害物質，從而提高產品質量。因此，如何能夠、及時地分析和檢測商用燃氣灶具的煙氣是十分令人關心的問題。

1、煙氣分析的影響因素

燃氣燃燒后產生煙氣中的成分有二氧化碳、水蒸氣、氮氣、氧氣、一氧化碳、氧化物及硫化物等。但由于燃氣成分與燃燒情況的不同，煙氣中各種成分會有些變化。正確分析煙氣成分的主要影響因素為取樣方法和空燃比α（過剩空氣系數）。

1.1取樣方法

煙氣成分正確分析的首要條件是分析的氣體有代表性。因此燃燒產物的取樣就顯得特別重要。商用燃氣灶具取樣時特別注意取樣的位置和取樣方式。取樣要求：1）能連續自動地取樣；2）取樣點應盡可能避開有化學反應的位置；3）若有煙道的燃氣灶具采用圖11[1]（a）所示取樣管，在距煙道口100mm處的中心位置（圖1[1]（b）所示）取樣，若無煙道需用特制的取樣罩見圖1[1]（c），取樣方式見圖1[1]（d）。4）取樣須在等速的條件下進行，即進入取樣探頭進口的吸入速度與探頭周圍煙道中的煙氣流速相等。為取樣，取樣器的截面通常為流通截面的1%～2%，大也不應過5%，煙氣分析時須采用補償式靜止靈位探頭結構。

1.2空燃比α

當鼓風量過大時（即空燃比α偏大），雖能充分燃燒，但煙氣中過剩空氣量偏大（O2含量高），過剩空氣帶走熱損失Q1值增大，導致熱效率η偏低，同時，過量的O2會與燃料中的S、煙氣中的N2反應生成SO2、NOx等有害物質；當鼓風量偏低時（即空燃比α減小），煙氣中O2含量低，CO含量高，未*燃燒，熱損失Q2增大，熱效率η也將降低，且會產生黑煙。空燃比與熱效率的關系如圖2[2]所示。

由于商用燃氣灶具燃燒時空燃比α（過剩空氣系數）不能的控制且其對商用燃氣灶具的煙氣成分和熱效率有直接影響，商用燃氣灶具國家標準規定檢測干煙氣中CO含量時均換算為α=1（沒有過剩空氣）狀態。

2、煙氣成分分析方法

煙氣成分綜合分析方法主要有：奧氏氣體分析儀分析煙氣、氣相色譜儀分析煙氣、煙氣連續自動分析等。目前，多項成分連續自動分析設備應用為廣泛。多項成分的煙氣分析儀分析過程如圖3[3]所示。一般安裝多個傳感器，分為電化學傳感器和紅外傳感器來分析煙氣中的CO、CO2、O2、NOx、SO2等氣體含量。商用燃氣灶具煙氣檢測采用多項成分煙氣分析儀和計算相結合的方法。

標準中的公式（1）和公式（2）稱為“氧稀釋法”，公式（3）稱為“二氧化碳稀釋法”。老標準中CO含量計算采用公式（1），新標準中采用公式（2）和公式（3）。公式（1）和公式（2）的使用條件是氧含量占空氣的20.9%，在不同地區和不同海拔，空氣中氧氮比例會有差異，而且在試驗室的燃燒環境中，氧的含量也會發生變化；同時公式（1）和公式（2）的使用前提是煙氣中氧的含量小于14%，因此，該公式使用有一定的局限性，且煙氣中的氧含量在0～14%的范圍內波動時，計算結果會有一定的離散性，也會產生一定的誤差，但是是可以接受的。

為使我國標準和歐洲及日本標準接軌，新標準中增加了公式（3）。通過注2可以看出公式（3）需要知道燃氣成分才能計算出 的值或配置出*GB/T13611要求的試驗氣，參照標準要求，其精度與試驗氣組分的度有關，對燃氣組分要求較高。因此，在日常的檢測過程中，在滿足檢測要求的前提下，兩種方法結合使用更經濟、更實用。

新標準中考慮了燃氣組分、試驗環境中二氧化碳含量等對計算結果的影響，為提高測量精度提供了條件，但是未考慮試驗環境中一氧化碳含量對計算結果的影響。標準中要求試驗室測試環境中一氧化碳含量小于0.002%，但試驗研究分析發現，在檢測過程中試驗環境中的一氧化碳含量有可能達到0.002%以上，由于標準中規定的 允許值很小，當測試環境中一氧化碳含量升高時，就會增加干煙氣中一氧化碳的測定值，對測試結果有較大影響，計算時就不能忽略試驗環境中一氧化碳含量對計算結果的影響，這也是標準中規定試驗環境中一氧化碳含量小于0.002%原因。

3、結語

在合理地控制商用燃氣灶具的空燃比α和正確取樣的前提下，采用連續自動煙氣分析儀檢測含量并與“氧稀釋法”和“二氧化碳稀釋法”相結合分析煙氣成分是目前商用燃氣灶具煙氣成分的分析方法。

新標準中未考慮環境中一氧化碳含量對其結果的影響，因此，在檢測過程中，為檢測結果的性，需嚴密檢測試驗環境中一氧化碳含量。

煙氣成分分析是評價商用燃氣灶具是否安全、環保的重要指標，也是評價灶具產品質量是否合格的重要指標之一。因此，科學、地分析商用燃氣灶具煙氣成分非常重要，其性直接反映出檢測機構和生產企業的綜合能力。隨著科技的不斷發展，商用燃氣灶具煙氣成分的分析方法將不斷完善。