燃气采暖热水炉检验类别及产品质量分析

2020-02-20刘文博杨丽杰陈津蕊

煤气与热力 2020年3期

关键词：产品检验水冷燃烧器

刘文博，张华，杨丽杰，陈津蕊

(1.国家燃气用具质量监督检验中心，天津300384；2.中国市政工程华北设计研究总院有限公司城市燃气热力研究院，天津300384)

1 概述

近年来，随着人们对冬季供暖舒适性的重视程度越来越高，燃气采暖热水炉市场愈加火热。特别是近两年，国家对清洁能源大力推崇，北方一些省份陆续实施煤改气政策，燃气采暖热水炉逐渐走进千家万户[1]。

笔者所在的国家燃气用具质量监督检验中心专业从事燃气采暖热水炉的产品检验和标准制订工作，积累了丰富的经验。本文从产品标准的实施情况、检验的类别以及检验过程中发现的产品质量问题等方面对燃气采暖热水炉进行分析。

2 国内外标准实施概况

2.1 国内标准实施情况

国内方面，燃气采暖热水炉现行标准主要有以下4项：

① GB 25034—2010《燃气采暖热水炉》(以下简称GB 25034—2010)；

② GB 20665—2015《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级》(以下简称GB 20665—2015)；

③ CJ/T 395—2012《冷凝式燃气暖浴两用炉》；

④ GB/T 36503—2018《燃气燃烧器具质量检验与等级评定》。

2.2 欧盟标准实施情况

欧盟现行的燃气采暖热水炉标准有以下3项：

① EN 15502-1:2012+A1:2015《燃气供热锅炉—第1部分：通用要求和测试》(Gas-fired heating boilers - Part 1: General requirements and tests)；

② EN 15502-2-1:2012+A1:2016《燃气供热锅炉—第2-1部分：额定热负荷不大于1 000 kW的C、B2、B3和B5型供热锅炉的特殊要求》(Gas-fired central heating boilers - Part 2-1: Specific standard for type C appliances and type B2, B3 and B5 appliances of a nominal heat input not exceeding 1 000 kW)；

③ EN 15502-2-2:2014《燃气供热锅炉—第2-2部分：B1型供热锅炉的特殊要求》(Gas-fired central heating boilers - Part 2-2: Specific standard for type B1 appliances)。

2.3 其他国家和地区标准实施情况

① 大洋洲

大洋洲现行的燃气采暖热水炉标准有以下2项：

a.AS/NZS 5263.0:2017《燃气用具—第0部分：通用要求》(Gas appliances - Part 0: General requirements)。

b.AS/NZS 5263.1.2:2020《燃气用具—第1.2部分：用于热水供应或集中供暖的燃气热水器》(Gas appliances - Part 1.2: Gas fired water heaters for hot water supply and/or central heating)。

② 北美洲

北美洲现行的燃气采暖热水炉标准是ANSIZ 21.13:2017/CSA4.9:2017《燃气低压蒸汽和热水锅炉》(Gas-fired low pressure steam and hot water boilers)。

③ 韩国

韩国现行的燃气采暖热水炉标准是KSB 8210:2013《燃气采暖热水炉：额定热负荷小于等于70 kW的C型炉》。

④ 日本

日本尚没有专门的燃气采暖热水炉的标准，最接近的标准为JISS 2109:2010《家用燃气热水器》和JISS 2093: 2010《家用燃气设备的试验方法》。

3 燃气采暖热水炉的检验类别

燃气采暖热水炉的检验类别主要有5种：型式检验、能效检验、国家及地方抽查检验、CCC产品检验、节能环保认证检验。

3.1 型式检验

型式检验是为了证明产品质量符合产品标准的全部要求而进行的检验，它是构成多种类型认证的基础，是利用检验手段对一个或多个具有生产代表性的产品样品进行合格评价。

GB 25034—2010是燃气采暖热水炉型式检验的标准依据。GB 25034—2010第8.2.1条规定，当出现下列情况之一时，应进行型式检验：

① 新产品试制定型鉴定；

② 产品转厂生产试制定型鉴定；

③ 正式生产后，若结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；

④ 产品长期停产后，恢复生产时；

⑤ 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

⑥ 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。

3.2 能效检验

能效检验是指按照国家相关法律法规对产品进行一系列参数的测量记录，并进行计算得出产品的热效率。GB 20665—2015是燃气采暖热水炉能效检验的标准依据。GB 20665—2015第6.2.1条规定，当出现下列情况之一时，应进行能效检验：

① 试制的新产品；

② 改变产品设计、工艺或所用材料明显影响其性能时；

③ 质量技术监督部门提出检验要求时。

3.3 国家及地方抽查检验

① 国家市场监督管理总局根据《中华人民共和国产品质量法》(2018年12月修正版)、《产品质量监督抽查管理暂行办法》(2019年11月21日国家市场监督管理总局令第18号公布)和各产品的国家抽查实施细则等法律法规文件，组织国家抽查检验。燃气采暖热水炉作为轻工产品，通常每年进行一次国家抽查检验。被抽查企业名单由国家市场监督管理总局的“双随机”系统制定。因此，当生产企业被“双随机”系统选定后，就应该进行国家抽查检验。

燃气采暖热水炉国家抽查检验的标准依据是GB 25034—2010、GB 20665—2015和CCGF 302.3《燃气采暖热水炉产品质量监督抽查实施规范》(以下简称 CCGF 302.3)。检验项目是燃气采暖热水炉的电源运行安全性、燃气系统密封性、供暖额定热输出、水温限制装置、极限热输入时一氧化碳含量、温控器故障、热效率、工作温度下的电气强度、工作温度下的泄漏电流、低电阻值。

② 燃气采暖热水炉地方抽查检验标准依据是GB 25034—2010、GB 20665—2015和CCGF 302.3。地方市场监督管理部门实施产品地方抽查检验工作。当生产企业被抽中或者中标地方采购项目后，需要进行地方抽查检验。地方抽查检验的项目根据各地情况和抽查目的而定。

3.4 CCC产品检验

自2019年10月1日起，燃气采暖热水炉由原生产许可证模式正式转为CCC模式。CCC即“中国强制性认证”，其英文名称是“China Compulsory Certification”，缩写为CCC。CCC认证的模式为：产品检验+初始工厂检查+获证后监督。从2019年10月1日至2020年10月1日为生产许可—CCC认证转换期。自2020年10月1日起，未获得强制性产品认证证书和未标注强制性认证标志的燃气采暖热水炉，不得出厂、销售、进口或在其他经营活动中使用。因此燃气采暖热水炉的CCC产品检验是必做的一类检验。

CCC产品检验的标准依据是GB 25034—2010、CNCA—C24—01:2019《强制性产品认证实施规则家用燃气器具》以及各指定认证机构制定的强制性产品认证实施细则。国家认证认可监督管理委员会指定了3家燃气采暖热水炉CCC认证机构，中国市政工程华北设计研究总院有限公司作为其中一家认证机构，其强制性产品认证实施细则为CGAC—C2401—2019《家用燃气器具强制性产品认证实施细则》。

3.5 节能环保认证检验

节能环保认证是中国质量认证中心(CQC)等认证机构开展的自愿性产品认证业务，可单独进行节能认证或者节能环保认证。当企业自愿申请节能或节能环保认证时，应该进行节能认证检验或者节能环保认证检验。

① 燃气采暖热水炉节能认证的依据是GB 20665—2015，其节能认证检验的项目与能效检验的项目一致。

② 燃气采暖热水炉节能环保认证的依据是CQC 61—448262—2015《家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉节能环保认证规则》。节能环保认证检验项目在节能认证检验的基础上增加了一氧化碳和氮氧化物排放的检验。

4 产品检验发现的产品质量问题及分析

国家燃气用具质量监督检验中心作为国内燃气用具行业权威的质量监督检验机构，长期专业从事燃气采暖热水炉的各类别检验，积累了丰富的经验，帮助企业发现并解决了产品存在的很多问题，特别是一些可能危害到用户生命财产安全的问题。本文从产品的结构出发，对检验过程中发现的产品质量问题进行分析。

4.1 普通型燃气采暖热水炉

目前市场上以普通型燃气采暖热水炉居多，其结构特点为：配置大气式燃烧器，风机安装在燃烧室上部，工作时燃烧室内压力为负压，依靠风压开关监测燃烧工况。此种结构燃气采暖热水炉的典型问题如下。

① 燃烧系统密封性能不合格

燃烧系统的密封性能主要是通过钣金件之间的紧密配合来实现的。当钣金件之间的密封条厚度偏小、钣金件上的开孔密封措施不当或者背板开设的螺纹孔没有密封措施时，导致燃烧系统的密封性能不合格。

② 气流监控不合格

风压开关处于通路时，燃气采暖热水炉保持燃烧状态；当风机工作电压异常或者外界风阻过大时，风压开关就处于断路状态，此时控制系统采集到断路信号，就将燃气采暖热水炉关闭。气流监控试验要求将风机工作电压逐渐降低至燃气采暖热水炉熄灭，测试烟气中一氧化碳含量是否超标。如果风压开关选型不当，即使风机工作电压降至很低，风压开关依然处于通路状态，燃气采暖热水炉始终处于燃烧状态，而此时由于风机工作电压较低，风机转速较低，燃气空气配比不合理，导致燃烧工况恶化，一氧化碳排放超标。

③ 不完全燃烧项目不合格

在进行不完全燃烧项目检测时，若烟管最大允许安装长度的设计值偏大、燃烧器火排数量偏少、风机功率偏低或者燃烧室内空气分布不合理等，往往会导致烟气中一氧化碳含量过高，不完全燃烧项目不合格。

④ 设定温度与实际温度的偏差不合格

当温度控制器的传感器质量差或者内部程序设定的温度允许偏差偏大时，往往会导致设定温度与实际温度的偏差过大，超过±10 ℃，不满足GB 25034—2010第6.5.7.2款的要求。

⑤ 无气流监控功能

为了提高最小热负荷工况的热效率，部分产品将最小热负荷对应的风机转速降低，产品在运行过程中出现多种风机转速。而风压开关只能在一种风机转速下才能正常工作，多种风机转速下，风压开关无法起到连续监测进气流量或排气流量的功能，即这种产品没有气流监控功能。如果燃烧状态异常，这种缺失气流监控功能的燃气采暖热水炉，不仅不会停止燃烧，反而会持续燃烧产生大量的一氧化碳。因此，这种产品存在着重大的设计缺陷，不符合GB 25034—2010第5.3.5.1 b)款的要求。

4.2 水冷型燃气采暖热水炉

近年来，随着国家对氮氧化物排放要求的不断提高，水冷型燃气采暖热水炉悄然兴起。水冷型燃气采暖热水炉与普通型燃气采暖热水炉的区别在于燃烧器不同，普通型燃气采暖热水炉配置常规大气式燃烧器，而水冷型燃气采暖热水炉配置水冷燃烧器。水冷燃烧器能够使燃气燃烧温度急剧下降，从而有效地抑制热力型NOx的生成，同时供暖回水可以冷却燃烧器头部，降低燃气燃烧的速率，有效地抑制回火现象的发生。

但是水冷燃烧器有一定的局限性，例如，热负荷偏小时无法正常燃烧。一些水冷型燃气采暖热水炉生产企业为了节约成本，配置的燃烧器火排数量偏少，未设计分段燃烧功能，风机转速不可调节，导致最小热负荷大于50%额定热负荷。若人为地将最小热负荷调节至50%额定热负荷或以下时，则水冷燃烧器无法持续燃烧，经常熄火。在能效检验中，GB 20665—2015第4.2节要求测定50%额定热负荷工况的热效率，而上述问题导致水冷型燃气采暖热水炉无法达到50%额定热负荷。因此，水冷型燃气采暖热水炉无法进行能效检验要求的50%额定热负荷工况热效率检验项目。

4.3 冷凝式燃气暖浴两用炉

① 烟气泄漏

若冷凝液收集装置内的水封腔高度不足，在排烟管逐渐堵塞的过程中，水封腔内的冷凝液在风机的作用下被吹出，水封功能失效，从而导致烟气泄漏。

② 热负荷相对偏差不合格

热负荷相对偏差是指耐久实验前的额定热负荷与耐久实验后的额定热负荷之差，除以耐久实验前的额定热负荷。

冷凝式燃气暖浴两用炉在运行过程中会产生冷凝液，该冷凝液呈酸性，会对冷凝热交换器产生腐蚀。耐久实验是为了测试冷凝热交换器的耐久性能、额定热负荷的稳定性、水路系统的密封性等。由于我国燃气和空气质量不好，冷凝式燃气暖浴两用炉燃烧后产生的烟尘与冷凝液结合形成飞灰颗粒。飞灰颗粒极易在冷凝热交换器表面形成“堵灰”，导致排烟阻力增加，从而导致热负荷下降，使得耐久实验前后额定热负荷相对偏差超过±10%，不满足CJ/T 395—2012 第6.6.1条关于额定热负荷的要求。