商用调合生物燃油灶具要求、检测方法探讨

韩小平

（成都产品质量检验研究院有限责任公司，四川成都 610100）

商用调合生物燃油灶具（以下简称生物燃油灶具）是最近两年来在国家节能减排、绿色环保产业政策的背景下出现的餐饮烹饪用环保节能新型商用灶具，包括炒菜灶、大锅灶、蒸箱、蒸炉、煮面炉、煲仔炉等系列产品。生物燃油灶具与商用燃气、柴油、煤油、甲醇、白油灶具的不同之处，一是燃料，生物燃油灶具使用餐厨、食品加工行业中产生的各种动植物废弃油脂以及微生物油脂等通过酯交换反应或生物酶催化，将制得脂肪酸单烷基酯与高闪点烷烃化合物，经添加剂调和制成的液体燃料油或是使用脂肪酸甲酯含量（质量分数）不小于96.5%的BD100 生物柴油[1]按一定比例与石化柴油或白油，助燃剂等调和而成的液体燃油；二是燃烧器结构，燃烧方式不同。

生物燃油灶具目前没有相应生产加工技术标准和规范，加之现在生产生物燃油灶具不需要取得工业生产许可证，行业准入门槛降低。部分厂家为节约成本，选用价格低廉的材料、配件，配套加工设备落后、工艺跟不上等因素，生物燃油灶具质量稂莠不齐；时有警示、标志内容不齐，技术参数不详等现象。笔者查看了能部分参照适用的同类产品的标准，还有多项技术要求以及相应的检测方法未涉及，有待进一步完善。

1 商用调合生物燃油灶具概述

1.1 生物燃油灶具的现状

全国批量生产、销售生物燃油灶具的有山东、河南、四川、广东、江苏、福建等省份，生物燃油灶具已经走进各类餐饮场所、酒店、企事业单位、工厂、学校等地的后厨；各地对其称谓众多，如生物柴油灶、植物燃料油灶、电喷柴油灶等。笔者称其为：商用调合生物燃油灶具，主要是考虑燃油原料的一部分来源于动植物油脂、微生物油脂，且经过调配合成的液体燃料这两个因素，这里不包括醇基类燃料灶具。

1.2 商用调合生物燃油灶具的特点及分类

1.2.1 生物燃油灶具的特点

随着生物燃油灶具不断技术改进，更新换代，目前该产品技术日臻成熟，主要有以下特点：

（1）供油精细，燃烧更充分，节能。生物燃油灶具采用先进的电磁泵，由电流大小控制电机转速，通过操作档位旋钮，调节燃油流量、流速，同步自动匹配或手动匹配合适空气风量，整体集成电路控制；燃烧器配装精密雾化喷油嘴，将燃油喷成油雾状。比传统柴油、煤油灶具燃烧更充分、更彻底，效率更高。

（2）环保安全。生物燃油灶具所使用燃料的原料，部分来源于动物、植物、微生物等油脂，含硫量低，属于可再生能源；相比柴油、煤油、白油，调合生物燃料油更环保。调合生物燃料油闪点高，无毒害，易于运输、储存，较醇基类燃料（如甲醇）更安全。

1.2.2 生物燃油灶具的分类

按燃烧方式可分为：电磁泵喷油燃烧式（目前也是市场主流）；低压鼓风喷油燃烧式。

按用途可分为：炒菜类；蒸饭（菜、包）类；煮食（面）类；煲汤类。

2 商用调合生物燃油灶具要求

2.1 对生物燃油灶具材料及零部件的要求

2.1.1 材料要求

（1）生物燃油灶具采用的输油管应能承受正常工作条件下的温度、压力，耐腐蚀。

（2）与食物、蒸汽直接接触的不锈钢材料，材质应符合GB 4806.9—2016《食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品》规定的要求。

（3）各金属部件材料（耐腐蚀性材料除外）应进行电镀、喷漆或防腐表面处理。

（4）采用的保温和隔热材料性能应为不燃或在1 min 之内自然熄灭。

2.1.2 零部件要求

（1）燃烧器。燃烧器火孔应均匀，不得发生影响使用的变形；点火器、喷油嘴的位置布局准确、固定且设计合理；燃烧器采用的压火帽、喷油嘴具有耐高温、耐腐蚀性能，膨胀率低。

（2）风机。风机在正常工作状态下，供风量能完全满足燃油各档位包括最大档的风量匹配；符合GB/T 5171.1—2014《小功率电动机 第1 部分：通用技术条件》和GB/T 12350—2009《小功率电动机的安全要求》的规定。

（3）电磁泵。防触电保护等电气性能符合GB 4706.1—2005《家用和类似用途电器的安全 第1 部分：通用要求》的规定。

（4）集成电路控制器。在点火不成功时，应再点火或再启动或关机；应具有外部故障开机自检或运行自检功能。

（5）熄火保护装置。笔者所知：断油熄火，加油重启；在风力风压下，燃烧器火焰会偏边。提出此问题共同进行探讨。

2.2 对生物燃油灶具结构的要求

地方标准DB51/T 1431—2012《商用燃油灶具通用技术条件》中明确了适用范围：本标准适用于以0#、10#、-10#轻柴油为燃料的商用燃油中餐炒菜灶、商用燃油大锅灶、商用燃油蒸箱[2]。当时是依据使用轻质柴油灶具而制定，但在结构要求上仍然适用。对生物燃油灶具的结构要求，结合DB51/T 1431中的5.1 通用结构部分，笔者还提出以下内容：

（1）空气供应系统应能确保在运行和维护时，不发生堵塞或非正常调节。

（2）排烟道应具备防止堵塞的保护装置，一级排烟道应凸出灶具本体。

（3）蒸箱、蒸饭车在水胆底部，蒸腔底部均应设置有排污口，且排污阀的位置应便于操作。

（4）在蒸箱、蒸饭车最上层蒸腔适当位置应设置蒸汽压力测压接口；其排气阀（孔）能确保蒸腔内蒸汽压力（表压）不大于500 Pa。

（5）蒸腔应与燃油系统、烟气系统隔绝。

（6）煮食炉应设置自动补水或防干烧安全装置。

2.3 生物燃油灶具性能要求

2.3.1 燃烧工况

（1）正常燃烧时火苗清晰、均匀；火焰稳定，无熄火、无回火、无离焰；燃油档位旋钮转换时，火焰变化应连续，稳定。

（2）燃油档位旋钮调到最大档位，燃烧器正常运行时噪音不大于85 dB(A)，熄火噪音不大于85 dB(A)。

（3）点火性能，连续点火10 次，应全部点燃燃烧器且不产生爆燃现象。

2.3.2 表面温升

灶具不同部位表面温升应符合表1 的要求。

表1 表面温升

2.3.3 电气性能

在DB51/T 1431 中5.3.2 电气要求的基础上，笔者还提出以下要求：

（1）安装在生物燃油灶具外壳的电源开关应采取防水措施，安装部位防护等级应不低于IPX4。

（2）点火器高压带电部件与非带电金属部件之间的距离应大于点火电极之间的距离，在点火操作时不应发生漏电，手可能接触的高压带电部位应进行良好绝缘。

2.3.4 耗油量偏差

单个燃烧器耗油量偏差在±10%以内；具有两个及以上燃烧器的灶具总实测耗油量不小于各单个燃烧器实测耗油量之和的85%。

2.3.5 热效率热效率是指生物燃油灶具在单位时间吸收利用的热量与相同时间内所消耗生物燃油热量的百分比，是评价灶具利用能源（节能）程度的重要指标。热效率不应小于25%。

2.3.6 环保要求

（1）烟气中CO 含量不大于0.2%（a=1）。

（2）烟气的烟尘浓度应不大于30 mg/m3。

（3）烟气的黑度应不大于林格曼1 级。

（4）氮氧化物NOx（a=1）排放。

3 生物燃油灶具检测方法探讨

3.1 试验基本条件

实验室大气压应在86 kPa～106 kPa 之间，空气相对湿度不应大于85%，温度应为20℃±15℃，每次试验过程中温度波动在±5℃范围内。实验室通风良好，空气中CO 体积百分比小于0.002%，CO2含量体积百分比应小于0.2%。

3.2 对检测方法的探讨（这部分笔者以目前实践中还是空白的耗油量偏差、热效率等为重点讨论）

3.2.1 电磁泵电气强度

在3.1 节的试验基本条件下，使用安规介电分析仪，在电磁泵电源插头L 端或N 端与阀门外壳之间施加1250 V，频率为50 Hz/60 Hz 的交流电压1 min，不出现击穿和闪络。

3.2.2 电源开关安装部位防护等级

宜采用GB/T 4208—2017《外壳防护等级（IP 代码）》中图5 所示的防淋水和溅水手持式喷头，从喷头上除去挡板，向外壳各方向溅水。水压在50 kPa～150 kPa 之间，溅水时间按外壳面积1 min/m2，最少5 min。

3.2.3 耗油量偏差检测方法

在3.1 节的试验条件下，使用灶具明示的同标号同一种生物燃油进行，先做好准备，接着给生物燃油灶具自带或匹配的相应器皿（如大锅灶、炒菜灶、蒸炉配备的锅，蒸箱、蒸饭车的水胆）中加入器皿容积2/3 的水；点燃灶具，燃油档位开至最大（档），同步自动匹配风量或根据需要手动调节空气阀门，当灶具燃烧达到稳定状态后，开始测定。将燃油油箱（壶）放置电子秤上，得到初始读数M0，同时秒表计时。灶具运行20 min 后，立即关掉燃油，停止运行，同时记录电子秤此时读数M1。连续2 次取平均值。用式（1）计算耗油量偏差：

式（1）中：

M0-试验开始时电子秤初读数，单位千克（kg）；

M1-试验结束时电子秤初读数，单位千克（kg）；

M-灶具出厂设计的单位时间（1 小时）最大耗油量，单位千克（kg）；

3-将20 min 耗油量换算成1 小时耗油量。

两个及以上燃烧器的灶具，先按上述方法，对每个燃烧器进行试验，得到各个燃烧器的实测耗油量；然后点燃所有燃烧器，同时燃烧，得到总实测耗油量。

3.2.4 热效率检测方法（以生物燃油大锅灶进行讨论）

在3.1 节的试验条件下，根据大锅口径选用搅拌器的规格（直径）、结构分别参考GB 35848—2018《商用燃气燃烧器具》6.14.5 中的表8、图10。

检验用锅由厂家配置，加热水量为锅有效容积的75%；燃油油箱（壶）放置在电子秤上。点燃灶具，燃油档位开至最大（档），待燃烧稳定后，将水银温度计插入锅中心水深1/4 处，水初温取室温加5℃，水终温取初温加45℃。在低于水初温5℃时开始搅拌直至初温，并记录电子秤的读数M0；在低于终温5℃时开始搅拌直至终温，立即关掉燃油，停止运行，并记录此时电子秤读数M1。连续2 次取平均值。热效率按式（2）计算：

式（2）中：

η-大锅灶的热效率，单位为百分数（%）；

c-水的比热，单位为兆焦每千克摄氏度[4.2×10-3MJ/（kg•℃）]；

M0-试验开始时电子秤初读数，单位千克（kg）；

M1-试验结束时电子秤终读数，单位千克（kg）；

Q-试验时所使用的燃油的热值，单位兆焦每千克（MJ/kg）；

M-加热的水质量，单位千克（kg）；

45-水的温升值，单位为摄氏度（℃）。

对于式（2）中的Q，目前调合生物燃油还没有统一标准国家、行业标准，有《炉灶用合成液体燃料》团体标准还在起草制定中，各个调合生物燃油生产企业的油品热值差异大。笔者建议检验机构实验室采用市场上普遍使用的一种调合生物燃油作为标准燃油，恒定热值。

3.2.5 环保指标的检测方法

（1）烟气中CO 含量。在主燃烧器点燃15 min 后，应尽可能均匀地在排烟部位采集烟气样，采样的位置和方法按各燃具标准规定[3]。烟气取样装置及取样位置参考GB 35848—2018《商用燃气燃烧器具》6.5.7 干烟气中CO（a=1）试验的测试方法中：c)的内容，并按GB/T 16411—2008 式（4）计算。这里需要说明对于多个燃烧器（多炉头）灶具（如平头炉），各燃烧器分别坐锅，同时点燃全部燃烧器进行试验。

（2）烟气的烟尘浓度和黑度。点燃生物燃油灶具，将燃油档位开至最大，按GB/T 9079 中的过滤计重法测定烟气的烟尘浓度；烟气的黑度按GB/T 9079 规定方法试验。

（3）氮氧化物NOx（a=1）排放。笔者建议参照GB 16410—2020《家用燃气灶具》附录A 规定的试验方法并按公式（A.1）计算得到实测值即可。

4 结束语

相比之下，商用调合生物燃油灶具因其环保、节能，在燃油灶具中极具代表性，市场潜力巨大。对该产品的要求，检测方法进行完善，在规范商用调合生物燃油灶具生产、销售，促进产品功能性、质量安全性提高方面意义重大。本文研究希望能为下一步商用调合生物燃油灶具标准的制定提供参考。