聚能燃燒技術:引領灶具節能新方向

　　隨著“低碳”概念的深入人心，其所包含的領域變得更加寬泛。低碳能源、低碳政府、低碳企業、低碳建筑、低碳交通等概念相繼誕生，其中也包括低碳家庭。家庭作為社會組成的細胞，低碳家庭的提出鼓勵和提倡人們在日常生活中崇尚節儉、厲行節約，將降低能耗進行到底。6月5日是第39個世界環境日，我國今年世界環境日的主題是“低碳減排，綠色生活”，倡導公眾從我做起，推進污染減排，踐行綠色生活，努力建設生態文明、構建環境友好型社會。
　　提到低碳家庭、綠色生活就不能不說家庭灶具的使用。中國五金制品協會常務理事長石僧蘭表示，盡管目前國內燃具市場涌現出很多新技術、新產品，但是灶具的燃燒技術仍然延續了傳統的預混大氣式燃燒技術。傳統的預混大氣式燃燒技術熱效率相對較低，NOx等有害物質排放相對較高。大氣式燃燒技術換熱方式主要為對流換熱，其換熱面積與換熱時間有限，熱損失較大；另外，為了使負荷調節范圍大、火焰穩定，大氣式燃燒的預混空氣量一般為理論空氣需要量的50—60%，為了使燃氣燃燒完全，需供給大量二次空氣，就導致煙氣量大，熱損失高，由于上述原因，部分預混大氣式燃燒方式熱效率通常較低。同時，由于部分預混大氣式燃燒形成的本生火焰，燃燒區溫度分布不均勻，存在局部高溫，不僅生成熱力型NOx，還生成快速型NOx，故NOx排放較高。特別是在追求低CO排放時，NOx排放會更高。因此，部分預混大氣式燃燒技術難以兼顧高熱效率與低排放的目標。那么，在目前市場上，是否有既順應國際國內低碳家庭新形勢要求，又能提高燃氣具熱效率并降低NOx、CO等有害物體排放的灶具？中山華帝燃具股份有限公司成功研發出了聚能燃燒技術及相關產品，該技術引領了我國灶具節能的發展方向，開啟了灶具行業的低碳之門。為此，筆者采訪了中山華帝燃具股份有限公司總裁黃啟均先生。
　　成立于2001年的中山華帝燃具股份有限公司，其前身為中山華帝燃具有限公司。目前，華帝產品已形成燃氣灶具、熱水器、抽油煙機、消毒柜、櫥柜等系列產品為主的500多個品種，而燃氣灶具更是連續多年位居中國產銷量第一，成為中國灶具第一品牌。作為中國灶具的領頭企業，華帝認識到企業本身有義務通過技術創新，為灶具的節能減排貢獻力量，華帝人花費了10多年時間終于研發成功了聚能燃燒技術。
　　黃啟均介紹說，所謂的“聚能燃燒技術”是采用全預混燃燒方式，全預混燃燒是通過引射作用將燃燒所需的空氣全部吸入燃燒器腔內，并與燃氣充分的混合后再進行燃燒的技術。之所以聚能燃燒是一種全新的節能且有效降低有害物質排放的燃燒方式，是因為其在工作中具有傳統預混大氣燃燒所不具備的優勢。首先，聚能燃燒技術采用全預混燃燒方式，一次空氣系數高，燃燒充分且過剩空氣少。它在燃燒反應發生前已引射足夠量的助燃空氣，并充分混合均勻，能在較低過剩空氣系數（通常α=1.05—1.30）下達到完全燃燒，由于其高溫煙氣量少，燃燒時由煙氣帶走的熱量也少，因此熱效率高；而部分預混燃燒時，一次空氣系數為0.6左右，在一次火焰外仍需補充大量空氣進行二次燃燒，為保證燃燒充分，過剩空氣系數較高（通常α=1.6—2.0），高溫煙氣量較多，通過煙氣帶走大量的熱量，造成熱量損失，熱效率相對較低。其次，聚能燃燒是完全預混的無焰燃燒，其可見光弱。聚能燃燒按照穩定的空—燃混合比在火道內瞬間完成，在火孔外只有已經過一次換熱的較高溫煙氣流向鍋底進行換熱，而沒有燃燒反映過程，因而是完全預混的無焰燃燒，只有很少一部分熱量轉化為可見光；而部分預混燃燒時，燃燒在火孔外進行，能見到內焰、外焰和高度燃燒焰面，火焰發射的光中可見光占的比例較大，光損失隨之相對較大。第三，在換熱方面，聚能燃燒技術采用多級混合換熱的方式，且以輻射換熱為主。在這項技術中，聚能燃燒器既是燃燒器也是換熱器，由于它是一次完全預混燃燒又是預熱火焰，因此具有燃燒速度快、火焰短的特點，燃燒完全在金屬發熱體的內部進行，高溫的燃燒產物與金屬發熱體孔壁之間進行強烈的對流換熱，將金屬發熱體迅速的加熱到850—950℃，激發高能紅外光，向鍋體輻射，同時，由于燃燒器火道表面積大，一次換熱量較高，通過金屬蜂窩體過渡對鍋的輻射熱量可以達到總換熱量的55—60%，另外，聚能燃燒器火孔率高，對流換熱時間相對較長，使之熱效率相對較高。第四，聚能燃燒的拋物球聚焦反射熱量，有效減少了熱損失。第五，聚能燃燒采用了催化燃燒方式，催化劑能將燃燒產生的CO、HC等有害氣體通過氧化和還原作用轉化為無害物質，從而降低了有害氣體的排放。
　　2008年5月1日，國家標準委正式發布新的《家用燃氣灶具》國家標準，該標準要求臺式燃氣灶的熱效率要求不低于55%，嵌入式燃氣灶的熱效率不低于50%。而國家發改委發布的《節能中長期轉向規劃》中更是提出到2010年家用燃氣灶熱效率需達到60—65%。而華帝聚能燃燒灶具的熱效率經權威機構檢測，熱效率高達68.5%，大大高出了國家標準。說到聚能燃燒在節能減排中的貢獻，黃啟均先生給筆者算了如下一筆賬：若目前我國近4億家庭均使用聚能燃氣灶，則2010年全國可節約21.3億立方米天然氣和257.8萬噸液化氣，可減少1143.4萬噸二氧化碳排放。全國節約的資源合計相當于54.4億立方米天然氣，而這一數據就相當于西氣東輸一線工程年輸氣的45.3%。
　　聚能燃燒技術以及聚能灶的研發成功，引起了業內外的廣泛關注，黃啟均總裁在第三屆世界環保大會上強調：“華帝已經將這項技術應用到灶具生產中，并將大力宣傳推廣。華帝非常希望與同行業共享這項技術，讓整個行業加速升級，讓這項足以改變灶具行業未來的技術得到最廣泛的價值體現。”■