4.7.1. Стехиометрический объем воздуха для горения 1 кг твердого или жидкого топлива рассчитывают по формуле
(3)
где V0 – стехиометрический объем воздуха, м3/кг;
C, H, О, S – содержание углерода, водорода, кислорода и серы в топливе (справочные данные).
При отсутствии данных о составе топлива V0 можно определить, приняв, что на каждый 1 МДж удельной теплоты сгорания топлива теоретически необходимо 0,27 м3 воздуха.
Стехиометрический объем воздуха для горения 1 м3 газообразного топлива вычисляют по формуле
(4)
где О2, СО, H2, H2S, CmHn. – содержание кислорода, оксида углерода, водорода, сероводорода и газа, состоящего из m атомов углерода и n атомов водорода в топливе;
V0 – стехиометрический объем воздуха, м3/м3.
При отсутствии данных о составе непредельных углеводородов их принимают состоящими из C2H4.
4.7.2. Фактический объем воздуха для горения определяют экспериментально с помощью анемометра и секундомера.
4.7.3. Коэффициент избытка воздуха для горения рассчитывают по формуле:
(5)
где – коэффициент избытка воздуха;
V0 – стехиометрический объем воздуха для горения, м3/кг или м3/м3;
VФ – фактический объем воздуха для горения, м3/кг или м3/м3.
4.7.4. Коэффициент избытка воздуха для горения по результатам газового анализа определяют по формуле
(6)
где – концентрации соответствующих газов, % (об.), по результатам газового анализа продуктов сгорания.
4.7.5. Для атмосферных горелок коэффициент избытка воздуха не определяют.
4.8.1. Аппарат приводят в рабочее состояние, в режим устойчивого горения пламени.
4.8.2. Увеличивая давление (или его расход) в линии подвода топлива к аппарату, добиваются отрыва пламени. Фиксируют давление, при котором произошел отрыв.
4.8.3. Уменьшая давление (расход) в линии подвода топлива к аппарату, добиваются проскока пламени внутрь горелки или погасания пламени.
Фиксируют давление, при котором произошел проскок.
4.8.4. Аппараты с автоматическим регулированием подачи топлива или автоматическим защитным отключением этому испытанию (пункт 4.8) не подвергают.
4.8.5. Каждый эксперимент повторяют 3 раза. За результат испытания принимают среднее значение давления (расхода) проскока и среднее значение давления (расхода) отрыва пламени.
Значение расхода топлива, соответствующее полученному давлению, подставляют в формулу (1) для расчета тепловой мощности.
4.9.1. Испытанию на срыв пламени подвергают аппараты (горелки) с открытым пламенем.
4.9.2. Выводят аппарат (горелку) на режим минимальной мощности и направляют на него горизонтальный поток воздуха таким образом, чтобы центр потока приходился на устье горелки.
Поток воздуха создают газодувкой, пылесосом, компрессором, находящимися на расстоянии от прибора не менее 1 м.
4.9.3. Изменением скорости воздушного потока добиваются срыва пламени, после чего измеряют скорость воздушного потока непосредственно перед аппаратом. Испытания повторяют трижды.
За результат принимают минимальное из полученных значений гасящих скоростей воздушного потока.
По полученному результату определяют ветроустойчивость горелки (аппарата):
до 1 м/с включительно – не ветроустойчивая;
свыше 1 до 5 м/с включительно – ветроустойчивая;
свыше 5 до 10 м/с включительно – повышенной ветроустойчивости.
4.10.1. Температуру наружных поверхностей аппаратов и окружающих предметов измеряют с помощью термоэлектропреобразователей (ТЭП). На каждую поверхность равномерно прикрепляют такое количество ТЭП, чтобы каждый ТЭП располагался на площади не более 0,2 м2.
Крепление ТЭП к поверхности осуществляют путем зачеканивания или с помощью прикрепления составом из 60 % силиката циркония, 4 % кремниефторида натрия и 30 % силиката натрия (остальное вода) или иным способом.
4.10.2. Если аппарат занимает площадь не более 0,2 м2, тона поверхности пола под ним располагают один ТЭП под наиболее нагретой поверхностью аппарата. Если аппарат занимает площадь более 0,2 м2 под ним равномерно располагают несколько ТЭП так, чтобы на каждый из них приходилась площадь пола не более 0,2 м2.
4.10.3. Температура жидкого топлива в баке и теплоносителя измеряют с помощью термометров. Термометр погружают в топливо через заливную горловину бака на глубину не менее 30 мм. Температуру теплоносителя измеряют в двух местах: на входе в аппарат и на выходе из него.
4.10.4. Измерение температур производят в течение всего времени испытания аппарата. За окончательный результат принимают максимальное значение температуры, полученное для каждой точки.
4.11.1. Подготавливают аппарат к работе по полной программе, описанной в руководстве по эксплуатации, кроме подключения электроэнергии. Фиксируют поведение аппарата (наличие или отсутствие подачи топлива).
4.11.2. Подготавливают аппарат к работе по полной программе, описанной в руководстве по эксплуатации, за исключением того, что давление горючего перед первым по ходу топлива автоматическим запорным органом устанавливают ниже допустимого для данного
аппарата. Фиксируют поведение аппарата.
4.11.3. Подготавливают аппарат к работе по полной программе, но создают недостаток воздуха для горения, перекрывая воздухопровод или создавая вокруг аппарата атмосферу с пониженным содержанием кислорода или подавая в горелку вместо воздуха инертный газ (азот и прочий). Фиксируют поведение аппарата.
4.11.4. Подготавливают аппарат к работе по полной программе, но в системе отвода продуктов сгорания создают неполадки (снижают разрежение, перекрывают сечение дымоотводящего патрубка). Фиксируют поведение аппарата.
4.11.5. Подготавливают аппарат к работе по полной программе, но не включают запальную горелку. Фиксируют поведение аппарата (срабатывает или нет автоматический запорный орган на линии топлива).
4.11.6. По аналогичной схеме создают другие неполадки в работе аппарата, в зависимости от устройства аппарата и его назначения.
4.11.7. Включают аппарат, оснащенный автоматической системой отключения подачи топлива, и настраивают его на номинальный режим, затем поочередно создают (имитируют) отклонения от нормального режима работы:
прекращают подачу электроэнергии;
гасят контролируемое пламя;
понижают и повышают давление в системе подачи топлива;
повышают температуру топлива и теплоносителя выше расчетной;
снижают расход воздуха для горения;
прекращают продувку или отвод продуктов сгорания из камеры сгорания;
другие неполадки в зависимости от конструкции аппарата. Фиксируют поведение аппарата, обращая внимание на то, возобновится ли работа прибора после устранения причины, вызвавшей его отключение.
Пуск прибора после устранения причины, вызвавшей его защитное выключение, не должен быть самопроизвольным (исключение составляют аппараты с блочной горелкой).
Фиксируют также время срабатывания автоматики при отклонениях напряжения, указанных в пункте 2.26.
Во всех случаях время срабатывания должно соответствовать значению, указанному в пункте 2.26.
4.11.8. Испытания по пункту 4.11 проводят не менее 3 раз. За результат принимают максимальное из полученных значений времени срабатывания автоматики.
4.12.1. Возможность поступления топлива в помещение или камеру сгорания при отсутствии пламени определяют в следующих случаях:
при зажигании многоканальной горелки;
защитном отключении подачи топлива;
погасании пламени запальной или основной горелки.
Испытания проводятся при максимальной тепловой мощности.
4.12.2. К многоканальной горелке подносят источник зажигания и включают подачу топлива. Фиксируют время от момента появления пламени в одном канале до появления пламени во всех каналах горелки и расход топлива.
Массу несгоревшего топлива при его неконтролируемом поступлении m вычисляют по формуле
(7)
где m – масса несгоревшего топлива, кг;
В – расход топлива, кг/мин;
t – время от момента подачи топлива или появления пламени в одном канале до появления пламени во всех каналах, мин.
4.12.3. Последовательно создают условия, при которых срабатывает защитное устройство аппарата (по паспортным данным):
прекращают подачу электроэнергии;
повышают или понижают давление в топливной системе;
повышают или понижают давление в камере сгорания (для аппаратов, работающих под давлением или разрежением);
прекращают подачу воздуха для горения;
гасят пламя запальной горелки (при ее наличии);
повышают температуру топлива или теплоносителя свыше допустимой;
снижают разрежение;
другие условия.
Фиксируют время от момента погасания пламени запальной горелки до полного отключения подачи топлива и расход топлива до погасания пламени.
Массу поступившего в помещение или топочное пространство несгоревшего топлива определяют умножением времени на расход топлива.
4.12.4. Гасят пламя методом срыва пламени обдувающим потоком воздуха. Фиксируют расход топлива и время от момента погасания пламени до полного отключения подачи топлива автоматической защитной системой или вручную.
Массу поступившего в помещение или топочное пространство несгоревшего топлива определяют умножением времени на расход.
4.12.5. Максимальное из полученных значений массы несгоревшего топлива используют для расчета давления взрыва по формуле
(8)
где P – избыточное давление взрыва, кПа;
Qн – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;
V – свободный объем помещения или камеры сгорания, м3;
Т – масса несгоревшего топлива, кг;
в – плотность воздуха, кг/м-3;
Т – температура воздуха в помещении или камере сгорания, К;
Z – коэффициент участия горючего во взрыве (определяется согласно НПБ 5-2000);
Кн – коэффициент неадиабатичности процесса сгорания и негерметичности помещения или камеры сгорания (определяется согласно НПБ 5-2000).
4.12.6. Аппарат считают соответствующим требованиям пожарной безопасности, если расчетное значение избыточного давления взрыва не превышает 5 кПа.
4.13.1. Отбор продуктов сгорания на анализ следует проводить через каждые 30 мин в течение всего рабочего цикла аппарата с помощью трубки из нержавеющей стали с внутренним диаметром 5-10 мм.
4.13.2. Отбор проб осуществляют из участка дымоотводящей трубы, расположенного не далее 0,5 м от дымоотводящего патрубка аппарата перед тягоперекрывателем.
4.13.3. Отбор проб производят в резиновую или стеклянную емкость, которую предварительно промывают не менее чем 3-х кратным объемом продуктов сгорания.
4.13.4. Срок хранения продуктов сгорания в емкости не более 2 ч.
4.13.5. Для аппаратов без дымоотводящего патрубка пробы продуктов сгорания отбирают из-под зонда, устанавливаемого над факелом (согласно ГОСТ 29134).
4.14.1. При наличии у аппарата дымоотводящего патрубка с помощью линейки измеряют его диаметр, затем рассчитывают площадь сечения дымоотводящего патрубка.
4.15.1. Давление газообразного или жидкого топлива измеряют манометром, подсоединенным к подводящим трубопроводам (после последнего по ходу газа запорного или регулирующего органа), а также к камере сгорания (для аппаратов с камерами сгорания, работающими под давлением или разрежением).
4.16.1. Осмотр аппарата осуществляют до и после испытаний. Визуальные наблюдения за работой аппарата осуществляют в течение всего времени испытаний.
4.16.2. При осмотре до испытаний устанавливают:
наличие или отсутствие устройств для регулирования подачи воздуха в камеру сгорания и разрежение в системе дымоудаления;
наличие устройства дистанционного розжига и системы контроля пламени;
наличие автоматических устройств;
наличие, количество и места расположения топливных запорных органов;
взаиморасположение аппарата и топливного бака;
наличие системы продувки камеры сгорания и устройства для визуального наблюдения за пламенем;
наличие огнепреградителей, взрывных клапанов, предохранительных и дыхательных клапанов;
наличие защитного кожуха аппарата инфракрасного излучения;
наличие фильтрующих устройств;
наличие предохранительных устройств, препятствующих повышению температуры;
наличие программного управления аппаратом;
другие особенности аппарата
4.16.3. Осмотр аппарата после испытаний.
4.16.3.1. После испытаний аппарат должен быть осмотрен с целью выявления следующих изменений:
прогара стенок топочной камеры (камеры сгорания);
появления трещин, щелей и других дефектов, приведших к разгерметизации систем топливоподачи, дымоудаления, теплоносителя;
изменения цвета электропроводки;
