項目背景

合作背景

當前，燃氣采暖熱水爐行業(yè)正向更高能效、更低排放和更可靠安全的方向持續(xù)發(fā)展。國家強制標準 GB 25034-2020《燃氣采暖熱水爐》對各項排放指標，尤其是一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）的限值提出了明確且嚴格的要求。對于重視長期發(fā)展的企業(yè)而言，滿足標準僅是基礎(chǔ)，要在競爭中建立優(yōu)勢，優(yōu)化燃燒控制，并追求更高的環(huán)保等級，必須將工藝質(zhì)量控制從后端檢測前移至燃燒過程中的實時監(jiān)測與動態(tài)優(yōu)化。因此，對燃燒過程氣體（包括O2、CO2、CO及NOx）進行實時、精準的在線監(jiān)測，已成為行業(yè)頭部企業(yè)提升產(chǎn)品核心競爭力的內(nèi)在需求。

項目介紹

本項目用戶是綜合性熱能解決方案提供商，主營業(yè)務涵蓋燃氣壁掛爐、熱泵等產(chǎn)品的研發(fā)、制造與服務。公司擁有國家CNAS認可的實驗室，并深度參與過多項國家及行業(yè)標準的編制修訂工作，對產(chǎn)品品質(zhì)的控制極為嚴格。

為持續(xù)提升技術(shù)實力與分析效率，客戶計劃對其核心氣體分析系統(tǒng)進行升級，旨在引入一套響應更高效且具備綜合優(yōu)勢的國產(chǎn)在線氣體分析解決方案，主要應用于以下三類場景：

1、實驗室研發(fā)與工藝調(diào)整：作為首要需求，在實驗室進行燃燒器核心參數(shù)（如空燃比）調(diào)試時，要求氣體分析儀器能實時、準確地反映參數(shù)調(diào)整后煙氣濃度的瞬時變化，為工程師優(yōu)化工藝設計提供實時數(shù)據(jù)支持。

2、實驗室抽樣性能驗證與等級評定：在實驗室內(nèi)，對燃燒過程氣體進行嚴格的抽樣檢測，驗證產(chǎn)品在不同工況下的燃燒效率、排放水平及安全功能。其中，NOx（NO、NO2）的監(jiān)測數(shù)據(jù)將專項用于產(chǎn)品的環(huán)保等級評定，為其進入市場提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)依據(jù)。

3、產(chǎn)線終端快速篩查：在總裝流水線末端，對每一臺即將出廠的產(chǎn)品進行快速通氣檢驗，確認其基礎(chǔ)燃燒狀態(tài)是否在啟動后迅速穩(wěn)定在合格范圍內(nèi)，實現(xiàn)對全部產(chǎn)品的在線快速質(zhì)檢把關(guān)。

產(chǎn)品原型

在線氣體分析系統(tǒng)

主要參數(shù)

項目實施

技術(shù)方案

客戶的核心需求在于，分析儀不僅要監(jiān)測最終排放氣體，還需深入反映燃燒過程的狀態(tài)，并滿足全項標準檢測要求。為此，我司提供的在線氣體分析方案融合了順磁、非分光紅外（NDIR）及紫外差分（UV-DOAS）等技術(shù)，可同步連續(xù)測量O2、CO2、CO以及NO、NO2濃度。

1. 多參數(shù)同步監(jiān)測，全面洞察燃燒與排放

不同于僅監(jiān)測單一排放物，本方案通過同步測量O2與CO2濃度，直接獲取燃燒過程的核心參數(shù)。O2濃度用于精確計算實時的過量空氣系數(shù)，CO2濃度則直接表征燃燒的程度。結(jié)合CO與NOx的實時濃度，工程師可全面評估燃燒效率、安全邊界及環(huán)保性能，從而從源頭優(yōu)化燃燒，確保產(chǎn)品全面達標并具備高等級競爭力。

2. 毫秒級動態(tài)數(shù)據(jù)，匹配調(diào)試節(jié)奏

本方案的核心優(yōu)勢在于極快的響應速度與毫秒級的數(shù)據(jù)跳變更新。當在實驗室調(diào)試中改變?nèi)紵r、模擬電壓或氣壓波動等情況時，系統(tǒng)能夠?qū)崟r捕捉并呈現(xiàn)O2、CO2、CO及NOx濃度的動態(tài)變化。這種即時反饋可以幫助工程師更直觀地判斷每次調(diào)整對燃燒狀況與排放水平的瞬時影響，快速定位參數(shù)組合，在極大程度上提升研發(fā)調(diào)試的效率和精準度。

3. 全項監(jiān)測能力滿足嚴苛標準與等級評定

儀表對CO的監(jiān)測精度達到ppm級，滿足國標中低至0.06%（600 ppm）的嚴苛限值要求。同時，方案中NOx（NO、NO2）監(jiān)測模塊的測量精度與穩(wěn)定性滿足GB 25034-2020對氮氧化物的限值要求。整套系統(tǒng)的高可靠性符合CNAS實驗室對檢測設備的計量管理要求，為產(chǎn)品的常規(guī)性能驗證與等級評定提供了完整的數(shù)據(jù)支撐。

方案價值

本方案的實施，為客戶關(guān)鍵業(yè)務環(huán)節(jié)提供了直接而深入的價值：

• 加速研發(fā)創(chuàng)新周期：為實驗室工藝調(diào)試提供即時數(shù)據(jù)分析，將傳統(tǒng)的“測試-等待-分析”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩崟r調(diào)整-即時驗證”的高效流程，顯著縮短了新產(chǎn)品與新型號的研發(fā)定型時間。

• 強化品質(zhì)與環(huán)保等級：在生產(chǎn)端實現(xiàn)全數(shù)產(chǎn)品在線快速篩查，有效攔截基礎(chǔ)性工藝波動；在實驗室端不僅能完成常規(guī)性能驗證，更能精準獲取NOx數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品環(huán)保等級評定提供有力證據(jù)，構(gòu)建了覆蓋性能與環(huán)保的雙重品質(zhì)保障。

• 實現(xiàn)可靠的高性能國產(chǎn)替代：該系統(tǒng)的成功應用，特別是在與原有進口設備的對比中展現(xiàn)出媲美甚至更優(yōu)的實時性與穩(wěn)定性，證明了在氣體分析領(lǐng)域，優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)解決方案能夠滿足制造業(yè)對核心檢測設備的要求，形成了可靠的替代范例。

在此次合作中，四方儀器為客戶構(gòu)建了從研發(fā)源頭到出廠終端、從基礎(chǔ)性能到環(huán)保等級評定參考的閉環(huán)數(shù)據(jù)鏈，將精密的氣體分析能力轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品性能提升、市場準入與競爭力增強的核心動能。

項目現(xiàn)場