引言：城市居民家庭使用的天然气、液化石油气等都属于城市燃气。家庭厨房用气越来越多，但是由于天然气和液化气等气体燃烧的过程中会产生一氧化碳等有毒气体，因此燃气使用过程中存在着一定的安全隐患。尤其是在我国农村地区，由于长期使用煤火做饭造成煤气中毒事故屡见不鲜，而燃气灶具的不合理使用也会导致燃气泄漏等问题。

一、城市燃气使用安全性的问题分析

1.1 市场现状与问题

燃烧过程中产生一氧化碳等有害气体，引起爆炸和中毒。灶具使用不当，容易出现漏气、熄火等现象。燃烧器结构设计不合理，容易产生回火和回火现象。天然气、液化石油气、人工煤气是我国城市燃气的三大主要气源。目前，城市燃气的安全使用问题日益突出。城市燃气行业安全事故频发，严重危害了人民群众生命财产安全。城市燃气的使用安全性是关系到国计民生的大问题，是各级政府和相关部门关注的重点。从技术层面分析，影响城市燃气使用安全性的因素主要包括两个方面：用户在使用燃气灶具过程中存在的不安全因素；燃气灶具本身存在的不安全因素。

二、燃气灶具设计与开发的基本原理

2.1 燃气灶具的工作原理

主要由炉头、炉座、火盖、灶腔等部分组成，在炉头与火盖之间有一支气管，并与大气相通。当燃气燃烧时，燃气通过此管道进入炉头与氧气（空气）混合后燃烧。为了保证燃气灶具在使用过程中的安全，在设计燃气灶具时需要考虑以下几个方面：一是安装位置与气源的气源压力相关，二是燃气灶具的火力大小与气体燃烧所需的氧气含量相关，三是燃气灶具的点火方式及点火位置，四是燃气灶具的结构强度。根据上述几个方面来设计和开发燃气灶具，使其在使用过程中达到安全、经济、方便、耐用、易清洁等目的。

2.2 燃气灶具的设计要求

安装位置应便于安装和维修。因为燃气灶具是直接安装在燃气管道上，因此在设计时要考虑到安装位置与气源的气源压力相关。在设计燃气灶具时要保证灶具在使用过程中有足够的进气量，确保燃烧气体具有足够的氧气含量，保证燃烧过程的正常进行。气源压力：设计时要考虑气源的气源压力。若气源压力过小，燃气灶具不能正常燃烧，甚至不能使用；若气源压力过大，会引起灶具漏气，甚至出现熄火现象。点火方式及点火位置：设计时要保证燃气灶具在使用过程中点火容易，而且能保证正常燃烧。若点火方式及点火位置不合理，会引起熄火现象。

三、城市燃气灶具设计与开发的关键技术

3.1 燃气灶具的燃烧控制技术

国内燃气灶具燃烧控制技术的主要类型有脉冲燃烧控制系统、微压脉冲点火控制系统和熄火保护系统。燃气灶具的脉冲燃烧控制系统是指以脉冲方式点燃燃气，通过燃气脉冲发生器产生电脉冲，通过控制电脉冲的强度来实现火焰的点燃和熄灭。微压脉冲点火技术是指采用微压方式点燃燃气，当燃烧状态出现异常时，微压电脉冲发生器启动，通过改变点火电压的方法使火焰点燃。熄火保护系统是指在火焰熄灭时，如果意外熄火或由于使用不当而引起燃烧不完全时，燃气灶具能自动切断气源。点火技术：主要包括点火方式和点火装置的改进，包括电磁感应式和红外线式点火，压电陶瓷点火，电子脉冲点火器等。熄火保护技术：主要包括熄火保护装置的改进，即在燃烧器熄火后自动切断气源，保证灶具的安全使用。热负荷调节技术：主要包括燃气灶的热负荷调节装置的改进，如脉冲式可编程功率调节装置。

3.2 燃气灶具的安全保护技术

燃气灶具在使用中由于环境温度、使用习惯、使用者的操作习惯等因素影响，会导致火焰熄灭、火焰过大、火焰燃烧不充分、燃气泄漏等安全事故的发生，因此，为防止或减少这些事故的发生，保证燃气灶具的安全使用是燃气灶具设计开发的关键。目前，国内燃气灶具的安全保护技术主要有熄火保护技术和防泄漏保护技术。其中熄火保护技术主要有热电耦式熄火保护和感应式熄火保护两种，防泄漏保护技术主要有气密性检测技术、热敏元件检测技术和电磁阀控制技术等。目前，在燃气灶具安全保护方面主要使用的是热电耦式熄火保护装置、感应式熄火保护装置和气密性检测技术等。

3.3 燃气灶具的节能环保技术

我国大多数城市的燃气用户仍在使用普通的煤气炉，由于煤气炉燃烧效率低、热效率低，而且煤气炉排放的废气中含有一氧化碳等有毒气体，因此，在燃气灶具的设计与开发中必须考虑节能环保问题。目前，在国内燃气灶具的节能环保技术方面主要采用的是一种高热效率的脉冲点火方式、一种低负荷燃烧技术和一种电子脉冲点火技术。燃气灶具燃烧产生的噪音是其最大的噪声来源，在燃气灶具设计与开发中必须考虑如何降低燃烧噪音的产生。

四、城市燃气灶具设计与开发的实践与验证

4.1 燃气灶具的制造与测试

设计要求：主要包括：确定燃气灶具的功能，结构，尺寸等，设计要求可参考《GB/T36052-2012家用燃气灶具》《GB/T30378-2014家用燃气快速热水器》等标准，并可参考《JB/T 6174-2012家用燃气快速热水器安全监察检验方法》等标准，并根据不同的燃气灶具的使用场合，确定产品的具体结构尺寸、材料、表面处理方法、包装方式等。制造要求：主要包括：确定燃气灶具的制造工艺，如成型工艺、热处理工艺等；进行加工和装配；进行组装测试。主要包括质量目标和质量控制指标的确定；质量控制体系的建立与管理；质量问题处理措施的建立；生产过程中问题整改措施的建立；质量问题预防措施的建立等.

4.2 燃气灶具的安全性能验证

耐压测试：主要包括：炉头与燃气管之间的耐压测试；炉头与灶具整体的耐压测试。热负荷测试：主要包括：热负荷试验；燃气泄漏试验；燃烧时火焰熄灭试验；点火试验。熄火保护装置和机械开关功能测试：主要包括：熄火保护装置的功能测试；机械开关功能测试。环境适应性测试：主要包括：高温高湿环境下的适应性验证；温度冲击条件下的适应性验证。零部件材料测试：主要包括：机械强度性能；热稳定性和耐久性。

五、城市燃气灶具设计与开发的推广与应用

5.1 燃气灶具的市场推广策略

目标客户的开发：主要包括目标客户群体的定位，目标客户群体的消费需求等。产品组合的制定：主要包括产品组合设计，产品组合价格、性能、外观等。品牌定位与宣传：主要包括品牌定位和宣传，主要包括品牌形象设计，品牌口号、广告语，传播策略等。销售渠道的选择：主要包括销售渠道和销售方式选择。广告推广策略：主要包括广告设计制作，广告发布，广告效果评估等。售后服务策略：主要包括售后服务流程设计，售后服务方式等。产品配套与完善：主要包括产品配套与完善，产品价格体系的确定等。
六、结语
 天然气作为一种清洁能源，正受到越来越多人的青睐。但是在使用燃气时，存在着潜在的安全隐患。因此，从安全角度出发，研发具有安全性的燃气灶具，具有十分重要的意义。
参考文献

[1] 张煜圣,周亮,钟家淞.高效节能家用大气式燃气灶的研究[J].煤气与热力.2014,(7).
[2] 张强,黄亚继,邵志伟,等.家用燃气灶数值模拟及参数优化研究[J].能源研究与利用.2014,(2).