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真空热水锅炉的构造特点及工作特性
2015-10-23 15:32    锅炉网   www.guolu360.cn

真空热水锅炉由于其体积小,热效率高,系统简单、可靠、运行稳定,安全性高等特点,使其在工程项目中得到越来越多的运用。笔者在某工程设计中,采用了双回路真空热水锅炉,提供60℃-50℃空调热水和65℃-5℃卫生热水.该设计工程经两个冬季的使用后,业主认为操作方便,无需专业人员定岁管理锅炉运行,机组热效率高,温控灵敏,负荷调节方便,同时开机后短时间内,就能满足负荷要求。

一、真空热水锅炉的工作原理:

真空热水锅炉早在70年代就已出现,第一台成品机是在日本面世的。国内在80年代后期就有一些厂家研制真空热水锅炉,但由于技术方面的问题,一直未得到推广。现在这种在日本已经比较成熟的机型,在中国也有了合资工厂生产,笔者就是选用了该工厂的双回路真空热水锅炉。

真空热水锅炉的结构见图(一),是由燃烧室(火炉)、水管、负压蒸汽室、热交换器、热媒介水等组成的。机体内部为真空状态,与外部空气隔绝,形成密闭状态。热媒水覆盖着火炉和水管并密闭在机体内部,因负压蒸汽室内的压力保持在大气压之下,当密闭在内的热媒水在燃烧加热后,立即就沸腾起来,产生与热媒水相同温度的蒸汽。机内产生的蒸汽在上升过程中,接触到配置在负压蒸汽室内的热交换器表面,由于热交换器内的水温低于蒸汽温度,蒸汽会在热交换器表面上冷凝并放出大量汽化热,加热热交换器中的水,冷凝水在策略作用下重又回到热媒水中。因此,热媒水不断在封闭的机体内进行着"沸腾=蒸发=冷凝=热媒水"的循环。无须补充冷凝水,也无空烧的危险。热交换器中的水被加热后输送给用户用于空调和卫生热水。

图1

为确保真空热水锅炉的运行可靠性,制造厂在三个方面要保证:

1.为了保证锅炉内部的真空度,在工厂制作时要经过严密的检查,采用拟气进行洩漏检测,保证制作过程锅炉罐体的密闭性。为维持真空度,并且为防止万一,工厂装备了作为标准件的抽气泵。在真空热水锅炉罐体内,热媒水被加热到90℃时,抽气泵根据罐体内的真空度自动作业,不仅将罐内空气抽出,也将溶存在热媒水中的氧除去,使其保持一定的负压,罐体内产不会腐蚀。

2.热媒水是一种经制造工厂特殊除杂、除氧、软化处理的清水,在制作中一次性灌注的,可以在运行时循环使用,一般无特殊情况无需加注。笔者在设计调研中走访该厂用户,上海某电机厂,87年投入运行的一台真空热水锅炉,使用了十年从未加注过热媒水,至今仍能正常工作。

3.锅炉内的热交换器具特殊要求,采用了SUS444不锈钢管,这种管材加工时需要特殊工艺。该管材不易结水垢,传热效率高,不会生锈,在水质、流速的限制方面更优于普通的换热管。

二 真空热水锅炉系统特点

1.安全性高:1992年颁发实施的《热水锅炉安全技术监察规程》(劳锅炉宁[1991]8号)中,允许额定出口热水温度低于或等于95℃的热水锅炉房与住宅相连或设在多层建筑物的地下室、半地下室或第一层,锅炉房中任何一台锅炉的容量条例(T-100)V5的条件时,锅炉房就可与一般民用建筑相连(T为锅炉工作压力时的饱各温度℃,V为锅炉水容量m3)。由于真空热水锅炉热媒水温均不超过100℃,T-100≤0℃,可以满足安全要求,选用于许多项目。

2.系统简单:从国家颁发的《小型和常压锅炉安全监察规程》(2000版)中,明确规定常压热水锅炉的设计、制造、安装必须确保在运行中不随压力,即表压为0。另外,为防止"低温腐蚀",当采用常压热水锅炉时,须另设水-水热交换器,了就是目前常用的系统,该设计方案在本文称方案一,系统流程如图(二)所示。方案一在锅炉房的布置中,必须考虑到锅炉本体、锅炉一次水循环系统的水处理设备、锅炉补水水泵、补水定压水箱、一次循环泵、空调水-水热交换器、给排水的水-水热交换器等诸多设备的面积。这样一来机房占用面积多,系统补水、定压、循环泵的开停及连锁控制等方面增加了运行的复杂性,系统可靠性较难控制。若采用双回路真空热水锅炉作为热源,本文称为方案二,从图(三)所示的系统流程中,可以发现该方案省去了锅炉一次水的水处理、补给、定压、徨等设备以及空调、生活热水的两组水-水热交换器,大大减少了机房的占用面积、系统的复杂性,增加了运行操作的简便性。

图2

图3

三、在设计使用真空热水锅炉时,也应注意以下的几点:

1.真空热水锅炉的热媒水,在负压状况下最高温度为93℃左右,锅炉的出水温度最高在80℃左右,因此在需要出水温度较高的情况时,应选用出水温度高的其它型式的锅炉。

2.真空热水锅炉的热交换器管径较小,一般在10mm左右,虽然管内不会结垢,为防止系统杂质阻塞管子,应在锅炉回水管入口前安装除污染源器或过滤器。

3.真空热水锅炉设计时,要根据系统的压力情况,确定机组的承压参数,保证机组的工作压力满足系统的压力要求。在系统设计时应在真空热水锅炉的接口处设置泄压阀,泄压阀设定压力必须小于机组最高允许压力,泄压阀和机组的连接部分不得装配阀门。

基于真空热水锅炉的这种设计构造,真空热水锅炉同常压热水锅炉相比,有其独特的优点,笔者对两种系统方案作了特点比较,见表(一)。

图4

总之,辐射的独特构造,为中小型空调系统和热不系统设计,提供了热源选型的新思路。



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