淺談?wù)婵諢崴仩t的構(gòu)造特點(diǎn)及工作特性

淺談?wù)婵諢崴仩t的構(gòu)造特點(diǎn)及工作特性作者：江蘇省建筑設(shè)計(jì)研究院何憶江【摘要】真空熱水鍋爐機(jī)體內(nèi)部真空密閉，熱媒水負(fù)壓燃燒，所產(chǎn)生的蒸汽與熱交換器進(jìn)行汽水交換，熱效率高，熱媒水在工廠制作時(shí)一次性處理灌注，運(yùn)行中無需補(bǔ)充。真空熱水鍋爐獨(dú)特的設(shè)計(jì)，形成了它安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。本文介紹了真空熱水鍋爐的工作原理、特點(diǎn)以及與常壓熱水鍋爐的性能比較。

關(guān)鍵詞真空熱水鍋爐常壓熱水鍋爐熱媒水真空熱交換器

真空熱水鍋爐由于其體積小，熱效率高，系統(tǒng)簡單、可靠、運(yùn)行穩(wěn)定，安全性高等特點(diǎn)，使其在工程項(xiàng)目中得到越來越多的運(yùn)用。筆者在某工程設(shè)計(jì)中，采用了雙回路真空熱水鍋爐，提供60℃-50℃空調(diào)熱水和65℃-5℃衛(wèi)生熱水.該設(shè)計(jì)工程經(jīng)兩個(gè)冬季的使用后,業(yè)主認(rèn)為操作方便,無需專業(yè)人員定歲管理鍋爐運(yùn)行,機(jī)組熱效率高,溫控靈敏,負(fù)荷調(diào)節(jié)方便,同時(shí)開機(jī)后短時(shí)間內(nèi),就能滿足負(fù)荷要求。

一、真空熱水鍋爐的工作原理：

真空熱水鍋爐早在70年代就已出現(xiàn)，第一臺成品機(jī)是在日本面世的。國內(nèi)在80年代后期就有一些廠家研制真空熱水鍋爐，但由于技術(shù)方面的問題，一直未得到推廣?，F(xiàn)在這種在日本已經(jīng)比較成熟的機(jī)型，在中國也有了合資工廠生產(chǎn)，筆者就是選用了該工廠的雙回路真空熱水鍋爐。

真空熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)見圖（一），是由燃燒室（火爐）、水管、負(fù)壓蒸汽室、熱交換器、熱媒介水等組成的。機(jī)體內(nèi)部為真空狀態(tài)，與外部空氣隔絕，形成密閉狀態(tài)。熱媒水覆蓋著火爐和水管并密閉在機(jī)體內(nèi)部，因負(fù)壓蒸汽室內(nèi)的壓力保持在大氣壓之下，當(dāng)密閉在內(nèi)的熱媒水在燃燒加熱后，立即就沸騰起來，產(chǎn)生與熱媒水相同溫度的蒸汽。機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽在上升過程中，接觸到配置在負(fù)壓蒸汽室內(nèi)的熱交換器表面，由于熱交換器內(nèi)的水溫低于蒸汽溫度，蒸汽會在熱交換器表面上冷凝并放出大量汽化熱，加熱熱交換器中的水，冷凝水在策略作用下重又回到熱媒水中。因此，熱媒水不斷在封閉的機(jī)體內(nèi)進(jìn)行著"沸騰=蒸發(fā)=冷凝=熱媒水"的循環(huán)。無須補(bǔ)充冷凝水，也無空燒的危險(xiǎn)。熱交換器中的水被加熱后輸送給用戶用于空調(diào)和衛(wèi)生熱水。

為確保真空熱水鍋爐的運(yùn)行可靠性，制造廠在三個(gè)方面要保證：

1．為了保證鍋爐內(nèi)部的真空度，在工廠制作時(shí)要經(jīng)過嚴(yán)密的檢查，采用擬氣進(jìn)行泄漏檢測，保證制作過程鍋爐罐體的密閉性。為維持真空度，并且為防止萬一，工廠裝備了作為標(biāo)準(zhǔn)件的抽氣泵。在真空熱水鍋爐罐體內(nèi)，熱媒水被加熱到90℃時(shí)，抽氣泵根據(jù)罐體內(nèi)的真空度自動作業(yè)，不僅將罐內(nèi)空氣抽出，也將溶存在熱媒水中的氧除去，使其保持一定的負(fù)壓，罐體內(nèi)產(chǎn)不會腐蝕。

2．熱媒水是一種經(jīng)制造工廠特殊除雜、除氧、軟化處理的清水，在制作中一次性灌注的，可以在運(yùn)行時(shí)循環(huán)使用，一般無特殊情況無需加注。筆者在設(shè)計(jì)調(diào)研中走訪該廠用戶，上海某電機(jī)廠，87年投入運(yùn)行的一臺真空熱水鍋爐，使用了十年從未加注過熱媒水，至今仍能正常工作。

3．鍋爐內(nèi)的熱交換器具特殊要求，采用了SUS444不銹鋼管，這種管材加工時(shí)需要特殊工藝。該管材不易結(jié)水垢，傳熱效率高，不會生銹，在水質(zhì)、流速的限制方面更優(yōu)于普通的換熱管。

二真空熱水鍋爐系統(tǒng)特點(diǎn)

1．安全性高：1992年頒發(fā)實(shí)施的《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（勞鍋爐寧[1991]8號）中，允許額定出口熱水溫度低于或等于95℃的熱水鍋爐房與住宅相連或設(shè)在多層建筑物的地下室、半地下室或第一層，鍋爐房中任何一臺鍋爐的容量條例（T-100）V5的條件時(shí)，鍋爐房就可與一般民用建筑相連（T為鍋爐工作壓力時(shí)的飽各溫度℃，V為鍋爐水容量m3）。由于真空熱水鍋爐熱媒水溫均不超過100℃性能方案二（真空熱水鍋爐系統(tǒng)）方案一（常壓熱水鍋爐系統(tǒng)）節(jié)能性輻射熱損失爐體為密封的真空容器，本身具備很好的保溫性能，輻射熱損失小體為開放容器，熱媒水直接與大氣接觸，輻射熱損失大熱交換效率爐體內(nèi)汽-水熱交換器熱效率高系統(tǒng)配置水-水熱交換器熱效率低熱惰性與低負(fù)荷性能鍋爐體積小，熱媒水量少，熱容也小，因此熱惰性小，對負(fù)荷變化反應(yīng)靈敏。不僅在滿負(fù)荷時(shí)達(dá)91%以上，在20%極低負(fù)荷時(shí)也可達(dá)80%的高效率（見圖四）鍋爐體積大，熱媒水量大，熱容大，因此熱惰性大，對負(fù)荷變化反應(yīng)靈敏。效率曲線隨負(fù)荷的降低急劇下降。安全性是否為壓力容器爐體真空狀態(tài)下工作，不是壓力容器爐體大氣壓下工作，爐膛內(nèi)局部有壓力對是否會空燒爐體密封一定的熱媒水，在任何狀態(tài)下都不會空燒爐體為開放式結(jié)構(gòu)，如果因故斷水，熱媒水可能會蒸發(fā)掉而造成爐體空燒致毀。使用壽命爐體腐蝕爐內(nèi)部為真空，與大氣壓完全隔絕，機(jī)組配置的抽氣泵不斷排出機(jī)組內(nèi)的氣氛，無內(nèi)部腐蝕可能。爐體內(nèi)熱媒水與大氣相通，補(bǔ)給的熱媒水中含有氧氣，氧氣等的作用可導(dǎo)致機(jī)體腐蝕。結(jié)垢無需補(bǔ)充熱媒水，內(nèi)部不結(jié)垢，機(jī)組性能高效穩(wěn)定需補(bǔ)充熱媒水，如果處理不當(dāng)，機(jī)組會產(chǎn)生結(jié)垢。爐膛腐蝕爐膛完全浸泡于溫度均勻的熱媒水中，熱媒水溫一般在70-93間，沒有溫差應(yīng)變力，也不會產(chǎn)生硫磺腐蝕，沒有鍋爐煙道、爐壁結(jié)露現(xiàn)象。爐體補(bǔ)給水入口處溫差大，有溫差應(yīng)變力，且會引起硫磺腐蝕。若回水溫度過低會造成煙道、爐壁結(jié)露，腐蝕爐體。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)鍋爐體積爐體內(nèi)熱媒水量小，機(jī)體積小，普通常壓熱水鍋爐約節(jié)約30%體積。爐體熱媒水量大，機(jī)體體積較大。鍋爐補(bǔ)水及水處理設(shè)備鍋爐無需補(bǔ)水，不必設(shè)置補(bǔ)水系統(tǒng)鍋爐必須補(bǔ)水，系統(tǒng)需設(shè)置一套水處理設(shè)備、補(bǔ)水泵、補(bǔ)水箱及鍋爐一次水循環(huán)泵鍋爐與系統(tǒng)的連接

因鍋爐可承壓，供回水溫可適用于空調(diào)水溫60-50℃及衛(wèi)生熱水65-5必須設(shè)置空調(diào)水-水熱交換器，衛(wèi)生熱水水-水熱交換器機(jī)房布置可節(jié)省出許多設(shè)備所占面積，機(jī)房布置緊湊系統(tǒng)設(shè)置的許多設(shè)備無法省去，必然占用很多空間運(yùn)行、維護(hù)、管理系統(tǒng)簡單、操作方便、維修管理工作量小系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，運(yùn)行中要注意鍋爐熱媒水的水質(zhì)處理和充滿狀況，以防干燒，需要專業(yè)人員管理，維修量大設(shè)備投資目前一次性設(shè)備投資較高目前一次性設(shè)備投資較低

參考資料

1．實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊