高大空間熱輻射采暖解決方案

王廣軍（哈爾濱電氣動力裝備有限公司,哈爾濱 150066）

高大空間熱輻射采暖解決方案

王廣軍
（哈爾濱電氣動力裝備有限公司,哈爾濱 150066）

針對天然氣熱輻射供暖系統的特點進行了歸納，簡述了與傳統采暖形式的比較優勢。以某一高大空間工業廠房舉例說明，詳細敘述了施工工藝流程及施工操作要點，對各種建筑物采用新型采暖系統具有借鑒意義。

高大空間建筑；燃氣輻射采暖；工藝流程；安全

對于高大的工業廠房和某些大空間的工業建筑，其維護結構冷風滲透和入侵導致熱量損失較大，如果全部采用鑄鐵熱水散熱器采暖，不僅散熱器數量較多，采暖效果也不好。熱風采暖效果也不好，也是一種對流采暖，且車間管道較多，如果采用熱輻射采暖，能夠較好的滿足使用要求。

1 燃氣熱輻射供暖的工作原理及流程

燃氣熱輻射供暖是利用天然氣、液化石油氣，在特殊的燃燒裝置—輻射管內燃燒，將燃氣的化學能轉變成高溫熱能，再經輻射管輻射出一定波長的紅外線進行供暖的設備，輻射管表面的工作溫度大約在180℃-550℃之間，所產生的紅外線波長在3.5-5.5微米之間，這個波段的紅外線具有很好的非色散性，能量集中，熱效應顯著。

燃氣輻射供暖系統具有先進的自控和反饋體系，當電源接通后，引風機首先啟動，對輻射管進行15秒鐘的抽吸清掃，使輻射管內產生一定的負壓（此時燃燒器控制箱上的黃燈和紅燈會同時亮起）。燃燒器空氣入口處設定負壓值為50-90Pa，燃燒所需的空氣從燃燒器側的空氣入口進入系統。主機箱內設有負壓檢測和變送系統，一旦檢測出負壓達到設定值后，即通過負壓變送系統將負壓信號轉換為電信號傳送到微電腦控制盒，微電腦控制盒再通知點火裝置點火，同時通知進氣電磁閥開啟，燃氣進入燃燒器開始燃燒。

在正常工作狀態下，黃燈亮、紅燈熄滅。如果點火不成功，此時燃燒器控制箱上的黃燈和紅燈一直亮，火焰檢測系統檢測不到火焰，系統即切斷燃氣進氣電磁閥。延遲一段時間后，系統又開始新一輪點火程序。

如果第二次點火仍不成功，系統再次停止。此時，只有在電源被切斷并在幾秒鐘后重新接通的情況下，才能重新點火。如果在工作過程中，負壓檢測系統檢測不到規定的負壓值或者檢測不到火焰，系統自動切斷電磁閥，這充分保證了系統的安全性和可靠性。

2 設計方案

下面以我公司提出的高大工業廠房供暖參數為依據，對生產車間進行輻射采暖設計。

2.1 原始數據

工程建設地點：黑龍江省哈爾濱市；采暖室外計算溫度：-26℃；冬季最低日平均溫度：-29.8℃；燃氣種類：天然氣；采暖溫度：14℃；燃氣價格( 暫定)：3.80元/Nm3；電價( 暫定)：0.80元/kwh；空間垂直高度：28.5米。

2.2 供暖器的數量計算及布置

根據法國燃氣供暖工業公司的計算方法，供暖器的安裝數量n按下式計算：n=Qε/q

ε-與輻射器安裝高度有關的附加系數

Q-建筑物的計算輻射采暖總耗熱量，

q-單臺供暖器的有效供熱量，標準的有效供熱量為45kw/臺

所以要考慮ε，是因為空氣中有三原子氣體存在，紅外線在向下傳播的過程中，三原子氣體要吸收輻射能，使得輻射衰減。當設備安裝高度在10m以下時，高度附加可忽略不計。對于本項目，設備安裝高度設計在6-7m，在進行數量計算時可以不考慮高度附加對熱負荷的影響，即：ε=1。

以下為廠房的采暖面積、采暖熱負荷、設備選型及數量一覽表：

名稱　輻射供暖熱負荷（Kw）設備型號　設備數量（套）安裝方式廠房　1260　燃氣輻射供暖器28　施工時暫定

2.3 供暖器的布置和安裝方式

輻射供暖器暫時廠房內的區域平均布置，也可根據用戶的最終工藝需要進行調整。

2.4 溫度控制區域的劃分

根據要求，系統可分區域進行溫度控制。本方案暫將廠房分為4個采暖控制區域；每個區域設一套獨立的控制溫度系統，可根據需要設置采暖溫度和采暖時間。

2.5 燃氣供應及室內天然氣管道系統

燃氣供應采用中壓供氣，在每臺供暖器前設二次減壓閥，保證進入設備的燃氣壓力穩定，且不低于允許工作壓力。這是由調壓器的特性決定的，調壓器具有閥后壓力不隨閥前壓的波動而變化的特性。由室外燃氣管網來的天然氣（P=0.03-0.035MPa），經室內燃氣管網送至各設備，經各設備前的二次減壓閥減至2000Pa，這樣還有利于減小室內燃氣管徑，降低室內燃氣

為保證系統的可靠，在進戶總管上設燃氣緊急切斷閥，當室內供氣干管或支管發生泄露，可自動切斷氣源。

2.6 尾氣的排放

燃氣輻射供暖系統的尾氣排放有以下列三種方式：

（1）無煙道，直接排至室內通風口，通過室內的通風換氣排至室外。

（2）每臺設備有單獨的煙道，由屋頂或側面出墻，排至室外。（3）多臺設備的燃燒產物通過一個總管，由真空風機從屋頂或側面出墻排至室外。

3 結論

燃氣紅外線輻射采暖系統可用于建筑物室內全面采暖、局部采暖和室外工作地點的采暖。目前，在許多發達國家已有多種新型的燃氣采暖設備，具有高效節能、舒適衛生、運行費用低等特點。該采暖方式尤其適用于有高大空間的建筑物采暖。隨著我國石油工業的發展，油氣田的開發和利用，這種采暖方式的應用在不斷增加。實踐證明，在燃氣供應許可時，采用紅外線輻射采暖系統，從技術上和經濟上都具有一定的優越性。

[1]魯德宏.供熱鍋爐直燃天然氣的探討[J].發電設備，2004(06).

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[3]艾利兵，白林軍，李吉. 燃氣紅外線輻射采暖在青海油田油管廠的應用研究[J].工程建設與設計，2013(06).

王廣軍（1976-），男，工程碩士，工程師。