常壓熱水鍋爐房供熱系統設計

朱凱

摘 要：常壓熱水鍋爐有其一定的優點，同時也給系統設計、運行帶來了一系列的問題，其不可承壓的特殊性要求，使常壓熱水鍋爐房的設計與承壓鍋爐房有較大的不同，但這些問題在得到充分重視的前提下，揚長避短，就能保證供熱系統安全可靠的運行。常壓熱水鍋爐供熱系統受到了越來越多的關注和應用，尤其在局部供暖中的應用顯得更加突出。

關鍵詞：常壓熱水鍋爐房;供熱系統設計

前言

常壓熱水鍋爐無需專門的安全檢驗、性價比較高、運行安全可靠，近年來在港口工程的供熱系統設計中越來越多的用戶要求采用常壓熱水鍋爐。近20 年來，為節約投資、修舊利廢，常壓熱水鍋爐應用于采暖及生活熱水系統迅速發展，常壓熱水鍋爐也成為一種新型熱源，并且用量也越來越大。常壓熱水鍋爐又稱為無壓熱水鍋爐，該鍋爐運行時鍋筒內保持大氣壓力，供應不大于95℃的熱水，

一、常壓熱水鍋爐的特點

常壓熱水鍋爐是指鍋爐本體開孔或者用連通管與大氣相通，在任何情況下，鍋爐本體頂部表壓為零的鍋爐，可用于供水溫度≤95℃的熱水供熱系統，單臺功率≤2.8MW。他具有以下特點：⑴采用開式鍋筒，系統處于常壓狀態，本身無爆炸危險性、安全性高;⑵循環泵安裝于鍋爐的出水側，降低了鍋筒承受的壓力;⑶循環泵兼有補水泵的功能，循環泵揚程計算方法與承壓鍋爐循環泵的計算方法有明顯不同;⑷安裝地點靈活，不受承壓鍋爐安裝位置規定若干限制的約束;⑸鍋爐的供水溫度與循環泵入口處的水壓有關。

二、常壓熱水鍋爐房供熱系統設計

1.循環水泵的選型與配置。常壓熱水鍋爐系統的循環水泵安裝在鍋爐的出水管段上，循環水泵出水先進入熱水管網，當系統停止運行時，回水管路上的自動啟閉閥關閉，管路系統與鍋爐斷開。一般清水泵的最高設計水溫為80℃，熱水管路上循環水泵的工作溫度為95℃，宜配置型熱水泵。在承壓熱水鍋爐的閉式循環中，水泵入口和出口承受著相等的靜水壓力，水泵揚程主要克服循環管路上的沿程和局部損失。在常壓熱水鍋爐系統的開式循環中，水泵揚程與流動阻力和系統高度有關，循環水泵實際起加壓泵的作用。常壓熱水鍋爐系統循環水泵的實際揚程為系統最高點與鍋爐供水最低點間的水位差。由于系統高度差產生的靜水壓足以克服回水段的阻力損失，故在計算水泵揚程時不必考慮該段的阻力。

2.回水控制。由于常壓鍋爐系統的回水管路段因系統高差形成的靜水壓遠遠大于回水阻力，所以必須采取措施消耗多余阻力，否則將造成鍋爐上部的回水控制箱因流量不平衡而不斷溢出熱水。可在鍋爐前的回水管段設置自動回水控制閥、阻力調節閥等節流閥門，使整個系統的回水不直接進入鍋爐，而回到鍋爐上部的回水控制箱內，水箱內裝有浮球閥，起到啟閉和調節流量的作用。

3.防止水擊的措施。在常壓熱水鍋爐供熱系統中，循環水泵啟動的瞬間容易發生水擊現象，這類水擊緣于上部管道中空氣形成的氣阻。由于常壓熱水鍋爐供熱系統直接與大氣連通，在循環水泵關閉的瞬間系統管道內的循環水容易向外泄漏而混入空氣、在鍋爐關閉后循環水因冷卻收縮而吸入空氣、溶解在循環水中的氣體析出等，都會在系統的上部管道中存留部分空氣。在啟動循環水泵時管道上部的存留氣體不能及時排出也容易發生水擊，這種水擊的危害非常大，管道會劇烈振動同時伴有巨大的噪聲，嚴重時會導致管道和系統上部的散熱器破裂。在系統的最高處設置排氣閥可以預防這類水擊現象的發生，還要保證系統運行時排氣閥能有效工作。系統中設置定壓水箱，當循環水泵關閉后，定壓水箱可自動向系統內補水并排出氣體，能有效地防止水擊現象的發生，具體操作時應緩慢開啟循環水泵出口的閥門，在水位逐漸升高的過程中逐漸排出系統管道內的氣體。在常壓熱水鍋爐供熱系統距鍋爐最近的回水管上，一般要安裝自動啟閉閥，以防止循環水泵關閉時管道內循環水回流進鍋爐，使系統的上部管道中存留空氣。一旦循環水泵關閉，自動啟閉閥也會迅速關閉，如果壓力不能得到有效釋放，尤其在未設置定壓水箱的上供下回式供熱系統中，自動啟閉閥關閉的

瞬間非常易產生水擊，嚴重時還會使系統下部的散熱器發生破裂。如果常壓熱水鍋爐房中設有與循環泵連鎖的自動啟閉閥，常用的泄壓方式是在循環水泵出口總管與自動啟閉閥之間設連通管并安裝逆止閥，也可以在自動啟閉閥之前設置安全閥。

4.常壓熱水鍋爐的定壓問題。承壓熱水鍋爐的閉式循環只設在循環水泵入口側回水干管上的某個定壓點，而常壓熱水鍋爐系統為雙點定壓系統，其中1 個定壓點為鍋爐上部的水箱，保證鍋爐處于常壓狀態;另1 個定壓點設在進鍋爐前的回水管路上，起著用戶系統定壓、補水的作用，以保證整個熱水循環系統不汽化、不倒空。系統安裝完畢后，應對整個系統進行調節。一般情況下，設計選取循環泵流量及揚程均大于實際需要量，這時調整阻力調節閥阻力減小循環流量，并使系統高點放氣閥處達到冒水程度，此時頂部管道已處于正壓狀態，也可根據實際情況調整最高點正壓程度。系統安裝完畢后，關閉啟閉閥并向采暖系統及鍋爐充水，使高位膨脹水箱及鍋爐水箱達到正常水位，循環泵投入運行后，若鍋爐水箱水位下降及高位膨脹水箱水位上升，應增大阻力閥開度，以減小阻力：若鍋爐水箱水位上升及高位膨脹水箱水位下降，應減小阻力閥開度，以增大阻力，這樣調整后兩水箱水位應在正常水位位置。當阻力調節閥阻力偏小時，高位膨脹水箱內可能無水，系統上部有可能處于負壓運行狀態，則系統運行工況不好：當阻力調節閥阻力偏大時，高位膨脹水箱可能溢水，而鍋爐水箱可能無水，使鍋爐水位下降，從而造成鍋爐局部竹道過燒，使循環泵入口有汽化的危險。因此，雙點定壓供暖系統調節也主要調整調節閥阻力，但要同時觀測兩個水箱的水位，調節比較煩瑣。

結束語

常壓熱水鍋爐房作為建筑物的供熱熱源近年來得到了相當廣泛的應用，尤其在燃氣鍋爐或燃煤鍋爐改燃天然氣中應用較多。根據常壓熱水鍋爐的特點，常壓熱水鍋爐供熱系統適用于高度較低的建筑物。但如果是高層建筑物，對鍋爐安全性有特殊要求的地方也宜采用常壓熱水鍋爐供熱系統。只是在設計中，根據實際情況，合理選擇常壓熱水鍋爐供熱系統的的定壓方式。

參考文獻

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