常压锅炉热源供热系统的优化设计

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[关键词]工程建筑  

    摘要: 通过对常压锅炉热源供热系统几种工艺方案的设计实践比较,提出了吸水侧补水膨胀水箱加回水自动启闭阀的控制方案最佳,以及适应分户热计量的动态平衡系统。 关键词: 常压锅炉 供热 减压水箱 补水箱 启闭阀 分户热计量1 引言常压锅炉即无压锅炉。虽然水泵扬升有欠节能之嫌,但由于其造价低,无爆炸危险,安全可靠,使用燃油、燃气清洁能源,配以先进的自控燃烧技术,无环境污染。被灵活的布置在楼栋或建筑组团内,可楼底、楼顶布置。其供热系统的设计关键是水循环系统的启闭运行时锅炉均应不受压,同时保持供热系统的满水位。在运行和停止时,系统水均应不外溢。除锅炉出水口必须置于循环水泵的吸水侧外,如何隔开和控制系统水压对锅炉的影响和系统保持水位不外溢,采用什么可靠的工艺系统和控制元件,是常压锅炉热源供热系统优化设计值得探讨的问题,笔者经过工程设计实践,总结如下:2 水循环系统几种控制方案2.1 回水侧减压水箱加浮球阀或液压液位控制阀控制。如图1所示,该系统见于早期的常压炉供热系统,其减压回水箱为常压,隔开水压对锅炉的影响,浮球阀控制系统启闭运行和静水位。由于浮球阀或后来使用的液压液位控制阀均为浮子控制元件,经短期使用便损坏失控,系统水外溢,启闭运行最终导致手动阀控制,而不能及时有效的控制启闭,致使系统失水严重,大量补水、热能浪费,费用增大。又由于减压回水箱直通大气,回水旋流挠动性大,溶氧量增大,加剧系统氧腐蚀。2.2 回水侧减压回水箱加电磁阀,电动阀控制如图2,为有效控制系统启闭运行,该常压炉供热系统,采用大口径电磁阀。但该阀启闭时间要在9~10秒钟,实际时间还长,每次完成启闭时仍有水外溢,加之电磁阀的频繁启动,阀瓣磨损严重,又由于系统水的不洁净,含有一定颗粒物质,启闭时有卡住的现象,久而久之使用不能持久,最终仍然导致手动阀控制。电动阀的启闭时间比电磁阀还长,同样存在上述问题,经使用亦达不到预想的效果,最终不能被采用。2.3 吸水侧常压补水膨胀水箱加回水自动启闭阀控制。如图3所示,该常压炉供热系统,将补水膨胀水箱置于锅炉出口与循环水泵吸水口侧,呈低位布置,箱低与出水管之间距离至少应≥500mm,锅炉与水箱相通呈常压。系统启闭采用回水自动启闭阀控制(专利产品)[1],该阀利用水泵出口较大压力的水力传动管将阀瓣打开,锅炉进出水量平衡,补水箱水不外溢,锅炉不承压,水泵停止时,水力管无压即行关闭。由此启闭迅速、灵敏使用持久。由于水箱补水管置于水泵吸水口侧,系统缺水及时得到补充,安装高度水头有效防止水泵汽蚀。由于回水不再直接通过水箱,系统溶氧量减少,减缓系统腐蚀。2.4 楼顶布置、吸水侧常压补水箱、回水流量调节阀控制上述常压锅炉热源供热系统均为楼底布置,存在循环水泵扬升,电能消耗较大的缺点。如图4所示,该常压锅炉热源供热系统楼顶布置,耗电小。水泵吸水侧补水箱和锅炉出水管呈常,且安装高度必须覆盖热源系统高度,保护机组系统满水位安全运行,回水设流量调节阀,此时只须调节流量平衡,不再考虑低位布置时的静水位持压问题。省去保持和控制系统静水位的控制元件,不再担心水系统压力对锅炉的影响。由于热源系统高位布置,水泵扬升在等压面以上,几乎很小,电能消耗小。此系统是常压锅炉较理想的供热系统。2.5 适应分户热计量的常压炉单级泵一、二次水供热动态平衡系统[3]。如图5所示,系统启闭控制仍如本文“2.3”所述。实现分户热计量时,供热系统由静态系统转变为动态系统,即由定流量转变为变流量或定流量和变流量的混合系统。此时如果某些用户关闭或调节都将影响系统流量和压差发生变化。此系统采用旁通式自力式压差控制阀[2],该阀在额定压差范围内阀塞为关闭状态,工作压差一旦超过额定压差,自动阀塞开启,自动调节开度,在压差的作用下保证控制压差不变。起到恒定热源系统流量,支持用户系统变流量运行。该系统为单级泵系统的一、二次水系统,适合小型热源处调节二次水的变流量运行。该系统配套使用气候补偿器[3],根据室外气温变化而改变供水温度。保证热源输出热量等于用户实际用热量,达到节能的目的,其系统效果更佳。3 结论3.1 经上述几种常压炉供热系统的实践分析,吸水侧常压补水膨胀水箱加回水自动启闭阀控制的常压炉供热系统,使用运行效果最好。优越于回水侧减压水箱加浮子控制元件或电磁阀,电动阀控制系统。系统简洁,启闭迅速灵敏,保持水位、溶氧量少,运行安全可靠。3.2 单级泵的一、二次水供热动态平衡系统,适合于常压炉这种小型热源处调节二次水的变流量运行,配套使用气候补偿器随室外气温变化随时改变供水温度,更具节能效果。该系统也适合于常压炉供热系统的改造。3.3 应该指出,常压炉如低位布置,循环水扬升,耗能比闭式系统大,不节能。但在目前常压炉的生产和使用还占有一定市场的客观条件下,设计、使用时应注意最佳工艺方案的选择,使常压炉供热系统发挥出更好的效果。参考文献:[1]陕西省阳泉市勤工机械厂,回水自动启闭阀(专利号:ZL 93 2 06695x)[2]河北平衡阀门制造有限公司,ZTY47系列自力式压差控制阀,旁通式(C)样本,(专利号:01267873.2)[3]DBJ01-605-2000北京市标准《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》

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