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真空锅炉设计选型安装要点及与常压、承压锅炉形式的比较

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发表时间:2020-07-20 09:34

民用建筑中商业、办公、酒店及住宅使用的锅炉一般为常压锅炉、真空锅炉、承压锅炉、蒸汽锅炉。

如果涉及空调供暖、卫生热水、泳池、可以选用真空热水锅炉、常压锅炉或承压锅炉。品牌酒店一般要求选用承压锅炉。

如果有洗衣房、厨房可以选用蒸汽锅炉(承压锅炉、属于特种设备)但承压一般不高(0.7/1MPa)的低压承压锅炉。

真空锅炉工作原理:

利用水在低压情况下沸点低的特性,快速加热封密的炉体内填装的热媒水,使热媒水沸腾蒸发出高温水蒸汽,水蒸汽凝结在换热管上加热换热管内的冷水,达到供应热水的目的。

真空锅炉启动后,燃料(燃油或燃气)燃烧产生的大量热能传递给炉内的热媒体,使炉水在炉内蒸发成蒸汽,这些蒸汽与热交换器在真空室内进行热交换后,凝结成水再回到热媒中继续吸热,依此往复进行。

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真空锅炉的特点:

1、真空热水机组始终在负压状态下运行,低温运行,具有常压和有压锅炉所无法比拟的安全可靠性;

2、内置式不锈钢换热器,换热效率高,水质清洁、对承载水质无任何污染;(304不锈钢换热器)

3、在锅炉本体内进行热交换,整机效率高达91%以上,启动后2-3分钟内可提供70-80℃热水,大大缩短了预热期和减小能源浪费;

4、烟管一般都不采用直管,而是采用螺旋管,强化了传热,提高了锅炉效率,降低了运行成本;

5、炉水采用高纯水,确保炉体内部永不结垢、腐蚀。(对于真空锅炉使用寿命的影响条件:水蒸汽中的氧含量,会导致烟管产生氧腐蚀,所以需要保证锅炉的真空度);

6.锅炉与换热器的一体化设计,节省空间,大大减少占地面积;

7、采用锅壳式全湿背多回程结构,动态加热,换热充分。(厂家不同,回程结构也不同,比如:荏原、法罗力、富尔顿采用的是三回程,斯大采用的是二回程,号称2.5);

8、炉内的热媒水(炉水),在锅炉运行的全过程中,不进、不出、不增、不减,在锅炉内的传热管与热交换器之间传递热量;

9、在运行时,炉水中的氧被加热析出,排出炉外,锅炉长期使用,不会发生氧腐蚀;一次性加入的热媒水,有限少量的钙镁离子,加热后亦被软化,因此锅炉内部不发生结垢,延长了锅炉的使用寿命,是一般锅炉无法相比的;。

10、换热器采用不锈钢管制造,耐腐蚀,可承压;锅炉整体。

11、设计使用寿命超过20年以上。

国家质量监督检验检疫总局

国质检锅函[2002]288号

关于实施《小型和常压热水锅炉安全技术监察规定》有关问题的通知

真空锅炉的管理:

真空锅炉因其介质流通系统的压力低于大气压力,因而不会发生爆炸事故。

制造企业应按标准制造真空锅炉,并且承担告知用户(含锅炉安装者)安全使用,保证使用时锅炉系统始终处于真空状态的法律责任。真空锅炉的安装单位对安装质量符合制造企业规定的安装要求负责。符合上述要求的真空锅炉安装后不必由质量技术监督行政部门锅炉压力容器安全监察机构进行确认,也不必办理使用登记注册手续。

真空锅炉的结构:

真空热水锅炉的下半部结构与普通锅炉一样:

1、燃烧室;

2、传热管组成,其下半部装有热媒水(炉水);

3、上部为真空汽室;

4、其中插入了热交换器(一般为直管型或者U型);

5、传感器(仪表);

6、燃烧器;

7、就地控制箱(带显示屏);

8、换热器;(可以按要求配置,1路换热;2路换热,4路换热)。

选配:

1、真空泵;(自动抽气装置)

2、冷凝器;(一般是蒸汽锅炉用的多,真空锅炉使用很少)。

真空热水锅炉—应用范围:

采暖用户:对采用中央空调,地暖以及低温热水采暖的用户特别适用,可能直接免去换热站的设计。

热水用户:对需要用生活热水的用户如:酒店、宾馆、学校、企事业单位均能适用。

多用途用户:既需要采暖、又需要生活热水的用户可能采用两个或更多的换热器来实现一炉多用的功效。

真空锅炉换热器采用固定板直管式,还有悬垂式结构、

相对与U型换热器更加方便拆卸维修。

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普通热水锅炉存在的问题:

生水(一般为自来水)进入炉内,在被加热时存在如下问题:一是水中的硬度离子在加热时会形成水垢,附着在锅炉受热面管壁上;二是水中的溶解氧在加热过程中与锅炉的钢板或钢管发生氧腐蚀。所以面对这两个问题,普通常压热水锅炉的使用寿命都很短。3-5年就会出现泄漏现象。真空锅炉设计的间接加热热水锅炉较好的克服了这一问题。

解决方案:真空热水锅炉使用了间接加热的方式,也就是说在锅炉本体上集成了不锈钢管板式换热器,炉水在吸收了燃料燃烧所放出的热量后温度上升,炉水在负压环境下形成负压蒸汽,负压蒸汽对换热器器里的水进行放热,使不锈钢换热器内的供热用循环水(或生活热水)得到加热。放热后的炉水继续加热升温,并在炉内形成密闭循环,由此可见:炉水在炉内只作热载体使用,不参与外部的供热循环,所以它是一种没有任何损耗的热媒。炉水的硬度及溶解氧都得到有效的消除。不会在炉内形成结垢和氧腐蚀,所以真空热水锅炉是一种长寿命的锅炉,因为它克服了结垢和氧腐蚀带来的对锅炉的伤害。

真空热水锅炉(选配装置的作用):

冷凝器:

㈠节能(锅炉尾部可增设冷凝换热器-冷凝真空锅炉):

烟气中有大量的水蒸汽(燃料中的H原子燃烧产生)水蒸汽冷凝会释放大量的凝结潜热,安装冷凝换热器后,排烟温度可降到100度以内(普通锅炉排烟温度180度左右)吸收了烟气中的显热和水蒸汽凝结后的潜热。据说可以提高5%的热效率。

㈡环保(尾部增设冷凝器-冷凝真空锅炉):

烟气中的水蒸汽冷凝结露程中,吸收了烟气中的NOX、SOX等有害气体,排放物中的有害气体大大低于国家排放标准。(冷凝换热器烟气侧形成的冷凝水需及时排放到污水池中)

(三)需要注意的是:1、增加了投入;2、利用率;3、所以选择还是要根据实际的使用情况来定。

真空泵:保证真空度:定时自动抽真空有利于保证锅炉的真空度;提高锅炉的运行效率以及使用寿命;

但是,安装真空泵需要在锅炉上增加泄漏点,在一定程度上由起到了反作用;所以真空泵的选择需要根据锅炉的使用情况以及容量来确定。

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锅炉还是一个比较考验制作工艺的产品,除了自动化设备外,还需要大量的人为加工,焊工是构成锅炉生产的主要工种。

工艺流程大同小异,但是生产设备的好坏以及焊工技术的好坏就构成了炉体生产工艺质量的重要因素。

组装后的运输以及成品保护也是需要注意的一个问题。(都是分开运输,现场组装,现场调试。只有杭州富士顿(整体调试后)整体运输。

选型要点:

燃料选择:可用于真空锅炉的燃料有:天然气、煤气、液化石油气、沼气、柴油、再生油。

建议用户优先考虑天然气和再生油,可油气两用(特殊订货)。燃料品种不同,机组配备的燃烧机不同。

负荷选择:任何一座建筑的制热负荷选型绝不能估算,它与建筑隔热和室内用途关系甚大,反而与建筑面积关系较小。

承压选择:温水、卫生热水标准承压0.8MPa。承压0.81〜1.2MPa系统建议选择高压型机组。如果承压1.21〜1.6MPa系统,应根据经济技术综合因素分析是采用超高压型机组,还是进行二次换热。如承压高于1.6MPa系统,建议设计二次换热。最高可选承压2.4MPa。

机房土建基本要求:

选址:机组运转安全、几乎无震动、噪音小,其机房场地选择十分方便,地下室、地面、楼层中、屋顶都可作机房。对于高层建筑,为减小机组承压,宜将机房设于建筑中段或顶层。

通风:通风不良将导致机房潮湿而腐蚀机组,机房通风应大于每小时换气2次,并加机组消耗的空气,按每万大卡热值燃料消耗15m3空气估算。

排水:

②保持机组基础处于机房较高位置。

②所有排水管、泄水管均应置于机房地漏或排水沟上可见处。

③地下室机房设置于集水坑上,集水坑应设液位联动潜水泵。

温度:控制在5〜43℃内。过低则在机组停机时会造成机体内铜管及水室冻裂,过高则会损坏机组电气元件。机房必须设置温度计和超温报警。

湿度:控制在85%以下,过高将影响电器绝缘。

基础尺寸参见外形尺寸图。

基础荷载:

②建议按设备运行重量的1.5倍考虑。

②基础必须平整结实,确保不会下沉或超载(机组置于楼顶)。

③荷载按底座走条与基础的接触面均匀分布。

吊装及就位要领:

1.务必请具有合格资质且已投保险的专业吊装队伍卸车吊装。

2.吊车支脚必须垫实,确保起吊后不会下沉。起吊前检查吊具,确保不会在起吊后脱落或断裂。钢丝绳起吊夹角必须小于90°,严禁使用单根钢丝绳起吊。吊离车厢面或地面约20mm时,稍作停留,仔细观察确保无问题,再缓缓起吊。

3.落地要轻缓,严禁冲击着地,因机组为真空设备,任何对机组的冲击与碰撞都绝对禁止。

4.移动时,应使用圆钢或厚壁钢管,不准使用木棒作滚筒。只允许拖拉走条上的拖拉孔,其它部位严禁承力。提升设备只能在走条下使用起道机。

5.在设备到达之前应用混凝土浇注好基础并校水平。

6.机组就位后,应在2小时内进行前、后、左、右水平校正(用透明胶管检测各处水平高度),水平校正后,最大不平度为0.8/1000。就位后,如不迅速垫实机脚,会拉伤机组。

7.走条与基础表面的接触务必严实,承力均匀,若对此不予重视,日后可能出现受力不匀导致慢性扭伤,造成主机泄漏,酿成无法挽回的事故,绝对不可掉以轻心。

管路系统:

燃气系统:

管道最低处应设泄水阀。管路施工后应进行0.6MPa气压检漏并彻底吹灰。

2台或多台机组并联时,务必在燃气主管上设置较主管管径大3〜6倍的缓冲管,避免同时开机时燃气欠压熄火。缓冲管下部设手动泄水阀。

用户管道试压时,应将与远大供货阀组相接的球阀关闭,以免过高的压力损坏阀组器件。

机房必须安装燃气泄漏检测报警装置,其动作值应设在危险值下限的20%,该装置还应与机房强力排风扇联动。机房务必保持24小时通风良好。

燃油系统:

燃油系统一般包括储油罐、输油泵、日用油箱、燃油过滤器和计量器具等。油罐应设检查孔、阻火透气帽(呼吸阀)、注油阀、油位传感器及排污阀。日用油箱最低油位应高于燃烧机0.1m。

油输送管用铜管或无缝钢管,至少用0.8MPa气压检漏。

油罐入口及出口均需设置中燃油过滤器(60目)。过滤器应有足够截面,其设置场所应便于拆装和排污。

油罐务必设计量装置。

水系统:

水系统初次灌水须采用软化水,使用中每年泄漏率应小于10%,否则大量补充自来水会造成系统结垢。

在水系统中不采用Y型过滤器,而应采用滤网截面比管截面大8〜15倍的0阻力过滤器,以减少阻力损失。

机组温水、卫生热水出/入口必须设置软接头,所有机外管路的重力绝不允许由机组承受。

管路设置要求:任何管路阀门应尽量避免从机组上部穿过,以免管道施工、维修时弄伤机组或漏水损坏机组。

水质硬度高的地区,建议卫生热水采用二次换热系统。

排气系统:

建议每台机组设独立的烟道。若受现场条件限制只能用共用烟道,则共用烟道应采取插入式,且主烟囱应较大、较高,以避免相互干扰。每个烟道应设置电动风门,以免烟气进入未运行的机组,造成腐蚀。

机组排气量由输入燃料热量决定,估算每万大卡热值的燃料排气量约18m3,建议烟道、烟囱内烟气设计流速3〜5m/s。

烟道进入机组前应有集污斗,以免凝结水直接流入机内。室内烟道必须保温,室外钢制烟囱较矮时可不作保温,较高时须作保温,以保持烟气的浮升力。排气口应尽量远离冷却塔,或高于冷却塔2m以上。

机组额定排气温度145℃,但从消防安全考虑,设计时应按300℃选择保温材料并设计周围防火隔离区。

针对使用真空锅炉的注意事项的解决方法:

1、选用靠谱的燃烧器。(目前用的较多的:普通的:德国威索、意大利利雅路、百得;高端点的:意高、英国力威、优尼瓦斯、瑞典百通、芬兰奥林等);

2、优质的不锈钢管材制作烟管,也是各厂家成本构成的要点之一。例如:日本荏原因为炉体需要返销日本,监测标准和国内不一样,选用的烟管制作材料都是进口,价格较高,杭州富尔顿、斯大都是国产材料);

3、烟管的设计经量采用易检修,比如:法罗力的烟管是突出炉体一部分,而有些单位生产的U型管,还不到炉体底部;

4、一般锅炉可以考虑2回程、3回程甚至4回程,这些都是考虑了热交换的效率,但是也增加了制作材料的投入,增加了成本;这次考察的厂家中就以3回程居多,也有2回程的。

5、选用质量可靠的控制元件(开关、阀门、控制器);

6、最后,选择一家有售后保障的供货单位。例如:有相关业绩、有保证售后服务的技术人员、以及有零部件仓库(青岛日本荏原、青岛法罗力、杭州富尔顿、扬州斯大、北京富士特)还比较有名气的:菲斯曼、三洋、浩欧);

常压热水锅炉、真空锅炉的综合比较

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承压热水锅炉、真空锅炉的综合比较

承压热水锅炉、真空锅炉的综合比较.png


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