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真空鍋爐設計選型安裝要點及與常壓、承壓鍋爐形式的比較

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發表時間:2020-07-20 09:34

民用建筑中商業、辦公、酒店及住宅使用的鍋爐一般為常壓鍋爐、真空鍋爐、承壓鍋爐、蒸汽鍋爐。

如果涉及空調供暖、衛生熱水、泳池、可以選用真空熱水鍋爐、常壓鍋爐或承壓鍋爐。品牌酒店一般要求選用承壓鍋爐。

如果有洗衣房、廚房可以選用蒸汽鍋爐(承壓鍋爐、屬于特種設備)但承壓一般不高(0.7/1MPa)的低壓承壓鍋爐。

真空鍋爐工作原理:

利用水在低壓情況下沸點低的特性,快速加熱封密的爐體內填裝的熱媒水,使熱媒水沸騰蒸發出高溫水蒸汽,水蒸汽凝結在換熱管上加熱換熱管內的冷水,達到供應熱水的目的。

真空鍋爐啟動后,燃料(燃油或燃氣)燃燒產生的大量熱能傳遞給爐內的熱媒體,使爐水在爐內蒸發成蒸汽,這些蒸汽與熱交換器在真空室內進行熱交換后,凝結成水再回到熱媒中繼續吸熱,依此往復進行。

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真空鍋爐的特點:

1、真空熱水機組始終在負壓狀態下運行,低溫運行,具有常壓和有壓鍋爐所無法比擬的安全可靠性;

2、內置式不銹鋼換熱器,換熱效率高,水質清潔、對承載水質無任何污染;(304不銹鋼換熱器)

3、在鍋爐本體內進行熱交換,整機效率高達91%以上,啟動后2-3分鐘內可提供70-80℃熱水,大大縮短了預熱期和減小能源浪費;

4、煙管一般都不采用直管,而是采用螺旋管,強化了傳熱,提高了鍋爐效率,降低了運行成本;

5、爐水采用高純水,確保爐體內部永不結垢、腐蝕。(對于真空鍋爐使用壽命的影響條件:水蒸汽中的氧含量,會導致煙管產生氧腐蝕,所以需要保證鍋爐的真空度);

6.鍋爐與換熱器的一體化設計,節省空間,大大減少占地面積;

7、采用鍋殼式全濕背多回程結構,動態加熱,換熱充分。(廠家不同,回程結構也不同,比如:荏原、法羅力、富爾頓采用的是三回程,斯大采用的是二回程,號稱2.5);

8、爐內的熱媒水(爐水),在鍋爐運行的全過程中,不進、不出、不增、不減,在鍋爐內的傳熱管與熱交換器之間傳遞熱量;

9、在運行時,爐水中的氧被加熱析出,排出爐外,鍋爐長期使用,不會發生氧腐蝕;一次性加入的熱媒水,有限少量的鈣鎂離子,加熱后亦被軟化,因此鍋爐內部不發生結垢,延長了鍋爐的使用壽命,是一般鍋爐無法相比的;。

10、換熱器采用不銹鋼管制造,耐腐蝕,可承壓;鍋爐整體。

11、設計使用壽命超過20年以上。

國家質量監督檢驗檢疫總局

國質檢鍋函[2002]288號

關于實施《小型和常壓熱水鍋爐安全技術監察規定》有關問題的通知

真空鍋爐的管理:

真空鍋爐因其介質流通系統的壓力低于大氣壓力,因而不會發生爆炸事故。

制造企業應按標準制造真空鍋爐,并且承擔告知用戶(含鍋爐安裝者)安全使用,保證使用時鍋爐系統始終處于真空狀態的法律責任。真空鍋爐的安裝單位對安裝質量符合制造企業規定的安裝要求負責。符合上述要求的真空鍋爐安裝后不必由質量技術監督行政部門鍋爐壓力容器安全監察機構進行確認,也不必辦理使用登記注冊手續。

真空鍋爐的結構:

真空熱水鍋爐的下半部結構與普通鍋爐一樣:

1、燃燒室;

2、傳熱管組成,其下半部裝有熱媒水(爐水);

3、上部為真空汽室;

4、其中插入了熱交換器(一般為直管型或者U型);

5、傳感器(儀表);

6、燃燒器;

7、就地控制箱(帶顯示屏);

8、換熱器;(可以按要求配置,1路換熱;2路換熱,4路換熱)。

選配:

1、真空泵;(自動抽氣裝置)

2、冷凝器;(一般是蒸汽鍋爐用的多,真空鍋爐使用很少)。

真空熱水鍋爐—應用范圍:

采暖用戶:對采用中央空調,地暖以及低溫熱水采暖的用戶特別適用,可能直接免去換熱站的設計。

熱水用戶:對需要用生活熱水的用戶如:酒店、賓館、學校、企事業單位均能適用。

多用途用戶:既需要采暖、又需要生活熱水的用戶可能采用兩個或更多的換熱器來實現一爐多用的功效。

真空鍋爐換熱器采用固定板直管式,還有懸垂式結構、

相對與U型換熱器更加方便拆卸維修。

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普通熱水鍋爐存在的問題:

生水(一般為自來水)進入爐內,在被加熱時存在如下問題:一是水中的硬度離子在加熱時會形成水垢,附著在鍋爐受熱面管壁上;二是水中的溶解氧在加熱過程中與鍋爐的鋼板或鋼管發生氧腐蝕。所以面對這兩個問題,普通常壓熱水鍋爐的使用壽命都很短。3-5年就會出現泄漏現象。真空鍋爐設計的間接加熱熱水鍋爐較好的克服了這一問題。

解決方案:真空熱水鍋爐使用了間接加熱的方式,也就是說在鍋爐本體上集成了不銹鋼管板式換熱器,爐水在吸收了燃料燃燒所放出的熱量后溫度上升,爐水在負壓環境下形成負壓蒸汽,負壓蒸汽對換熱器器里的水進行放熱,使不銹鋼換熱器內的供熱用循環水(或生活熱水)得到加熱。放熱后的爐水繼續加熱升溫,并在爐內形成密閉循環,由此可見:爐水在爐內只作熱載體使用,不參與外部的供熱循環,所以它是一種沒有任何損耗的熱媒。爐水的硬度及溶解氧都得到有效的消除。不會在爐內形成結垢和氧腐蝕,所以真空熱水鍋爐是一種長壽命的鍋爐,因為它克服了結垢和氧腐蝕帶來的對鍋爐的傷害。

真空熱水鍋爐(選配裝置的作用):

冷凝器:

㈠節能(鍋爐尾部可增設冷凝換熱器-冷凝真空鍋爐):

煙氣中有大量的水蒸汽(燃料中的H原子燃燒產生)水蒸汽冷凝會釋放大量的凝結潛熱,安裝冷凝換熱器后,排煙溫度可降到100度以內(普通鍋爐排煙溫度180度左右)吸收了煙氣中的顯熱和水蒸汽凝結后的潛熱。據說可以提高5%的熱效率。

㈡環保(尾部增設冷凝器-冷凝真空鍋爐):

煙氣中的水蒸汽冷凝結露程中,吸收了煙氣中的NOX、SOX等有害氣體,排放物中的有害氣體大大低于國家排放標準。(冷凝換熱器煙氣側形成的冷凝水需及時排放到污水池中)

(三)需要注意的是:1、增加了投入;2、利用率;3、所以選擇還是要根據實際的使用情況來定。

真空泵:保證真空度:定時自動抽真空有利于保證鍋爐的真空度;提高鍋爐的運行效率以及使用壽命;

但是,安裝真空泵需要在鍋爐上增加泄漏點,在一定程度上由起到了反作用;所以真空泵的選擇需要根據鍋爐的使用情況以及容量來確定。

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鍋爐還是一個比較考驗制作工藝的產品,除了自動化設備外,還需要大量的人為加工,焊工是構成鍋爐生產的主要工種。

工藝流程大同小異,但是生產設備的好壞以及焊工技術的好壞就構成了爐體生產工藝質量的重要因素。

組裝后的運輸以及成品保護也是需要注意的一個問題。(都是分開運輸,現場組裝,現場調試。只有杭州富士頓(整體調試后)整體運輸。

選型要點:

燃料選擇:可用于真空鍋爐的燃料有:天然氣、煤氣、液化石油氣、沼氣、柴油、再生油。

建議用戶優先考慮天然氣和再生油,可油氣兩用(特殊訂貨)。燃料品種不同,機組配備的燃燒機不同。

負荷選擇:任何一座建筑的制熱負荷選型絕不能估算,它與建筑隔熱和室內用途關系甚大,反而與建筑面積關系較小。

承壓選擇:溫水、衛生熱水標準承壓0.8MPa。承壓0.81?1.2MPa系統建議選擇高壓型機組。如果承壓1.21?1.6MPa系統,應根據經濟技術綜合因素分析是采用超高壓型機組,還是進行二次換熱。如承壓高于1.6MPa系統,建議設計二次換熱。最高可選承壓2.4MPa。

機房土建基本要求:

選址:機組運轉安全、幾乎無震動、噪音小,其機房場地選擇十分方便,地下室、地面、樓層中、屋頂都可作機房。對于高層建筑,為減小機組承壓,宜將機房設于建筑中段或頂層。

通風:通風不良將導致機房潮濕而腐蝕機組,機房通風應大于每小時換氣2次,并加機組消耗的空氣,按每萬大卡熱值燃料消耗15m3空氣估算。

排水:

②保持機組基礎處于機房較高位置。

②所有排水管、泄水管均應置于機房地漏或排水溝上可見處。

③地下室機房設置于集水坑上,集水坑應設液位聯動潛水泵。

溫度:控制在5?43℃內。過低則在機組停機時會造成機體內銅管及水室凍裂,過高則會損壞機組電氣元件。機房必須設置溫度計和超溫報警。

濕度:控制在85%以下,過高將影響電器絕緣。

基礎尺寸參見外形尺寸圖。

基礎荷載:

②建議按設備運行重量的1.5倍考慮。

②基礎必須平整結實,確保不會下沉或超載(機組置于樓頂)。

③荷載按底座走條與基礎的接觸面均勻分布。

吊裝及就位要領:

1.務必請具有合格資質且已投保險的專業吊裝隊伍卸車吊裝。

2.吊車支腳必須墊實,確保起吊后不會下沉。起吊前檢查吊具,確保不會在起吊后脫落或斷裂。鋼絲繩起吊夾角必須小于90°,嚴禁使用單根鋼絲繩起吊。吊離車廂面或地面約20mm時,稍作停留,仔細觀察確保無問題,再緩緩起吊。

3.落地要輕緩,嚴禁沖擊著地,因機組為真空設備,任何對機組的沖擊與碰撞都絕對禁止。

4.移動時,應使用圓鋼或厚壁鋼管,不準使用木棒作滾筒。只允許拖拉走條上的拖拉孔,其它部位嚴禁承力。提升設備只能在走條下使用起道機。

5.在設備到達之前應用混凝土澆注好基礎并校水平。

6.機組就位后,應在2小時內進行前、后、左、右水平校正(用透明膠管檢測各處水平高度),水平校正后,最大不平度為0.8/1000。就位后,如不迅速墊實機腳,會拉傷機組。

7.走條與基礎表面的接觸務必嚴實,承力均勻,若對此不予重視,日后可能出現受力不勻導致慢性扭傷,造成主機泄漏,釀成無法挽回的事故,絕對不可掉以輕心。

管路系統:

燃氣系統:

管道最低處應設泄水閥。管路施工后應進行0.6MPa氣壓檢漏并徹底吹灰。

2臺或多臺機組并聯時,務必在燃氣主管上設置較主管管徑大3?6倍的緩沖管,避免同時開機時燃氣欠壓熄火。緩沖管下部設手動泄水閥。

用戶管道試壓時,應將與遠大供貨閥組相接的球閥關閉,以免過高的壓力損壞閥組器件。

機房必須安裝燃氣泄漏檢測報警裝置,其動作值應設在危險值下限的20%,該裝置還應與機房強力排風扇聯動。機房務必保持24小時通風良好。

燃油系統:

燃油系統一般包括儲油罐、輸油泵、日用油箱、燃油過濾器和計量器具等。油罐應設檢查孔、阻火透氣帽(呼吸閥)、注油閥、油位傳感器及排污閥。日用油箱最低油位應高于燃燒機0.1m。

油輸送管用銅管或無縫鋼管,至少用0.8MPa氣壓檢漏。

油罐入口及出口均需設置中燃油過濾器(60目)。過濾器應有足夠截面,其設置場所應便于拆裝和排污。

油罐務必設計量裝置。

水系統:

水系統初次灌水須采用軟化水,使用中每年泄漏率應小于10%,否則大量補充自來水會造成系統結垢。

在水系統中不采用Y型過濾器,而應采用濾網截面比管截面大8?15倍的0阻力過濾器,以減少阻力損失。

機組溫水、衛生熱水出/入口必須設置軟接頭,所有機外管路的重力絕不允許由機組承受。

管路設置要求:任何管路閥門應盡量避免從機組上部穿過,以免管道施工、維修時弄傷機組或漏水損壞機組。

水質硬度高的地區,建議衛生熱水采用二次換熱系統。

排氣系統:

建議每臺機組設獨立的煙道。若受現場條件限制只能用共用煙道,則共用煙道應采取插入式,且主煙囪應較大、較高,以避免相互干擾。每個煙道應設置電動風門,以免煙氣進入未運行的機組,造成腐蝕。

機組排氣量由輸入燃料熱量決定,估算每萬大卡熱值的燃料排氣量約18m3,建議煙道、煙囪內煙氣設計流速3?5m/s。

煙道進入機組前應有集污斗,以免凝結水直接流入機內。室內煙道必須保溫,室外鋼制煙囪較矮時可不作保溫,較高時須作保溫,以保持煙氣的浮升力。排氣口應盡量遠離冷卻塔,或高于冷卻塔2m以上。

機組額定排氣溫度145℃,但從消防安全考慮,設計時應按300℃選擇保溫材料并設計周圍防火隔離區。

針對使用真空鍋爐的注意事項的解決方法:

1、選用靠譜的燃燒器。(目前用的較多的:普通的:德國威索、意大利利雅路、百得;高端點的:意高、英國力威、優尼瓦斯、瑞典百通、芬蘭奧林等);

2、優質的不銹鋼管材制作煙管,也是各廠家成本構成的要點之一。例如:日本荏原因為爐體需要返銷日本,監測標準和國內不一樣,選用的煙管制作材料都是進口,價格較高,杭州富爾頓、斯大都是國產材料);

3、煙管的設計經量采用易檢修,比如:法羅力的煙管是突出爐體一部分,而有些單位生產的U型管,還不到爐體底部;

4、一般鍋爐可以考慮2回程、3回程甚至4回程,這些都是考慮了熱交換的效率,但是也增加了制作材料的投入,增加了成本;這次考察的廠家中就以3回程居多,也有2回程的。

5、選用質量可靠的控制元件(開關、閥門、控制器);

6、最后,選擇一家有售后保障的供貨單位。例如:有相關業績、有保證售后服務的技術人員、以及有零部件倉庫(青島日本荏原、青島法羅力、杭州富爾頓、揚州斯大、北京富士特)還比較有名氣的:菲斯曼、三洋、浩歐);

常壓熱水鍋爐、真空鍋爐的綜合比較

常壓熱水鍋爐-真空鍋爐的綜合比較.png

承壓熱水鍋爐、真空鍋爐的綜合比較

承壓熱水鍋爐、真空鍋爐的綜合比較.png


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