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常压热水锅炉机械循环垂直式供暖系统分析

发布日期:2017-07-22 来源: 本网 查看次数: 1975 

核心提示:  (1.哈尔滨工程大学动力与核能工程学院,黑龙江哈尔滨150001;2哈尔滨。第七三研究所,黑龙江哈尔滨1500363.黑河市质量技术监督局,黑龙江黑河164300 4华北油田霸州市常压热水锅炉有限公司,河北霸州065703)暖系统中具有代表性的供暖系统为例,对其分析、研究,提出了相应于常压热水锅炉供暖系统的形式及其管路、阀门和仪表的设置方法。同时,对常压热水锅炉锅水参与供暖系统循环的优化设计提

  (1.哈尔滨工程大学动力与核能工程学院,黑龙江哈尔滨150001;2哈尔滨。第七三研究所,黑龙江哈尔滨1500363.黑河市质量技术监督局,黑龙江黑河164300 4华北油田霸州市常压热水锅炉有限公司,河北霸州065703)暖系统中具有代表性的供暖系统为例,对其分析、研究,提出了相应于常压热水锅炉供暖系统的形式及其管路、阀门和仪表的设置方法。同时,对常压热水锅炉锅水参与供暖系统循环的优化设计提出了一些建议,有工程实用价值。

  1刖目常压热水锅炉自诞生到现在为止已将近30年的历史,并因其诸多优越性,在国家有关主管部门的关心和业内人士的努力下,得到了蓬勃发展指出了机械循环垂直式系统?#26800;摹?#19978;供下回”与“下供上回”是两种具有代表性的有压热水锅炉供暖系统。但是,对于常压热水锅炉机械循环垂直式供暖系统究竟应该采用上述系统?#26800;哪?#19968;种呢,本文认为应该采用“上供下回”式供暖系统。这可?#28304;?#20004;方面进行?#24471;鰨海?)供暖系统采用“上供下回”散热器的传热系数最大,散热器的数量可明显减少。而采用“下供上回”式供暖系统时,使新建系统投资加大;我国有压热水锅炉供暖系统一般采用“上供下回”式,随着楼层降低,水温越来越低,因而同样房间内散热器的数量也不一样,顶层少,底层多。从另一角度来说,常压热水锅炉技术的优越性之一是将废旧有压锅炉改造成常压热水锅炉进?#24615;?#21033;用,如果改造后的供暖系统采用“下供上回”式就会形成较大的热偏差,底层房间过热,顶层房间欠热,直接影响供暖质量。若要满足供暖要求,势必要增加改造费用,也给热用户带来很多麻?#22330;?p>  不可否认,以前国内不少在用的常压热水锅炉供暖系统采用“下供上回”式。这主要归结为当时由于常压热水锅炉供暖系统受到装备水平的制约,人们认为这种供暖系统是解决常压热水锅炉“跑水”问题较为理想的形式,并且容易排除供暖系统内空气的缘故。

  2.2锅炉热水出口至供暖系统循环水泵入口管路的设计2.2.1如所示,为保证锅炉最高出水管段(a~b)末端(b点)在正压条件下工作,必须满足如下条7水温度之差,C;―热水流通截面积,m2;―重力加速度,m/s2. 2.2.2如所示,为防止供暖系统循环水泵入口处汽化,供暖系统循环水泵的安装高度必须满足如下条件:口中心线之间的高度差,m;Pv―锅炉额定出口水温度下所对应的饱和压Ahw―锅炉最低水位线o至供暖系统循环水泵入口(含阀门)的水头损失(建议按锅炉110%负荷工况计算),m;Ahr―供暖系统循环水泵必需汽?#20174;?#37327;,m;~0.―富裕量,m.锅炉最低水位线2.3供暖系统循环水泵的选取2.3.1循环水泵的形式供常压热水锅炉供暖系统用的循环水泵是抽吸锅炉内的热水,水温可能达到95°Q而普通清水泵?#24066;?#36755;送的介质温度最高为80°C.所以,最好选用热水泵;在选用清水泵时,可根据,结合供暖系统运行方式,计算出不同室外温度下的锅炉?#23548;?#20379;水温度。如果计算出的锅炉?#23548;?#20379;水温度在大多数时间能满足使用要求,选用清水泵也是可?#26800;摹?#20294;是,应及时更换盘根,保证其正常运行。

  2.3.2循环水泵参数的确定(1)循环水泵的流量循环水泵的流量计算公式如下?#28023;?.86X106Q(2)循环水泵的扬程计算公式供暖系统循环水泵的扬程用于克服全回路的水头损失,这里仅给出供暖系统取消高位膨胀水箱时的循环水泵扬程计算公式(供暖系统有高位膨胀水箱时的循环水泵扬程计算公式见)的高度差,m;Ah1―锅炉热水出口至最不利环路供水干管入口的水头损失,m;Ah2―最不利环路供水干管入口至最不利环路立管入口的水头损失,m;2.4供暖系统回水控制装备的设置常压热水锅炉及其供暖系统能否正常运行,系统运?#26800;?#28789;活性、安全性、稳定性以及经济性,一个很重要的因素在于系统回水干管上回水控制装备的合理配置和自动化水平。不言而喻,回水控制技术是常压热水锅炉供暖系统关键技术所在。尤其是对“上供下回”式供暖系统尤为重要。

  常压热水锅炉顶部开孔,锅炉运行时,系统处于满水状态。当“上供下回”式供暖系统循环水泵停止运行或突然停电停泵时,供暖系统循环水泵停止送水,这时高出锅炉的系统内的水将会克服回水系统阻九全部流入锅炉,从锅炉中溢出,即所谓的“停?#38376;?#27700;?#20445;?#24182;且楼层越高越?#29616;兀?#36896;成能源和水资源的浪费。为解决这一问题,通常在系统回水干管上安装停泵时能够及时关闭回水的阀门一回水启闭阀。

  在?#23548;?#24212;用中,由于人们只重视了该阀门的“启闭”

  作用,不仅给系统运行带来了或多或少的麻?#24120;?#32780;且危及系统安全,甚至导致系统安全事故。因此,在选用该阀门时一般应掌握如下原则?#26680;?#36873;阀门具?#26800;?#20379;暖系统循环水泵停止运行或突然停电停泵时均具有及时切断锅炉与系统连系的功能,并且能够实现自动启闭,这一点对经常停电的地区尤为重要;了解所选阀门的工作原理,?#21592;?#20813;所选阀门接受与运?#24418;?#20851;的信号而误动,由于关闭速度过快而产生?#29616;?#27700;击问题;了解所选阀门的结构,确保阀门关闭后的严密?#38498;统?#26399;工作的可靠性。

  通过对在常压热水锅炉供暖系统回水干管上安装阻力调节阀的必要?#38498;?#31995;统工作特性与调节的分析,可以得出如下结论:常压热水锅炉及其供暖系统得以正常运行是通过对阻力调节阀的阻力调节,达到常压热水锅炉不同运行工况下回水系统阻力的平衡,即达到常压热水锅炉及其供暖系统供回水流量的平衡而实现的。因此,应针对特定的供暖系统和运行方式选用阻力调节阀,以确保它的阻力调节行程(阀门开启高度?#27573;В?#28385;足常压热水锅炉及其供暖系统正常运?#26800;?#35201;求,这一点对于常压热水锅炉“上供下回”式供暖系统尤为重要,应引起足够的重视。

  为避免回水启闭阀关闭速度过快造成?#29616;?#27700;击问题(?#23548;?#35777;明,常压热水锅炉供暖系统的水击问题比有压热水锅炉供暖系统更为?#29616;兀?#21644;为防止因阻力调节阀的阻力设置过大,导致供暖系统静压增大,使散热器、管路不严密处漏泄增多,应安装安全泄放装置(最好是静重式安全阀)与有压热水锅炉供暖系统除污器的作用相比常压热水锅炉供暖系统?#26800;?#38500;污器还应具有避免因管网循环水?#26800;?#27745;物降低回水启闭阀的密封性能甚?#20102;?#22351;回水启闭阀、防止堵塞阻力调节阀和安全泄放装置的作用。因此,除污器应安?#38712;?#22238;水启闭阀、阻力调节阀和安全泄放装置之前,这是常被忽视的问题。当然,与有压热水锅炉供暖系统一样,除污器应设?#38376;?#36890;管路及其旁通阀。

  通常,在供暖系统回水干管上沿水流方向?#26469;?#35774;置除污器、安全泄放装置、启闭阀和阻力调节阀。

  2.5供暖系统管路阀门、仪表的设置2.5.1供暖系统循环水泵进出口阀门、仪表的设置供暖系统循环水泵入口应安装闸阀(或球阀),不应安装截止阀。这是因为供暖系统循环水泵是抽吸锅炉?#26800;?#28909;水,水温较高,而供暖系统循环水泵的入口压力?#31995;停?#24456;容易产生汽蚀。为避免汽蚀的产生,一个重要的技术措施就是尽量减少供暖系统循环水泵吸入管道的阻力损失。在相同条件下,闸阀(或球阀)的阻力比截止阀的阻力要少得多。所以,供暖系统循环水泵入口应安装直通阀。

  供暖系统循环水泵出口沿水流方向安装止回阀和闸阀(或截止阀)。此处的止回阀要求工作可靠、密封性能高,?#21592;?#20813;供暖系统循环水泵停运后系统内的水?#26500;?#36827;锅炉并溢出。所以,建议选用消声止回阀。这种止回阀还具有消除阀门关闭时水锤冲击,且无振动和噪声的优点;此处的闸阀(或截止阀)兼作流量调节。

  供暖系统循环水泵入口阀后安装真空压力表。

  因为此处的压力?#31995;停?#26222;通压力表难以准确测量。通过观察该表数值,可以为运行人员判断供暖系统循环水泵是否汽蚀提供依据。

  供暖系统循环水泵出口阀前安装压力表。通过观察该表数值,可以知道循环泵的扬程大小。

  2.5.2供暖系统回水干管上仪表的设置供暖系统回水干管上阀门的设置方法已前述,这里仅对供暖系统回水干管上仪表的设置进行?#24471;鰲?p>  回水启闭阀入口处安装压力表。通过该表可以了解系统内水头高度,同时还可以根据供暖系统循环水泵出口压力表与该表的压差,确定系统的阻力。

  阻力调节阀出入口安装压力表。通过这一做法,可以根据阻力调节阀出入口压力表的压差,确定阻力调节阀设定的阻力大小,为供暖系统合理设置阻力提供依据,从而确保常压热水锅炉及其供暖系统正常运行。

  3建议()为满足散热器散热优越性的条件,达到简化系统以及方便供暖系统的运行和调整,机械循环垂直式的常压热水锅炉供暖系统应采用取消高位膨胀水箱的“上供下回”式。同时,应采取措施来实现供暖系统的定压和防止供暖系统停运后“倒空”问题。

  为防止高层建筑物上部回路在负压下工作,避免低层建筑物的散热器承受过高压力,建议在进入低层建筑物的干管上以?#38712;?#39640;层建筑物出口干管上应设置减压阀。

  由可知,供暖系统只?#23380;?#21147;调节阀来设置阻力是不经济的。因此,还应采取减小回水管路直径的方法来增加沿程阻力和局部阻力,从而减小阻力调节阀的阻力,同时也降低了供暖系统循环水泵的能耗。

  由于我国常压热水锅炉的额定热功率限制在<2.8MW的?#27573;?#20869;。北京:机械工业出版社,1992 JB/T7985―2002小型锅炉和常压热水锅炉技术条件……北京:中国建筑工业出版社,GB/T1576―2⑴1工业锅炉水质。

  75t/h?#32791;?#24490;环流化床锅炉生产原煤5.5Mt/a的兖州矿业(集团)公司东滩煤矿的选煤厂年产压滤?#32791;?0多万吨,因其灰分高、粒?#35748;浮?#28909;值低、持水性强?#29615;?#24323;而向外排放。为此,该矿建起了一座装机容量为3X 12MW的?#32791;?#28909;电厂,选用目前国内最大的全部燃用?#32791;?#30340;75t/h循环流化床发电锅炉,并已成功安全运行发电,为中国特大型煤矿的?#32791;?#36164;源综合利用和环境保护提供了一个可借鉴的模式。

  75t/h?#32791;?#24490;环流化床锅炉由浙江大学、无锡锅炉厂和兖州矿业(集团)公司共同研制,可与1 215MW汽轮发电机组配套,是具有国际领先水平的新型锅炉。它采用大粒度给料异比重床?#31995;?#24490;环流化床新技术在炉膛出口高温过热器前布置一级?#19981;?#24335;分离器进行一欠分离,低温过热器后设下出气分离器,进行二次分离并将灰送回炉内继续燃烧,进提高燃?#25307;?#29575;好减少?#37319;?#25439;失。点火采用水冷布风板床下自动点火技术。该装置由高能点火器、旋流器、?#28909;计鰲?#29123;烧?#19994;?#32452;成。关键部件带回油的油枪前端的旋流燃烧器,可根据锅炉启动要求,较大?#27573;?#20869;调节喷油量、改变进入锅炉风?#19994;?#28909;烟气温度,控?#39057;?#28779;时间的快慢。设计燃用?#32791;?#21644;洗混煤,以?#32791;?#20026;主。来自选煤厂的?#32791;?#33267;电厂?#32791;?#26842;,经刮板机、立式?#32791;?#32473;料机、胶带机送到炉顶,由变频装置调节给煤机的转速实现给?#32791;?#37327;随负荷变化。?#32791;?#20013;断时,备用洗混煤破碎8mm以下由胶带机输送至炉前仓,再由螺旋给煤机送入炉膛。经过三年的运行?#23548;?#35777;明该炉采用的新技术是成功的,?#32791;唷?#27927;混煤、原煤切换好,混合燃烧稳定,各项运行参数均达到设计的要求是理想的煤矿坑口电站选型设备。

  (李剑峰供稿)

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