自20世紀90年代以來,常壓熱水鍋爐在國內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛,由于常壓熱水鍋爐及其供暖系統(tǒng)在很大程度上消除了鍋爐爆炸事故的可能性,從而給鍋爐帶來許多突出優(yōu)點,如檢驗與監(jiān)督可以基本免除、簡化工藝、安裝地點不受限制等,所以越來越受XX企業(yè)推崇。

但同時,常壓鍋爐運行也存在一些問題,例如:若常壓鍋爐布置在低位,則循環(huán)泵揚程高、能耗大且鍋爐水箱易溢水;常壓鍋爐受熱面易腐蝕等。若XX企業(yè)技術(shù)人員對常壓熱水鍋爐了解不深入,往往在鍋爐房的設(shè)計、安裝時出現(xiàn)失XX常壓鍋爐房作簡要介紹,并通過分析系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和結(jié)合實際情況提出了具體整改方案。

工程實例

(1)系統(tǒng)現(xiàn)狀 

該XX供暖鍋爐房位于標高615m 處。內(nèi)有臺常壓熱水鍋爐,額定熱功率為2.8 MW,額 定進水溫度60℃,出水溫度85℃。配套供暖循環(huán)泵流量100m3/h,揚程32m。鍋 爐房現(xiàn)有分水器1,設(shè)計2根出水管,其中1根通向新建廠區(qū)供暖,根通向老廠區(qū)供暖。新建廠區(qū)位于標高604 m,供暖熱負荷1200kW;老廠區(qū)位于標高656m,供暖熱負荷 1500kW? 供暖熱負荷 2700kW。原鍋爐房熱力系統(tǒng)見圖1。

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(2)系統(tǒng)運行問題

當供暖期鍋爐運行時,同時打開分水器2根出水管路的閥門,會出現(xiàn)老廠區(qū)散熱器不熱,打開廠房內(nèi)管道泄水閥,沒有水流出的現(xiàn)象;當關(guān)閉老廠區(qū)供暖系統(tǒng),新建廠區(qū)供暖循環(huán)正常,散熱器散熱效果較好;供暖循環(huán)泵停止運行時,鍋爐水箱有水溢出。

后來該企業(yè)對鍋爐房進行整改,認為鍋爐房供暖循環(huán)泵揚程不夠,將循環(huán)泵揚程改為80m,結(jié)果系統(tǒng)運行一段時間水泵就跳閘,屢試不爽。 

問題分析

通過對現(xiàn)場考察及分析發(fā)現(xiàn),在設(shè)計鍋爐房的時候,設(shè)計人員沒有將常壓鍋爐與承壓鍋爐的區(qū)別理解透徹。鍋爐熱力系統(tǒng)設(shè)計成單點定壓系統(tǒng),但是鍋爐房按照承壓鍋爐房來配置,從而造成了幾處設(shè)計失誤:

1)鍋爐房選址失誤,常壓鍋爐房選址在標高615m處,豎向布置上看是在老廠區(qū)與新建廠區(qū)中間,造成供暖系統(tǒng)分為高區(qū)和低區(qū),但是高、低區(qū)之間又通過分、集水器連在一起。這種布置方式對于承壓鍋爐及其供暖系統(tǒng)的運行影響不大,可以利用間接連接方式使高區(qū)獨立運行,從而使整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行。但是對于常壓鍋爐房,此種布置方式屬于嚴重失誤,高區(qū)、區(qū)混合在一起,造成系統(tǒng)壓力混亂。

2)供暖循環(huán)泵揚程選擇失誤,常壓鍋爐循環(huán)泵的揚程與回路高度有關(guān),回路越高,揚程亦應(yīng)越高,而一般承壓熱水鍋爐供暖系統(tǒng)中,循環(huán)泵的揚程與回路高度無直接關(guān)系,只是等于回路的阻力損失。該鍋爐房設(shè)計人員在選擇供暖循環(huán) 泵 揚 程時,按承壓鍋爐選擇,只計算回路的阻力損失,沒有考慮供暖回路高度。結(jié)果造成所選循環(huán)泵揚程過小,高區(qū)供暖系統(tǒng)運行不起來,“打開廠房內(nèi)管道泄水閥,沒有水流出”的現(xiàn)象就證明了這點。

3)供暖回水管路未安裝自動啟閉閥,當循環(huán)泵停止運行時,高區(qū)供暖系統(tǒng)內(nèi)的水通過鍋爐水箱溢出,鍋爐房內(nèi)出現(xiàn)水患。

后期,該企業(yè)自行整改時將供暖循環(huán)泵揚程選為80m,雖然考慮到高區(qū)供暖系統(tǒng)與鍋爐本體的高差,但是運行時,由于低區(qū)在實際使用過程中的揚程低于新?lián)Q供暖循環(huán)泵的額定揚程,導(dǎo)致流量過大,電流上升而超電流,運行中頻繁跳閘。 

整改措施 

(1)系統(tǒng)整改 

考慮鍋爐房已建成,位置不能變動,供暖系統(tǒng)只能按現(xiàn)有情況分高區(qū)、低區(qū)運行。但是如果還選用組供暖循環(huán)泵,則循環(huán)泵揚程無法確定:若揚程滿足高區(qū)需要,則低區(qū)散熱設(shè)備超壓;如果揚程只滿足低區(qū)需要,則高區(qū)循環(huán)不起來。為使高、低區(qū)系統(tǒng)在運行時不相互影響,整改時將原設(shè)計的單點定壓系統(tǒng)改為高、低壓分區(qū)系統(tǒng):將原來的1組供暖循環(huán)泵改為2組,1組供高區(qū),1組供低區(qū)。高區(qū)供暖循環(huán)泵出水管不再接入分水器,而是單獨接管,供暖回水也不匯至集水器,而是直接接至鍋爐水箱內(nèi);低區(qū)供回水管道利用原有分、集水器及管網(wǎng)。通過整改,將高區(qū)和低區(qū)的供暖系統(tǒng)完全分開,只是共用鍋爐水箱作為定壓設(shè)備,熱力系統(tǒng)見圖2。 

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(2)供暖循環(huán)泵選型

1)流量計算

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式中 G 為 水泵的計算流量,m3/h;K1 為 熱損失系數(shù),。保埃;Q 為 供暖熱負荷,kW;tg 為 設(shè)計供水溫度,℃;th 為設(shè)計回水溫度,℃。

2)揚程計算 

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式中 H 為水泵計算揚程,m;h 為循環(huán)水泵軸線與循環(huán)水系統(tǒng)最高點之間的高差,m,該系統(tǒng)高區(qū)為41m,低區(qū)為3m;Δh1 為循環(huán)系統(tǒng)最不利環(huán)路的供、回 水 母 管 的 阻 力,m,按8m 進 行估算;Δh2循環(huán)系統(tǒng)最不利用戶內(nèi)部的阻力或者調(diào)節(jié)要求壓差值,m,取10m;Δh3 為鍋爐房內(nèi)部管道阻力,10m 進行估算;Δh4 為設(shè)計富余值,m,取3m。 

3)循環(huán)泵選型 

經(jīng)計算,高區(qū)供暖循環(huán)泵流量 Gg=54.2m3/,揚程 Hg=72m,選 擇流量55m3/h、揚 程75m水泵。由于鍋爐高位布置,低區(qū)供暖循環(huán)泵只需克服低區(qū)循環(huán)阻力,所以低區(qū)循環(huán)泵揚程不考慮鍋爐與水系統(tǒng)的高差,只考慮系統(tǒng)阻力,經(jīng)計算,低區(qū)供暖循環(huán)泵流量 Gd=43.3m3/h,揚 程 Hd=34m,選擇流量45m3/h、揚程37m 的水泵。 

(3)其他措施

對于低區(qū)供暖系統(tǒng),鍋爐處于最高位,屬于常壓熱水鍋爐向下供暖方式,所以鍋爐機組和供暖系統(tǒng)屬于滿水位安全運行,回水設(shè)流量調(diào)節(jié)閥,只須調(diào)節(jié)流量平衡,不用考慮低位布置時的靜水位持壓問題,并且不用擔(dān)心水系統(tǒng)壓力對鍋爐的影響。

對于高區(qū)供暖系統(tǒng),鍋爐與循環(huán)水泵呈低位布置,系統(tǒng)運行時在最高點容易出現(xiàn)倒空現(xiàn)象,阻礙供暖系統(tǒng)正常循環(huán)。為解決此問題,需維持供暖系統(tǒng)最高點正壓,在鍋爐進水管處安裝調(diào)節(jié)范圍大的專用阻力調(diào)節(jié)閥,并將專用阻力調(diào)節(jié)閥前的回水壓力調(diào)至大于41m(大于高區(qū)系統(tǒng)充水高度),其作用在于:使最高點不出現(xiàn)倒空現(xiàn)象,而鍋爐又可不承壓。區(qū)供暖系統(tǒng)停止運行時,為防止供暖水從鍋爐水箱溢出,在專用阻力調(diào)節(jié)閥前增設(shè)一個自動啟閉閥,與高區(qū)供暖循環(huán)泵連鎖,當循環(huán)泵停止運行時,自動啟閉閥關(guān)閉,將高區(qū)供暖系統(tǒng)與鍋爐水系統(tǒng)斷開,止高區(qū)系統(tǒng)內(nèi)供暖水通過鍋爐水箱溢出。

(4)整改效果 

通過以上整改,高、低區(qū)供暖系統(tǒng)分開運行,鍋爐及其供暖系統(tǒng)可以正常運行,各廠房室內(nèi)溫度也達到了設(shè)計溫度。鍋爐停泵時,鍋爐水箱再無溢流水,保證了鍋爐安全運行。

結(jié)語

常壓熱水鍋爐雖然有一定的優(yōu)點,但是在設(shè)計與安裝時應(yīng)該注意與承壓鍋爐的區(qū)別。要保證常壓熱水鍋爐及其供暖系統(tǒng)的正常運行,首先系統(tǒng)設(shè)計要合理,正確選擇鍋爐輔機;其次,注意閥門、附件等細節(jié)問題的處理,如果細節(jié)問題處理不好,就會影響系統(tǒng)的正常運行。只要在設(shè)計和安裝運行過程中注意到這些問題,技術(shù)措施得當,那么常壓熱水鍋爐的優(yōu)點就能得到充分體現(xiàn)。今后,隨著人們對常壓熱水鍋爐認識的逐漸加深,它將會得到更廣泛的應(yīng)用。