由于常壓熱水鍋爐開(kāi)口與大氣相通,鍋爐在運(yùn)行或停止運(yùn)行時(shí),水位線處的壓力始終與大氣壓力相同,從根本上消除了爆炸的可能性,而且還具有造價(jià)低廉、制造簡(jiǎn)單、運(yùn)行
管理方便、經(jīng)濟(jì)適用等諸多優(yōu)點(diǎn),因此在我國(guó)特別是北方地區(qū)使用的越來(lái)越廣泛。常壓熱水鍋爐與承壓熱水鍋爐在安裝使用方法上有相似之處,但又有本質(zhì)區(qū)別,如安裝使用
不當(dāng),就會(huì)帶來(lái)不必要的危害,危及系統(tǒng)正常運(yùn)行,甚至導(dǎo)致鍋爐的損壞或爆炸。。
二、常壓熱水鍋爐的鍋爐房系統(tǒng)設(shè)置
2.1機(jī)械循環(huán)式供熱系統(tǒng)的設(shè)置
常壓熱水鍋爐供熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和管道的連接方式與承壓鍋爐系統(tǒng)相比,有許多不同之處。其中顯著的區(qū)別是:常壓鍋爐的熱水循環(huán)泵設(shè)在鍋爐的出水側(cè),即常壓鍋爐出水口與循
環(huán)泵入口相連,循環(huán)熱水是從鍋爐中抽出來(lái)的,用熱水泵加壓后,經(jīng)管網(wǎng)送往熱用戶,在循環(huán)熱水返回鍋爐房時(shí),應(yīng)先經(jīng)過(guò)除污器、阻力調(diào)節(jié)閥和啟閉閥,然后回流至常壓熱水鍋爐。其中除污器與承壓系統(tǒng)相同,
而后兩種閥門為常壓鍋爐機(jī)械循環(huán)式供熱系統(tǒng)所特有。其中阻力調(diào)節(jié)閥可采用截止閥、閘閥等,它可以使循環(huán)管路內(nèi)有壓的水在返回常壓狀態(tài)下的鍋爐時(shí),將回水減壓,同時(shí),
對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)中工況的不斷變化具有調(diào)節(jié)功能。啟閉閥的功能是在循環(huán)泵突然停止運(yùn)行時(shí),及時(shí)切斷管路,防止可能造成的循環(huán)管路被倒空等一系列事故。
在實(shí)際應(yīng)用中,供熱系統(tǒng)通常有鍋水直接循環(huán)式和二次水換熱式兩種供熱形式。在我國(guó)通常采用鍋水直接循環(huán)方式。它又可分為上供下回式(雙點(diǎn)定壓)和下供上回式(單點(diǎn)定壓)兩種供熱系統(tǒng)。
2.2鍋爐膨脹水箱的設(shè)置
鍋爐膨脹水箱的設(shè)置,對(duì)常壓鍋爐幾乎是必不可少的,它既可以吸收鍋水受熱產(chǎn)生的熱膨脹又可以增加鍋爐的水容積,以防止被水泵抽空,還可容納一旦發(fā)生停泵時(shí),啟閉閥
關(guān)閉滯后或關(guān)閉不嚴(yán)而流回的循環(huán)熱水。對(duì)于鍋筒體積較大的常壓熱水鍋爐,可在鍋筒上部預(yù)留出部分空間,此一空間必須與大氣相通。對(duì)一般鍋爐而言,需再設(shè)一與大氣相
通的鍋爐膨脹水箱。鍋爐膨脹水箱一般設(shè)在鍋爐的上方,箱體高度常為1米左右,容積一般不超過(guò)2m3。
設(shè)置鍋爐膨脹水箱應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
①水箱膨脹空間應(yīng)大于系統(tǒng)水膨脹的凈增量;
②水箱膨脹空間必須有與大氣相通的通氣口,通氣口直徑不小于100mm,以保證鍋爐在常壓下運(yùn)行;
③為防止鍋爐滿水時(shí)熱水外溢,在水箱膨脹空間允許最高水位處設(shè)置溢流管,溢流管應(yīng)接至安全地點(diǎn)。另外為便于監(jiān)視液位,還應(yīng)設(shè)置水位表。
④整個(gè)熱水循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水可以從鍋爐膨脹水箱補(bǔ)入,幾臺(tái)鍋爐可以共用一個(gè)鍋爐膨脹水箱。
2.3大氣連通管的設(shè)置
為防止常壓熱水鍋爐承壓使用,系統(tǒng)安裝應(yīng)保證在任何情況下鍋爐本體頂部表壓力為零。因此在常壓鍋爐本體頂部應(yīng)設(shè)置直接通向大氣的大氣連通管,且保證大氣連通管暢通,
不得設(shè)置水封。鍋爐的大氣連通管應(yīng)通至安全地點(diǎn),一般將其通至鍋爐膨脹水箱上方,連通管不得縮徑,高度不得超過(guò)2m,其上不得安裝任何閥門,且應(yīng)有防凍措施。
大氣連通管的管路必須足夠大,其管路應(yīng)按照下式計(jì)算:
Dd=20+88Q 式中:Dd—大氣連通管的當(dāng)量直徑:mm Q—熱水鍋爐額定熱功率:MW常壓熱水鍋爐大氣連通管直徑推薦值
二、鍋爐額定熱功率(MW大氣連通管直徑(mm)自動(dòng)啟閉閥的設(shè)置
由于常壓熱水鍋爐相當(dāng)于一個(gè)敞口的加熱水箱,且系統(tǒng)循環(huán)水是先于循環(huán)水泵壓頭送入到較高處的熱用戶。當(dāng)正常停泵或由于某些原因突然停泵時(shí),水泵壓頭消失,此時(shí)高于
鍋爐水位的系統(tǒng)循環(huán)水由于重力壓頭的作用,會(huì)倒入鍋爐,甚至由鍋爐膨脹水箱大量溢出。
為避免上述現(xiàn)象發(fā)生,應(yīng)在鍋爐回水口裝一個(gè)自動(dòng)啟閉閥,當(dāng)循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí),啟閉閥自行開(kāi)啟,鍋爐與系統(tǒng)相通,系統(tǒng)水循環(huán)流動(dòng)。一旦停泵,啟閉閥立刻自行關(guān)閉,將鍋爐與系統(tǒng)隔斷,避免系統(tǒng)水流入鍋爐溢出。
2.5循環(huán)水泵的設(shè)置
1) 在常壓熱水鍋爐采暖系統(tǒng)中,循環(huán)水泵設(shè)于鍋爐之后,將鍋爐中熱水抽出后經(jīng)管網(wǎng)送往熱用戶,因此流經(jīng)循環(huán)水泵的水溫度較高,最好采用R系列熱水泵。
2)在常壓熱水鍋爐供暖系統(tǒng)中,循環(huán)水泵的作用是將鍋爐中的熱水抽送到任意高度的熱用戶,并促使熱水克服系統(tǒng)阻力不斷循環(huán)運(yùn)行。建筑物越高,提升高度越高,水泵所需
揚(yáng)程就越大。管路的系統(tǒng)阻力加上鍋爐水位與系統(tǒng)最高點(diǎn)之間水的重力壓頭及附加的壓頭裕量即為熱水循環(huán)泵的揚(yáng)程
3) 熱水循環(huán)泵所必需的流量的確定方法與承壓鍋爐系統(tǒng)相同
4)由于循環(huán)水泵設(shè)在鍋爐出水端,而水泵吸入端為負(fù)壓,鍋爐出水溫度較高,易在水泵內(nèi)汽化,產(chǎn)生汽蝕,影響水泵的正常運(yùn)行。為防止水泵產(chǎn)生汽蝕的可能,鍋爐膨脹水
箱液面與水泵軸線之間要有一定的高度差,當(dāng)循環(huán)泵入口至鍋爐膨脹水箱液面之間形成的靜壓值大于循環(huán)泵入口管段管道水流阻力之和時(shí),就不必考慮循環(huán)水泵產(chǎn)生汽蝕的可
能。循環(huán)水泵安裝時(shí),其入口中心線與鍋爐最低水位線之間的距離一般不宜小于2米。
5) 熱水循環(huán)泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)不少于2臺(tái),一臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用。
三、鍋爐運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題
3.1上水方式
鍋爐與供暖系統(tǒng)的上水應(yīng)分別進(jìn)行,因常壓熱水鍋爐在其停止運(yùn)行時(shí),鍋爐與系統(tǒng)是隔斷的。首先將鍋爐上水至鍋爐膨脹水箱的最低水位,然后進(jìn)行
系統(tǒng)上水。系統(tǒng)上水可利用自來(lái)水的上水壓力進(jìn)行系統(tǒng)充水。如依靠自來(lái)水壓力不能將系統(tǒng)注滿時(shí),可利用循環(huán)水泵進(jìn)行系統(tǒng)充水。具體做法為:將鍋爐回水管入口閥門關(guān)閉,
然后開(kāi)啟循環(huán)水泵,將鍋爐中的水壓入系統(tǒng),待系統(tǒng)充水完畢,再將鍋爐水位調(diào)整至正常情況。
系統(tǒng)充水的同時(shí)應(yīng)注意系統(tǒng)中氣體的排放。
三、3.2點(diǎn)火前的檢查
常壓鍋爐點(diǎn)火前除應(yīng)對(duì)鍋爐各種輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢查外,還應(yīng)特別注意自動(dòng)啟閉閥開(kāi)啟是否靈敏可靠。其檢查方法如下:
首先將鍋爐出入口的閥門打開(kāi),開(kāi)啟循環(huán)水泵,使系統(tǒng)中的水循環(huán)流動(dòng),以檢查自動(dòng)啟閉閥開(kāi)啟是否靈敏。然后停止循環(huán)水泵運(yùn)行1-2小時(shí),注意觀察鍋爐的水位。如此間水
位變化不大,表明自動(dòng)啟閉閥關(guān)閉較嚴(yán)密,如停泵后鍋爐水位迅速上升,則表明自動(dòng)啟閉閥泄漏嚴(yán)重,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理或更換。自動(dòng)啟閉閥失靈或泄露嚴(yán)重時(shí),不能冒然點(diǎn)火運(yùn)行。
3.3溫度控制
常壓熱水鍋爐水溫過(guò)高易造成循環(huán)水泵入口處汽化,影響水泵正常運(yùn)行。因此應(yīng)對(duì)鍋爐出水溫度加以控制,其出水溫度應(yīng)控制在90℃以下。
3.4停爐
常壓熱水鍋爐停爐時(shí),其燃燒設(shè)備的操作與承壓鍋爐相同,但可不受爐水溫度至50℃以下才可停泵這一要求的限制。停爐期間如發(fā)生因汽化而造成嚴(yán)重水擊時(shí),可采用由鍋爐
補(bǔ)水管補(bǔ)水,同時(shí)由溢流管放水方法降低爐溫,減弱汽化現(xiàn)象。如無(wú)汽水沖擊情況,只有少量汽化,可不必進(jìn)行處理。
如需較長(zhǎng)時(shí)間停爐,應(yīng)將鍋爐出入水口的閥門關(guān)閉,以防止系統(tǒng)的循環(huán)水倒入鍋爐,形成系統(tǒng)高處倒空現(xiàn)象,影響鍋爐再次啟動(dòng)。
四、安裝運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題與解決方法
4.1水擊問(wèn)題
在突然停泵時(shí),啟閉閥立即關(guān)閉,系統(tǒng)回水因慣性作用沖向啟閉閥,系統(tǒng)中正在流動(dòng)的水突然受阻,動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)化為靜壓頭,回水管路壓力急劇升高,產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。強(qiáng)烈的水
擊波通過(guò)管路迅速傳遞給用戶,有可能會(huì)造成散熱器破裂損壞。解決此問(wèn)題的方法有多種。下面介紹一種常用的方法:
在回水閥入口與循環(huán)水泵出口管路之間并聯(lián)一根旁通管,并在管子上安裝一個(gè)止回閥,旁通管一端接在循環(huán)水泵的出口處,一端接在回水管路回水閥入口處,與水泵并聯(lián)。如
圖3所示,在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),循環(huán)水泵出口壓力高于系統(tǒng)壓力,止回閥4關(guān)閉。當(dāng)停泵時(shí),回水閥6迅速關(guān)閉,回水系統(tǒng)壓力增大,打開(kāi)止回閥4泄壓。
4.2帶壓運(yùn)行問(wèn)題
鍋爐帶壓運(yùn)行主要是安裝不合理造成的,有以下幾種情況:
1)循環(huán)水泵位置設(shè)置不對(duì),熱水循環(huán)泵設(shè)在鍋爐的回水側(cè),即常壓鍋爐回水口與循環(huán)
泵入口相連,循環(huán)熱水不是從鍋爐中抽出來(lái)的。
2)大氣連通管上加裝閥門、縮徑或彎頭太多。
3)大氣連通管采用水封時(shí),插入水中深度過(guò)大。
4)大氣連通管接入鍋爐膨脹水箱上方,但水箱做成了密閉式或水箱通大氣開(kāi)口的口徑過(guò)小。解決鍋爐帶壓運(yùn)行的方法就是按照前面常壓熱水鍋爐的鍋爐房系統(tǒng)設(shè)置所要求的,改正安裝不合理的地方。
4.2水泵汽蝕問(wèn)題
所謂汽蝕,就是流體在流動(dòng)的過(guò)程中,由于局部壓力低于飽和蒸汽壓力而產(chǎn)生反復(fù)的汽化與凝聚過(guò)程,以至造成材料侵蝕破壞的現(xiàn)象。汽蝕在流體的流動(dòng)中是不允許產(chǎn)生的,
一旦發(fā)生汽蝕,就會(huì)造成以下危害:
1)造成管道材料的破壞;
2)造成泵的性能下降;
3)水泵出現(xiàn)振動(dòng)和噪音。
常壓熱水鍋爐由于循環(huán)水泵設(shè)置在鍋爐的出水端,水泵入口壓力較低,鍋爐出水溫度達(dá)到70-80℃,因此很容易產(chǎn)生汽化,出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象,造成水泵出現(xiàn)振動(dòng)、噪音直至無(wú)法運(yùn)行。
產(chǎn)生汽蝕原因通常有以下幾方面:
1)循環(huán)水泵安裝高度不夠,有的將水泵架高,與鍋爐水位線平齊,泵的入口靜壓太小;
2)水泵入口管段阻力太大,有的管道很長(zhǎng),彎頭太多,或安裝截止閥,使吸入管段阻力損失增力;
3)在鍋水升至較高溫度時(shí),才開(kāi)啟水泵運(yùn)行。為防止水泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,可采取以下方法:
1)保證入口管段設(shè)計(jì)合理,盡量減少水泵入口端阻力,具體要求如下:
a. 吸入管路直徑不得小于水泵入口直徑;
b. 吸入管路應(yīng)盡量短和盡量減少?gòu)濐^;
c. 吸入管路內(nèi)不得有存氣的地方,一般其水平段坡度不應(yīng)小于5/1000~20/1000;
d. 吸入口前應(yīng)具有長(zhǎng)度不小于3倍管直徑的直段;
e. 水泵入口應(yīng)裝設(shè)閘閥(或球閥)而不得裝設(shè)截止閥,因?yàn)樵谙嗤闆r下,截止閥阻力是閘閥的10~20倍。
2)保證循環(huán)水泵安裝時(shí),其入口中心線與鍋爐最低水位線之間的距離不小于2米;
3)在鍋爐較低溫度時(shí),即開(kāi)啟水泵運(yùn)行。供水溫度不能超過(guò)90℃;
4)大氣連通管不宜搞水封,同時(shí)吸入管段要嚴(yán)密以防止空氣吸入;
5)在水泵入口處的設(shè)置混入裝置,引入部分回水,降低水溫。
4.3鍋爐及高位水箱“跑水”問(wèn)題
在上供下回式的采暖系統(tǒng)中,多發(fā)生鍋爐跑水現(xiàn)象。其跑水主要有以下兩種情況:
(1)停泵跑水停泵后鍋爐水位迅速上升,水從鍋爐或水箱溢出。通常原因如下:
1) 沒(méi)有安裝自動(dòng)啟閉閥,停泵時(shí),沒(méi)有立即將回水管路上的閥門關(guān)閉,切斷回水管路,
導(dǎo)致水跑出。解決方法是:在回水管路上的阻力調(diào)節(jié)閥處加裝一快開(kāi)式閥門,停泵時(shí),
司爐人員迅速將此閥門關(guān)閉,否則水將很快跑出。這種方法要求司爐人員的責(zé)任心要強(qiáng),
不能離崗。或在回水管路上安裝自動(dòng)啟閉閥或電磁閥,停泵時(shí)閥門自動(dòng)關(guān)閉。
2) 安裝了自動(dòng)啟閉閥,但啟閉閥失靈或泄露嚴(yán)重。此時(shí)應(yīng)對(duì)自動(dòng)啟閉閥及時(shí)進(jìn)行修理或更換。
(2)運(yùn)行跑水
鍋爐運(yùn)行當(dāng)中跑水,其現(xiàn)象是:
1)鍋爐及水泵運(yùn)行時(shí),鍋爐水位逐漸升高,然后從鍋爐頂部溢出。同時(shí)系統(tǒng)高位水箱水位下降,系統(tǒng)中逐漸缺水,上部暖氣不熱,且有嘩嘩的流水聲。
2)鍋爐及水泵運(yùn)行中,系統(tǒng)高位水箱水位逐漸上升,然后水自溢流管中流出,同時(shí)鍋爐水位下降,這種跑水容易造成鍋爐缺水