常壓熱水鍋爐房工藝分析及系統(tǒng)優(yōu)化VIP

常壓熱水鍋爐房工藝分析及系統(tǒng)優(yōu)化摘要：文章對常壓熱水鍋爐供熱系統(tǒng)進行了分析，對該系統(tǒng)的循環(huán)水泵揚程計算進行了優(yōu)化：根據(jù)系統(tǒng)供熱高度與下降管阻力的大小關系不同，分別推導出了循環(huán)水泵揚程的計算公式；對常壓及承壓供熱系統(tǒng)進行了技術經濟對比分析，并對小型供熱系統(tǒng)是否選擇常壓鍋爐進行了量化分析：當供熱系統(tǒng)中樓房層數(shù)不超過3層時，宜選擇常壓熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)。關鍵詞：常壓熱水鍋爐房；循環(huán)水泵揚程；供熱系統(tǒng)；熱力系統(tǒng)；燃燒系統(tǒng)中圖分類號：TS262文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2013）03-0026-03根據(jù)小型和常壓熱水鍋爐安全監(jiān)察規(guī)定的定義，常壓熱水鍋爐是指鍋爐本體開孔或者用連通管與大氣相通，在任何情況下，鍋爐本體頂部表壓為零的鍋爐。因鍋爐水體與大氣相通，從根本上消除了鍋爐爆炸的可能性，故常壓鍋爐具有制造、監(jiān)察、檢驗要求低，造價低，安裝地點受限小等突出的優(yōu)點。近年，常壓熱水鍋爐在油田范圍內使用較多，主要用于加氣母站、注水站、前線生活點等小型站場冬季采暖。本文主要是在總結常壓熱水鍋爐房設計實踐的基礎上，澄清常壓熱水鍋爐房的設計工藝及適用范圍，明確循環(huán)水泵的選型計算方法。1工藝流程常壓熱水鍋爐房的工藝流程主要分為熱力系統(tǒng)與燃燒系統(tǒng)。常壓熱水鍋爐的燃燒系統(tǒng)與承壓熱水鍋爐相同，其采用成熟、可靠的燃燒器、爐前燃氣系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，保證鍋爐燃燒安全、穩(wěn)定，本文中不再論述。常壓熱水鍋爐房的典型熱力系統(tǒng)圖見圖1。常壓熱水鍋爐房與承壓熱水鍋爐房系統(tǒng)最顯著的區(qū)別是：常壓熱水鍋爐的循環(huán)水泵設置在鍋爐的出水側，而承壓熱水鍋爐的循環(huán)水泵設置在鍋爐的進水側。常壓熱水鍋爐房系統(tǒng)流程為：熱水出水由循環(huán)水泵從鍋爐抽出加壓后，經供水管網(wǎng)送入暖氣片，散熱后的熱水回水通過回水管網(wǎng)進入鍋爐房，依次經過除污器、回水啟閉閥及調節(jié)閥后，進入鍋爐加熱，完成一個循環(huán)。除污器作用是過濾循環(huán)水中雜質，其選型與承壓熱水鍋爐系統(tǒng)除污器相同?；厮畣㈤]閥、阻力調節(jié)閥則是常壓熱水鍋爐系統(tǒng)特有的閥門。回水啟閉閥的作用是在循環(huán)水泵停止運行時，同時切斷回水管路，防止系統(tǒng)中高處的熱水通過重力回流至鍋爐，進而造成熱水從開式水箱中溢出。阻力調節(jié)閥在供熱高度較高時需設置，其作用是增大下降管的阻力，防止下降管路水流過快返回鍋爐，造成系統(tǒng)高處管道倒空、熱水從開式水箱中溢出。阻力調節(jié)閥在工況變化時也可起到調節(jié)作用。在工程設計中，也可通過縮小下降管段管徑的方法來增大下降管的阻力，起到阻力調節(jié)閥所起的作用。開式水箱可視為常壓熱水鍋爐的組成部分，通過連通管與常壓鍋爐相連接，起到補水穩(wěn)壓（常壓）的作用。2系統(tǒng)優(yōu)化2.1循環(huán)水泵選型優(yōu)化在常壓熱水鍋爐供熱系統(tǒng)中，循環(huán)水泵的作用是將熱水抽送到任意高度的熱用戶，并使熱水克服系統(tǒng)阻力不斷運行。循環(huán)水泵流量的計算方法與承壓鍋爐循環(huán)水泵一致，采用下式進行計算：循環(huán)水泵揚程的計算方法與承壓鍋爐循環(huán)水泵揚程計算差別較大，需根據(jù)水力學基本原理進行推導計算。如圖2所示，系統(tǒng)供熱高度為供熱系統(tǒng)最高點高度與開式水箱液位的高度差H1。設A點至B點為管路上升段，該段管路阻力為H2；設B點至A點為管路下降段，該段管路阻力為H3。循環(huán)水泵揚程應根據(jù)H1與H3大小關系的不同，采用不同公式進行計算。通過上述分析，本文對常壓鍋爐系統(tǒng)循環(huán)水泵揚程計算進行了推導計算，針對不同情況，給出了式（3）、式（4），在進行設計選型時能有效降低循環(huán)水泵揚程，從而減小水泵電機功率，節(jié)省運行費用，并且節(jié)省初期投資。2.2供熱系統(tǒng)的合理選擇如何確定合理的供熱系統(tǒng)類型（常壓系統(tǒng)或承壓系統(tǒng)），需要根據(jù)項目情況進行具體的分析對比，本文提供一個思路供參考。首先，應根據(jù)供熱區(qū)域的總平面及周圍環(huán)境進行供熱系統(tǒng)的選擇。如鍋爐房需要與餐廳、浴室等人員較為密集的房間合建或鍋爐房緊鄰人員密集場所時，出于安全性的考慮，宜選擇常壓熱水鍋爐系統(tǒng)。如周圍環(huán)境允許建設承壓熱水鍋爐房，則應對兩種供熱系統(tǒng)的經濟性進行分析對比，以確定供熱形式。下面對兩種供熱系統(tǒng)的經濟性進行分析對比。圖3承壓熱水鍋爐房熱力系統(tǒng)圖首先，從初期投資分析。如圖3所示，承壓系統(tǒng)較常壓系統(tǒng)多出補給水泵，所以相應的在設備投資、房間占地、配電自控等方面均比常壓系統(tǒng)高。但就整個供熱系統(tǒng)來講，該部分投資所占比例較小，可視為兩系統(tǒng)初期投資基本相同。其次，從運行成本分析。鍋爐房運行成本主要由燃料費、電費、水費、人工費、維修費等組成。對同一個供熱系統(tǒng)，常壓系統(tǒng)與承壓系統(tǒng)在燃料費、水費、人工費、維修費等方面均基本相同，運行成本差別主要體現(xiàn)在電費方面。細分電費構成，電費主要由鼓風機電耗、循環(huán)水泵電耗、補給水泵電耗（承壓系統(tǒng)）構成。其中兩系統(tǒng)鼓風機電耗相同，補給水泵因配電功率遠小于循環(huán)水泵配電功率，為簡化分析，忽略不計。則兩系統(tǒng)的電費差別主要是由循環(huán)水泵耗電不同造成，下面將詳細分析。3小型供熱系統(tǒng)類型選擇的量化分析常壓熱水鍋爐在油田范圍內主要用于小型站場冬季采暖，下面對小型供熱系統(tǒng)進行量化分析。對小型供熱系統(tǒng)來說，下降管路阻力H3是一個比較固定的值，可以進行大致計算。H3由采暖單體內阻力、外網(wǎng)阻力及鍋爐房內部阻力相加構成。根據(jù)類似工程經驗，小型供熱系統(tǒng)中，采暖單體內部阻力較小，一般約為1mH2O；小型系統(tǒng)供熱半徑多在200m左右，外網(wǎng)阻力一般約為2mH2O；鍋爐房內部阻力一般約為4mH2O；則H3的值一般為7mH2O。根據(jù)前文所述，當H17mH2O，采用常壓熱水供熱系統(tǒng)更具經濟性，反之，承壓系統(tǒng)更經濟。在實際工程中，開式水箱液位一般在3m左右，故當供熱系統(tǒng)最高點相對于鍋爐間地坪為10m（約3層樓）及以下時，常壓熱水供熱系統(tǒng)是合理的選擇。4結語對常壓熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)，應根據(jù)供熱高度與下降管阻力的大小關系不同，由式（3）、式（4）確定循環(huán)水泵的揚程。應根據(jù)項目實際情況確定合理的供熱系統(tǒng)類型（常壓系統(tǒng)或承壓系統(tǒng)）。對小型供熱系統(tǒng)，當供熱單體層數(shù)不超過3層時，宜選擇常壓熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)。參考文獻1小型和常壓熱水鍋爐安全監(jiān)察規(guī)定S.國家質量技術監(jiān)