淺談立式常壓爐在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用

王春林

【摘 要】本文對(duì)“立式常壓爐供暖系統(tǒng)”的使用環(huán)境、范圍做了認(rèn)真分析。同時(shí)根據(jù)其本身特點(diǎn)，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，在運(yùn)用中又做了具體的規(guī)定和要求，就其運(yùn)行中普遍存在的問題做了分析、歸納、總結(jié)，并提出了解決問題的途徑；最后根據(jù)“立式常壓爐供暖系統(tǒng)”用在不同環(huán)境下的不同范圍，整理出了兩個(gè)通用性的設(shè)計(jì)方案模式（在具體設(shè)計(jì)中完全可套用），并建立了熱源配套設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。

【關(guān)鍵詞】立式常壓爐（俗稱炮彈爐）；供暖系統(tǒng)；應(yīng)用問題

一、立式常壓爐供暖使用環(huán)境、范圍

立式常壓鍋爐結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配制及操作簡(jiǎn)單，體形小，占地少，初建費(fèi)低等特點(diǎn)，逐步應(yīng)用于室內(nèi)供暖是在20世紀(jì)70年代末，在城鎮(zhèn)范圍，對(duì)于純供暖而言，立式鍋爐又僅成了熱源的過度設(shè)備。由于城市的基本建設(shè)發(fā)展速度較快，層數(shù)、密度不斷增加，供暖面積不斷擴(kuò)大，供暖標(biāo)準(zhǔn)和要求也不斷提高，立式供暖爐很快被各種類型的有壓臥式爐所替代，近幾年各城鎮(zhèn)又快速啟動(dòng)了大規(guī)模的集中供暖，經(jīng)十幾年的不斷更新，不斷改造，已不難看到，城鎮(zhèn)供暖的標(biāo)準(zhǔn)和要求已進(jìn)入到了一個(gè)高起點(diǎn)位置。隨著城鎮(zhèn)供暖水平的提高和供暖系統(tǒng)的日趨完善，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的環(huán)境也日趨完善和提高，近幾年原城鎮(zhèn)供暖過度的立式鍋爐已成為城鎮(zhèn)以外的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、單用戶供暖的主要熱源設(shè)備，并且需量逐步在增加，經(jīng)預(yù)測(cè)，今后若干年內(nèi)，立式常壓爐將普及到城鎮(zhèn)邊沿的各家各戶和小康農(nóng)牧民家中。各廠商根據(jù)這一發(fā)展趨勢(shì)，也在不斷的將自己的產(chǎn)品更新?lián)Q代，為拓寬銷售市場(chǎng)生產(chǎn)出各類型號(hào)、規(guī)格、品牌的立式常壓鍋爐，也為下一步普及開發(fā)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和單用戶的供暖贏得了時(shí)間和提供了很便利的條件。

由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和一些達(dá)到小康水平的農(nóng)牧民，地處郊區(qū)，他們根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形成了特定布局模式，供暖規(guī)模一般在5.0—8.0萬㎡逐年發(fā)展，可直接按集中供暖考慮，對(duì)經(jīng)濟(jì)條件—般的可按分散型考慮，用立式常壓爐為過度熱源，由于相距較遠(yuǎn)，很分散，供暖規(guī)模都在0.50萬㎡以下，其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和各單用戶就更分散，供暖規(guī)模更小，更適合于采用立式常壓鍋爐。

因此，立式常壓爐供暖本身具有的特點(diǎn)，它適用于各組團(tuán)或單用戶供暖；單層平房控制在≯4500㎡，多層樓房控制在≯7500㎡最為經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)也是其它中、小型臥式爐不可替代的熱源設(shè)備。

二、立式常壓鍋爐供暖系統(tǒng)存在的問題及解決途徑

1.存在的問題。近幾年“立式常壓鍋爐”應(yīng)用很廣泛，品種也日益增多，但人們?cè)谠O(shè)計(jì)使用中都普遍的存在一些問題，出現(xiàn)這些問題的原因，大致有下面幾個(gè)方面：

①對(duì)立式常壓爐使用時(shí)關(guān)心重視程度不夠，普遍發(fā)現(xiàn)有許多立式常壓鍋爐供暖系統(tǒng)沒做正規(guī)設(shè)計(jì)，尤其是鍋爐安裝公司直接安裝，有許多熱循環(huán)關(guān)系和補(bǔ)水方式要領(lǐng)不清，設(shè)備也難以配套，部分雖有正規(guī)院出的設(shè)計(jì)，但濃度不夠，缺少立式常壓爐使用環(huán)境和使用范圍的分析，對(duì)常壓爐供暖方案選擇上概念不清，各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和控制指標(biāo)也不明確，鍋爐樣本提供的指標(biāo)不做任何分析，直接應(yīng)用，選型時(shí)存在盲目性。

②立式常壓爐生產(chǎn)廠家絕大多數(shù)所提供的資料和選擇資料都不符合實(shí)際，提供的安裝和設(shè)計(jì)參考的流程圖沒有注明用于何種范圍，給使用者造成嚴(yán)重的誤導(dǎo)作用，具體有：a.對(duì)鍋爐樣本列出的各種指標(biāo)缺乏計(jì)算的前提條件，使選用者找不到對(duì)比依據(jù)b.鍋爐的有效傳熱面積和熱效率的計(jì)算缺少科學(xué)性；各廠生產(chǎn)相同型號(hào)的鍋爐，熱效率相差很大，同時(shí)缺少鍋爐檢驗(yàn)部門的檢查報(bào)告，給使用者帶來很大失誤C提供的大部分指標(biāo)是無選擇價(jià)值的，幾個(gè)主要指標(biāo)與設(shè)計(jì)所需參數(shù)都沒有針對(duì)性：例如：某廠樣本提供的資料：型號(hào)、規(guī)格為SLG4，可供采暖面積2000㎡，實(shí)際上這兩個(gè)參數(shù)并不能代表選擇鍋爐型號(hào)規(guī)格的指標(biāo)，原因：常壓爐標(biāo)注的噸位不能真實(shí)反映熱源發(fā)熱量，無法和實(shí)際需要的設(shè)計(jì)指標(biāo)配套，后者“可供采暖面積2000㎡， 實(shí)際上給的是虛值，本身無理論依據(jù)。因?yàn)楦鞯貐^(qū)地理位置不同，設(shè)計(jì)參數(shù)取值不一樣，供暖區(qū)的多層和單層建筑所占比例不同，功能也不同，實(shí)際熱指，標(biāo)不可能相同。綜合上述問題，其結(jié)果反映出耗煤量大、熱效率底，室內(nèi)供暖溫度普遍低于設(shè)計(jì)溫度：對(duì)于多層建筑，上層暖氣系統(tǒng)氣堵、缺水嚴(yán)重，爐內(nèi)火管氧腐蝕嚴(yán)重，鍋爐補(bǔ)水頻繁且量大，由于樣本資料提供不規(guī)范，主要指標(biāo)理論依據(jù)不足，誤導(dǎo)了許多使用者，尤其不經(jīng)設(shè)計(jì)，直接委托鍋爐安裝公司選型安裝的一些項(xiàng)目，問題更多，多年來教訓(xùn)是深刻的。

2.解決途徑。由于“立式常壓鍋爐”是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下運(yùn)行，配制簡(jiǎn)單，操作也方便等特點(diǎn)，使選用者忽略了—些專業(yè)應(yīng)用上的基本問題，再加上廠商資料上—些誤導(dǎo)宣傳，使用后，供暖系統(tǒng)出現(xiàn)了較多問題，經(jīng)多年對(duì)這些問題的接觸和處理，認(rèn)為解決這些問題的途徑應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮。①正確理解“立式常壓鍋爐”供暖原理，選擇合理的供暖方式，做具體系統(tǒng)正規(guī)設(shè)計(jì)，同時(shí)要求用戶給予足夠的重視，避免廠商和安裝單位誤導(dǎo)宣傳。②對(duì)使用環(huán)境要認(rèn)真調(diào)查分析，正確估算各類指標(biāo)（計(jì)算近期指標(biāo)的同時(shí)考慮無期發(fā)展因素），控制好供暖規(guī)模（平房最大不超過4500㎡為宜，多層最大不超過7500m2為宜，供暖半徑最大不超過500㎡為宜，（根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較所得）從而確定供暖方案。③鍋爐選型時(shí)認(rèn)真、仔細(xì)尤為重要：首先，對(duì)資料進(jìn)行比較，要求資料齊全，至少要有省級(jí)頒發(fā)的三項(xiàng)證書和主要指標(biāo)及驗(yàn)測(cè)報(bào)告，樣本提供的指標(biāo)是否符合國標(biāo)，是否與供暖設(shè)計(jì)指標(biāo)的單位相吻合，是否注明鍋爐計(jì)算指標(biāo)的各種前提條件，避免廠商提供的指標(biāo)誤導(dǎo)所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

4.處理好常壓爐與供暖系統(tǒng)連接處配制的合理性，即：根據(jù)供暖環(huán)境選擇好供暖方案。

5.使用時(shí)保證鍋爐熱效率，母管、鍋爐必須有嚴(yán)格的保溫措施，同時(shí)避免缺水運(yùn)行。

三、立式常壓鍋爐與供暖系統(tǒng)的合理配制

一套供暖系統(tǒng)運(yùn)行得好壞，關(guān)鍵在于供暖系統(tǒng)的合理配制對(duì)于“立式常壓鍋爐”道理也是一樣的。經(jīng)長期實(shí)踐證明：為避免上述存在的問題，同時(shí)，又要滿足常壓爐運(yùn)行的特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)運(yùn)行），最為合理的供暖配制方案只有兩個(gè)。

方案一：“完全常壓供暖系統(tǒng)”，熱源和供暖系統(tǒng)完全處于常壓狀態(tài)下運(yùn)行，其使用范圍只能是∑s≯4500㎡ 的單層建筑群采暖，熱源系統(tǒng)與供暖系統(tǒng)之間直接連接，不需作任何處理。熱源系統(tǒng)主要附屬設(shè)備的配制有：常壓水箱、循環(huán)管道泵、電子除垢器等，配制數(shù)學(xué)模型及要求：

1.管道泵流量G=∑Q *0.86*C*C/[1000（tl-t2）]（t/h）

2.管道泵揚(yáng)程 ：H=LR+Z+Hl+h （m）

3.常壓水箱有效容積：V=（V1+V2）*C1（m?）

4.鍋爐滿水靜壓高度Hc=LIRI+Z1-Hri（m）

5.電子除垢器：型號(hào)與鍋爐供管口徑相同

6.供暖系統(tǒng)按常規(guī)設(shè)計(jì)

注：∑Q—供暖總熱負(fù)荷（w/h）

t1——水溫度（常壓 爐按>75℃取為宜）

t1——回水溫度常壓爐按>50攝氏度取為宜）

C——系統(tǒng)漏損系統(tǒng)系數(shù)（取C=120）

（LR+Z）——供暖系統(tǒng)沿程損失和局阻損失（m）

H1——泵中心到常壓水箱進(jìn)水口處靜壓高度）（m）

H——常壓 水箱進(jìn)水口靜壓差進(jìn)水口處于淹

沒狀態(tài)）和射流阻力（一般取值h≮0.7m）

Vl——鍋爐水膨脹量和循環(huán)水膨脹量（溫度

取值不同）（m3）

V2——鍋爐補(bǔ)水量（m3一般“ V1+V2" ≮1.5m?）

C1——膨脹量修正系數(shù)一般取c1=1.15）

（L1+R1+Z1—鍋爐沿程阻力和局部阻力（一般≮0.70m為宜）（m）

Hri——鍋爐熱壓差，可不考慮：

方案二：“常壓有壓供暖系統(tǒng)”，即：熱源為常壓，供暖為有壓運(yùn)行的一種供暖系統(tǒng)。它適用于∑S>7000㎡的多層建筑群體供暖，不宜用于單建筑群體供暖不經(jīng)濟(jì)），與“完全常壓供暖系統(tǒng)”的區(qū)別在于：a熱源系統(tǒng)與供暖系統(tǒng)連接處增設(shè)—個(gè)電磁閥，隨循環(huán)泵啟閉；b常壓水箱入口增設(shè)一個(gè)浮球閥；c在供暖系統(tǒng)最高點(diǎn)距散熱器頂≥0.7m處設(shè)一膨脹水箱，補(bǔ)水入口處裝DN20-DN25電子除垢器一臺(tái)和止回閥—個(gè)，供暖系統(tǒng)補(bǔ)水直接從膨脹水箱補(bǔ)水，并設(shè)一浮球閥，對(duì)群房而言，膨脹管就近接入系統(tǒng)回水立管，其余與“方案一”完全相同，配制要求：除循環(huán)泵揚(yáng)程“H1”值不同外，其余和“方案一”完全相同。

以上對(duì)“立式常壓爐供暖系統(tǒng)”進(jìn)行了分析、歸納、總結(jié)，并提出了具體的設(shè)計(jì)方法，使用規(guī)模和使用要求，是我多年來接觸具體問題后得出的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中效果較好，在此總結(jié)出來供同行參考并提出寶貴意見。