燃?xì)鉄彷椛洳膳诠I(yè)廠房應(yīng)用與設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

顧金松

摘 要：本文闡述了燃?xì)廨椛涔┡脑?、?yōu)缺點(diǎn)、安全性、工業(yè)廠房應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合廠房?jī)?nèi)機(jī)床設(shè)備特性、天車運(yùn)行行程、聯(lián)合支架布置等因素，綜合考慮采暖設(shè)備布局及安裝方式的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；燃?xì)廨椛涔┡惠椛洳膳瘍?yōu)缺點(diǎn)；安全可靠性；設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào)：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

工業(yè)廠房的空間高度一般在4m～20m，由于熱分層現(xiàn)象，熱梯度為上熱下冷。采用傳統(tǒng)空氣對(duì)流熱能的傳遞方式，由于熱空氣上浮人和設(shè)備層根本達(dá)不到正常的工作和工藝溫度環(huán)境，這一問(wèn)題長(zhǎng)期困擾著設(shè)計(jì)人員。近幾年從國(guó)外引進(jìn)的一種新興燃?xì)鉄彷椛洳膳夹g(shù)，相對(duì)解決了工業(yè)廠房高大空間采暖的問(wèn)題。

一、原理

對(duì)太陽(yáng)光譜分析表明，太陽(yáng)光按波長(zhǎng)分為宇宙射線、紫外線、可見(jiàn)光和紅外線，而紅外線主要為熱能，傳輸過(guò)程中能量幾乎不損失，到達(dá)地球表面后被吸收。地球表面吸收紅外熱能后儲(chǔ)存起來(lái)，然后通過(guò)對(duì)流傳導(dǎo)到空氣中使溫度上升，紅外輻射采暖就是模擬太陽(yáng)溫暖地球的原理，采用可燃?xì)怏w（天然氣、液化石油氣等）為燃料，在封閉的管道中直接燃燒，將輻射管道直接加熱到一定溫度，輻射管產(chǎn)生紅外輻射線向地面?zhèn)鬟f熱量，從而實(shí)現(xiàn)采暖目的。燃?xì)廨椛淦鳂?gòu)成：燃?xì)馊紵鳎椛涔芑虬?，反射罩，調(diào)節(jié)、控制和安全保障組件。

二、輻射采暖和傳統(tǒng)對(duì)流采暖比較之優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)

1.采暖舒適度（如圖1所示）

傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng)針對(duì)高大空間的建筑適應(yīng)性差。由于散熱器采暖系統(tǒng)靠加熱空氣，通過(guò)空氣的對(duì)流實(shí)現(xiàn)供暖。散熱器在安裝過(guò)程中只能沿建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置，造成水平方向的溫度場(chǎng)分布很不均勻，建筑物中心區(qū)域溫度難以保證。而輻射采暖原理，熱源通過(guò)輻射紅外線直接加熱被照射到的人體和物體表面，相應(yīng)提高了工作區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地面表面的溫度，減少了工作區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地表對(duì)人體的冷輻射，舒適感提高。

2.不占用空間

燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng)不占用建筑面積，而且在空間上減少了管道數(shù)量，從而為工藝管道布置創(chuàng)造了條件，使廠房?jī)?nèi)整潔美觀。此外，運(yùn)行、維護(hù)、檢修保養(yǎng)的工作量大大減少，徹底消除傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)跑、冒、滴、漏等弊端。做到了節(jié)能、降耗。

3.節(jié)能

工業(yè)廠房密封性欠佳，因?yàn)楫a(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中造成外門(mén)冷風(fēng)侵入嚴(yán)重。采用傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)：據(jù)統(tǒng)計(jì)，考慮到換熱站熱效率、管道熱損失、散熱器換熱效果等因素，傳統(tǒng)形式系統(tǒng)的最高熱效率僅為60%左右。而輻射采暖則不同，其奧妙在于它模擬了太陽(yáng)產(chǎn)生的只對(duì)被輻射物加熱而對(duì)傳導(dǎo)介質(zhì)（空氣）加熱作用較弱的那段紅外線（2～20微米），所以輻射采暖系統(tǒng)的直接供暖對(duì)象不是采暖空間中的空氣，而是取暖目的物，如工作人員、設(shè)備等。取暖目的物按其自身的物理特性吸收紅外線，然后通過(guò)其接觸的空氣的表面向采暖空間內(nèi)的空氣傳遞熱量。比傳統(tǒng)對(duì)流采暖節(jié)能30%～50%。

4、操作靈活

由于燃?xì)饧t外輻射采暖系統(tǒng)是自成體系的采暖系統(tǒng)，它不受其他條件的限制，可根據(jù)氣候條件及上下班時(shí)間，隨時(shí)開(kāi)啟隨時(shí)關(guān)閉和可在24h內(nèi)設(shè)置4個(gè)時(shí)間段自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。

5.初建投入少、運(yùn)行成本低

相同面積的采暖投資與鍋爐相比可減少10%，年運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)省50%，且不占用室內(nèi)有效空間，不需建鍋爐房，無(wú)須專人操作。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈巧、自動(dòng)控制，除燃料花費(fèi)外無(wú)需其他費(fèi)用和人員開(kāi)支，如鍋爐系統(tǒng)的年檢修費(fèi)、洗爐、年檢、安全培訓(xùn)、排污等費(fèi)用。

6.燃?xì)廨椛洳膳木窒扌院腿秉c(diǎn)

主要是在易燃易爆的環(huán)境中就無(wú)法使用。再次，輻射采暖因?yàn)檩椛涔艿臏囟认鄬?duì)較高，約180℃～400℃之間，對(duì)于物體距離輻射管的最小距離有一定的要求。

三、安全可靠性方面

1.根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87（2001年版）第3.1.1條：“利用氣體、液體、固體作為燃料或?qū)怏w、液體進(jìn)行燃燒作其他用的各種生產(chǎn)”火災(zāi)危險(xiǎn)性類別屬于丁類。因此，建筑物采用燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)比較低。單層高大廠房的設(shè)計(jì)中，丁類與戊類建筑相差無(wú)幾?？梢?jiàn)，采用燃?xì)廨椛洳膳粫?huì)增加建筑物的危險(xiǎn)性和設(shè)計(jì)難度。

2.根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003），建筑物采用燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng)時(shí)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警裝置。一旦有燃?xì)庑孤﹫?bào)警，應(yīng)具備緊急切斷氣源的自動(dòng)或手動(dòng)裝置。

3.設(shè)備自身及燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)都采取了一系列安全措施。設(shè)備內(nèi)的燃燒只在輻射管內(nèi)程負(fù)壓時(shí)才能進(jìn)行，且系統(tǒng)管道、閥門(mén)等氣嚴(yán)格密封、無(wú)泄露；燃燒器配備自動(dòng)點(diǎn)火裝置，無(wú)爆燃點(diǎn)火現(xiàn)象；具有熄火保護(hù)裝置、風(fēng)壓過(guò)大安全裝置、煙道堵塞安全裝置及故障、失電、誤操作等安全保護(hù)裝置。業(yè)主在選用燃?xì)廨椛洳膳O(shè)備時(shí)需注意設(shè)備是否具有國(guó)家燃?xì)庥镁哔|(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提供的有效的檢驗(yàn)報(bào)告。所有燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng)是安全高效的采暖方式。

四、工業(yè)廠房燃?xì)廨椛洳膳O(shè)計(jì)中應(yīng)注意事項(xiàng)

1.根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003），“燃?xì)饧t外線輻射器的安裝高度應(yīng)根據(jù)人體舒適度確定，但不應(yīng)低于3m”，該系統(tǒng)適用于高度高于4m的高大空間采暖。

2.輻射采暖因?yàn)檩椛涔艿臏囟认鄬?duì)較高，約180℃～ 400℃之間，對(duì)于物體距離輻射管的最小距離有一定的要求。所以在工業(yè)廠房輻射采暖設(shè)備布局要考慮精密數(shù)控機(jī)床與采暖設(shè)備的距離，避免機(jī)床立柱因吸收紅外線過(guò)熱而出現(xiàn)加工誤差。所以先確認(rèn)工藝設(shè)備布局，在規(guī)劃燃?xì)庠O(shè)備布局。

3.一般懸掛在廠房立柱牛腿下，但現(xiàn)代工業(yè)廠房一般聯(lián)合支架較寬，懸掛在牛腿下容易造成聯(lián)合支架上的電纜、工業(yè)管線與設(shè)備過(guò)近，出現(xiàn)不安全因素。因此需根據(jù)聯(lián)合支架設(shè)計(jì)考慮采暖設(shè)備的安裝方式及方案。

4.確定布局和設(shè)備懸掛方式及位置后，要考慮天車運(yùn)行的行程限制，避免小車運(yùn)行碰撞燃?xì)庠O(shè)備及燃?xì)夤艿涝斐砂踩鹿省?/p>

5.燃?xì)庠O(shè)備控制終端分組，主要從節(jié)能方面考慮，根據(jù)各種加工設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用性質(zhì)確定。例如數(shù)控加工中心、磨齒機(jī)、插齒機(jī)這類型設(shè)備一般是24h運(yùn)行，這些加班設(shè)備區(qū)域設(shè)為一組；經(jīng)常不許要加班的設(shè)備區(qū)域設(shè)為一組。

參考文獻(xiàn)

[1] GBJ16-87，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2001年版）[S].

[2] GB50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]鄭雪晶.燃?xì)廨椛洳膳I(yè)廠房采暖能耗的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2005.