常压热水锅炉房设计

１ 简介 常压热水锅炉在我国应用已有３０多年的历史，常压热
水锅炉顶部与大气相通，锅炉本体不承压，在任何情况 下，锅炉本体顶部表压都为零。故常压热水锅炉供暖系统 不具有爆炸危险性，供水温度一般不高于９５℃，供回水温 差不小于２５℃，燃料常为油或天然气，用在小型供暖系统 中。在常压锅炉选型与设计时须遵守《小型和常压热水锅 炉安全监察规定》和《常压热水锅炉通用技术条件》 （ＪＢ／Ｔ７９８５－１９９５）有关规定，而在实际设计与使用过程 中，往往由于系统设置不当以及供回水管道、阀门的位置 设置不合理而事故频发。
由于常压锅炉系统设计时，循环水泵设置于锅炉水出 口段，水温较高，故选循环泵是要满足水温的要求。 ２．２．３锅炉出水管
锅炉出水管在接入水泵吸入口时不宜抬高布置，以防
止抬高部分有可能在负压下工作。 ２．２．４阻力调节阀与启闭阀
在系统回水管上设置启闭阀，当启动循环泵时，通过 循环泵出口处导压管打开启闭阀，当停泵时，阀门自动关 闭，且在阀门后须设置阻力调节阀，通过阻力调节阀确保 锅炉的进出水量平衡以及确保锅炉不超压。为防止水击事 件的发生，在水泵出口处的止回阀后与启闭阀前设置连通 管，管径同总供回水管，其上设置止回阀（流向为回水流 向供水）。 ３ 结论
按照上列公式可计计算出各种规格下常压热水锅炉必
收稿日期：２０１１－０６－２３ 修回日期：２０１１－０７－１７ 作者简介： 常虹（１９８０－），女，陕西米脂籍，工程师，从事设计工作。
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开发应用
须配备通大气管的直径。 （３）独立布置的锅炉水箱应设置溢流管，且当水箱溢
水时，不得溢到锅炉本体、燃烧器、电控箱及各类仪表的 地方；溢流管管径应比回水管管径大一号，当停泵后，如 出现启闭阀不能关闭时，能很好的泄掉流入锅炉水箱中的 回水，以确保锅炉不超压。
常压热水锅炉供热系统的设计关键如下：（１）循环水 泵运行时锅炉不受压，同时保持供热系统最高点满水位。 （２）循环水泵停止运行时，由水泵出口处止回阀与回水管 上的启闭阀使系统内的水全部留在系统内，阻止系统水回 流到锅炉或水箱中，造成锅炉水外溢。（３）锅炉出水口必 须置于循环水泵的吸水侧。（４）系统突然停泵时，必须设 置缓减水击的措施。
（４）水箱上除设置进出水管、溢流管外，应增设水位 计、信号管或水位联锁检测元件、排污管、检查清洗孔 等。
（５）锅炉水箱至锅炉人口接管应比锅炉回水管大一 号，因该管道内水靠自身水位高度压力流入锅炉，无动力 设备，故应有足够大的截面积，以保证循环泵人口不汽化 以及锅炉进出水量平衡。 ２．２．２循环水泵
循环泵流量为系统所需流量并考虑一定的富裕系数。 计算同承压锅炉房循环泵扬程，计算如［１］：Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４ （ｍ水柱） ，其中Ｈ１为热水泵轴线到供热系统最高点之间的 高度差（或称供热高度），ｍ水柱；Ｈ２为循环热水管最不利环 路供、回水管道的阻力，ｍ水柱；Ｈ３为用热设备阻力，ｍ水 柱；Ｈ４为介质在管道内流动的动压头和考虑留有的裕量， 可取为２～５ｍ水柱，以免热水在系统最高处产生汽化。
锅炉水箱布置方式通常有两种：第一种，直接布置在 锅炉的顶部；第二种，独立布置在锅炉的附近，用连通管 与锅炉连接（如图１），锅炉水箱布置方式通常按照其水位的 最低点应符合锅炉不汽化、水泵不汽蚀的要求，其具体接 管要求如下：
（１）水箱的有效容积一般取系统总水容积的２％～４％， 应能满足系统水热胀冷缩以及回水启闭阀滞后所带来的水 容量变化。总水容积应为锅炉水容积、锅炉水箱至锅炉人 口以及锅炉出口至锅炉水箱三者水容积之和。水箱布置高 度应大于锅炉水箱出水口至锅炉出水口水头损失与锅炉出 口动压头之和。
中国西部科技 ２０１１年０９月（上旬）第１０卷第２５期总第２５８期
常压热水锅炉房设计
常 虹１ 张佩东２
（１．杭州市城乡建设设计院有限公司，浙江 杭州 ３１０００４；２．中国联合工程公司，浙江 杭州 ３１０００４）

摘 要：常压热水锅炉房供热系统规模较小，系统自身无爆炸性危险，但常常由于工艺设计不合理和违章操作，导致事 故发生率高于承压锅炉房，本文就此对常压热水锅炉房设计中应注意的安全问题谈谈自己的几点体会。 关键词：常压热水锅炉；止回阀；启闭阀；阻力调节阀；大气连通管 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６３９６．２０１１．２５．００６
图１ 单点定压
常压锅炉
热水泵
水箱
出口止回阀
阻 力调节调
启闭阀
除污器
图２ 常压热水锅炉水循环
用热设备
２ 系统形式与系统附件设计 ２．１ 系统形式
按定压方式可将常压热水锅炉供热系统分为双点定压 和单点定压供热系统。
双点定压供暖系统：采暖系统设置在最高处高位水箱 和锅炉水箱均为定压点的采暖系统。双点定压采暖系统较 为复杂而且运行与调整也较为麻烦。
（２）大气连通管尺寸必须满足《常压热水锅炉通用技 术条件》ＪＢ／Ｉ＇７９８５－１９９５，且作为独立布置的锅炉水箱， 水箱与锅炉的连接管不能作为大气连通管来考虑，应单独 在锅炉本体顶部布置大气连通管，如图１。大气连通管管径 按照ＪＢ／Ｔ７９８５－１９９５ｚ执行，计算公式如下：ＤＮ＝２０＋８８／（Ｑ１／２）， 式中：ＤＮ为通大气管当量直径，ｍｍ；Ｑ为常压热水锅炉额定 功率，ＭＷ。
参考文献： ［１］ 姚根金．常压热水锅炉房的设计［Ｊ］．工业锅炉，２００２． ［２］ 杨宏斌．常压热水锅炉供热系统的设计与调节［Ｊ］．煤气与热
力，２００６，２６（６）． ［３］ 李之光等著．常压热水锅炉及其供暖系统［Ｍ］．机械工业出版
社，１９９２，６．
（上接第２７页） 不小于１．２５），计算中不考虑支撑力或锚拉
关于复合土钉支护的作用机理和稳定性需进一步研
究，力图通过更多的理论、试验和工程实践，进一步理解
复合土钉支护的原理，完善其设计和施工方法，从而形成
统一的设计和施工规范。
参考文献：
［１］ 宋建学，周同和，程水锋．基坑工程采用复合土钉支护的变形机 理分析［Ｊ］．建筑施工，２００１，２３（６）：４３１～４３２．
常压热水锅炉房供热系统规模较小，但常压热水锅炉 房的安全运行事故高于承压锅炉房，发生事故的直接原因 是工艺设计不合理和违章操作。必须对常压热水锅炉房的 安全运行有足够的认识，设计时必须注意以下几点：（１） 大气连通管管径必须符合相关要求。（２）当停泵后，启闭 阀不能关闭时，水箱溢流管应能泄掉流入锅炉水箱中的回 水，以确保锅炉不承压。（３）总供回水管上须设置连通管 （带止回阀），防止水击事故的发生。
Ｍｍ为预应力锚杆对土钉墙产生的抗倾覆力矩，
——（式８）
Ｍｅ为侧向土压力产生的倾覆力矩，
为侧向
土压力， Ｅａｘ为侧向土压力水平分力抗滑稳定性验算。
抗滑安全系数：
——（式９）
式中：ＦＷ为土钉墙验算截面上产生的抗滑力，计算ＦＷ时
考虑预应力锚杆作用；
ＦＥ为墙后侧向土压力产生的滑动力，
，
Ｋａ为主动土压力系数。 ３ 展望
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力作用。当挡土结构以下地基土有软弱层时，应考虑可能发
生的非圆弧滑裂面情况；有渗流时，应计算渗流力的作用。
对于柔性挡土结构，当只设一道支撑或锚杆时，需验
算整体滑动，对设置多道内支撑或锚杆时可不作验算。计
算公式如下：
抗倾覆稳定性验算：
抗倾覆安全系数：
——（式６）
式中：ＭＷ为土钉墙自重产生的抗倾覆力矩，
——（式７）
单点定压供暖系统：采暖系统定压点为锅炉水箱水位 的采暖系统。单点定压采暖系统较为简单而且运行与调整 也较为简便，应用较为广泛，以下着重介绍单点定压供暖 系统单点定压供暖系统采暖系统所必需元件为：常压锅 炉、水箱、循环水泵、止回阀、启闭阀、阻力调节阀等 （详见图１）。
该系统运行时水循环见图２（其中启闭阀由水泵出口的 导压管开启）。 ２．２ 系统附件设计 ２．２．１锅炉水箱设计与接管计算
［２］ 孙铁成，张明聚，杨 茜 ．深基坑复合土钉支护模型试验研究 ［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，２３（１５）：２３８５～２３９２．
［３］ 汤凤林．复合土钉支护技术在基坑支护工程的应用［Ｊ］．现代地 质，２０００，１４（１）：２５～２９．
［４］ 熊赞民．复合土钉深基坑支护的稳定性研究［Ｄ］．长沙：中南大学 硕士论文，２００３．