关于常压热水锅炉供热设计的探讨

关于常压热水锅炉供热设计的探讨
【摘要】常压热水锅炉的主要特点就是锅炉不承压，没有安全隐患，主要用于供暖和生产热水，是我们比较常见的锅炉品种之一。

本文主要论述其供热系统的调节方法，分析了常压热水锅炉在使用过程中的缺陷，指出常压热水锅炉适用于低层建筑，具有使用方便、用途广泛的特点。

【关键词】常压热水锅炉；供热设计；调节
随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤，而供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。

为了节约资金、修旧利废、节约资源，常压热水锅炉作为一种新型热源得到广泛应用，并且用量不断加大。

常压热水锅炉也叫无压锅炉，运行时锅筒内保持大气压力，能供应不大于95℃的热水，有较强的安全性。

1 常压热水锅炉的特征
1）常压锅炉采用开式锅筒，保持一定水位与大气相通，运行中锅炉保持大气压力。

2）系统循环泵连接在锅炉出水侧，锅炉承受压力较有压锅炉小。

3）锅炉本身不受压，采暖系统带压运行，系统有低位水箱补水或高位定压水箱，使锅炉水位保持一定水位运行。

4）常压锅炉无爆炸危险，制造厂不需安全监察部门检验，安装手续简单，运行安全，但设备安装结束后需邀请有关部门验收，合格后方可正常运行。

5）锅炉材质使用普通钢材，可节省优质钢
材，简化制造工艺。

6）锅炉安装地点没有特殊要求，易于管理，操作简便，适于安装在偏远地区或不适合有压锅炉安装的地方。

由于锅炉不需要安装泄压装置，所以不用考虑锅炉房泄压问题。

7）对于报废带压锅炉经过本体修理和技术改造后，常压运行，延长锅炉使用寿命，节约投资。

8）由于常压热水锅炉出水温度不大于95℃，锅炉结垢情况得到缓解，所以与同等材质的带压锅炉相比，使用寿命长。

2 常压热水锅炉供热系统
常压热水锅炉虽然是无压运行，但供热系统带压运行，所以供热系统的定压十分重要，如果设计不当，会造成系统负压而倒空或压力不平衡而造成锅炉溢水，严重影响正常供热。

系统定压分单点定压和双点定压。

2.1 单点定压供热系统
单点定压供热系统利用锅炉高位水箱定压，方法简单，运行调节方便。

常压热水锅炉供热系统单点定压包括元件：常压锅炉、锅炉水箱、启闭阀、调节阀、热水循环泵、散热器、排气阀等。

锅炉水箱：水箱有效容积比按照膨胀水箱计算，其水容量为锅炉水容量、水箱至锅炉入口、出口水容量之和，设置高度大于水箱出口至锅炉出口水头损失与锅炉出口动压之和。

锅炉水箱用来储存炉水受热体积膨胀量，如果水箱体积过小，炉温升高会造成水箱溢水，严重影响正常供热。

循环水泵：由于循环泵要抽水温较高的锅炉出水，所以应当选用
热水泵，为了能使系统最高点始终保持正压，循环水扬程应为克服整个系统回路水头损失之和。

水泵流量要满足锅炉的循环水量，选择水泵时，流量与扬程一定要合适，否则会造成锅炉水箱溢水或抽空锅炉。

回水启闭阀：安装启闭阀是为了防止水泵停运时系统水压回锅炉造成锅炉溢水。

调节阀：为保证系统最高点保持正压，调节阀阻力值应为系统最高点与下降段阻力之差，用来调节系统运行过程中的阻力大小。

锅炉大气管：该管是常压锅炉的标志，有大气连通管保证锅炉常压运行，任何情况下都不会升压。

大气管锅炉出厂时已经设计好，无需改变。

锅炉进水管：保证有足够的截面，防止水泵入口汽化。

锅炉出水管：管道不宜抬高布置，以防止抬高部分产生负压。

2.2 双点定压供热系统
双点定压系统是以锅炉水箱和系统高位膨胀水箱为定压点，较为复杂，运行与系统调节比较麻烦，在此仅作简单的分析。

双点定压系统所需元件除单点定压系统共有元件之外，需增设高位膨胀水箱。

使用过程中需要注意的要点与单点定压系统不同之处是：高位膨胀水箱容积计算与采暖系统计算方法相同，但要计算启闭阀在管段过程中流入锅炉的水量；调节阻力阀与系统水流量无关，仅与高位膨胀水箱与锅炉水箱两液位差有关，且阻力值为两液位的差值。

因此，双管定压系统也是靠调节阻力阀来调节整个供热系统压力，并且要观测两个水箱的水位情况。

由于膨胀水箱水位检查管要引回锅炉房，所以增加了施工的难度。

3 常压热水锅炉供热系统的调节
3.1 单点供热系统调节
供热系统安装完毕后，对整个系统要进行运行调节。

首先要检查各类设备单机运行情况、阀门安装位置、严密程度，在运行中就遇到过逆止阀不严，造成停泵时系统水倒回锅炉引起锅炉溢水。

为保证供热系统不缺水，系统运行前要确定补水管点压力，然后根据系统压力波动情况确定系统是否缺水，并设自动补水装置或人工补水装置。

由于单管系统在设计时选择的水泵扬程和流量均大于实际需要量，运行中要调整阻力调节阀，减小循环流量，使系统最高点处于正压状态（排气阀冒水），在保证系统满水状态下，尽量减小水泵循环量，避免水泵入口汽化，同时保证系统能耗降低。

当调节阀阻力小时，供热系统最高点可能处于负压区，影响供热效果；调节阀阻力偏大时，系统压力较高，导致能耗增大。

单点定压系统运行调节主要依靠阻力调节阀控制系统的流量和压力，使用起来较简单，但也需要在运行过程中不断摸索，使运行工况达到最佳。

3.2 双点定压供热系统调节
系统安装结束后，关闭启闭阀，向系统内注水，使高位膨胀水箱、锅炉水箱、锅炉达到正常水位。

循环水泵投入运行后，如果锅炉水箱水位下降或上升，调节阻力阀开度，使水位达到正常位置。

如果阻力阀阻力偏小，高位膨胀水箱缺水，使供热系统顶部处于负压状态，影响供热。

4 常压锅炉使用过程中的缺陷
1）循环管路的负压问题：如果系统下行阻力损失过小，使系统最高点呈负压状态，影响供热效果，要靠不断调节阻力阀来增加系统下行管路阻力，以保证供热系统满水。

2）锅炉水箱沿流程至循环泵入口阻力损失不宜太大，锅炉水箱水位至循环泵入口高度尽可能大，否则可能出现水泵入口汽化。

3）由于循环泵安装在锅炉出水侧，所以要选用热水循环泵。

4）水泵停运时，系统下行管路与锅炉断开，启闭阀关闭速度太快，容易产生水击现象，严重时会造成供热系统中散热器破裂。

常压热水锅炉在使用中对低层建筑有其优越性，使用方便，用途广泛，但超过三层以上的建筑局限性较大，调节过程较长，尽管操作简单，但遇到一些特殊情况还需要操作人员认真观察、掌握规律，所以在选用常压锅炉时，还要具体情况具体分析。

参考文献
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建筑，2003，29（17）：57—58
作者简介：
陈莉，女，山东省邮电规划设计院有限公司工程师（目前职称）。