談小型熱水鍋爐及其配套工藝應用
論文關鍵詞：小型熱水鍋爐 二合一采暖爐 分析
論文摘要：目前供熱方式多種多樣，主要供熱設備分為“二合一”采暖爐、相變真空采暖爐、小型熱水鍋爐三種。其中，小型熱水鍋爐屬于應用較新的一種供熱設備，本文就其工作原理、工藝流程、與其他供熱設備生產運行優缺點對比，以及運行過程中的能耗等問題進行分析。
1 小型熱水鍋爐及配套工藝技術簡介
結構：
小型熱水鍋爐主要采用撬裝模塊式設計，內部主要由燃燒室、熱交換器、自動燃燒器、自動控制裝置及配套設施構成。
工作原理：
燃燒器將天然氣充分燃燒，產生的熱量被受熱面吸收傳給中間介質水，完成加熱的水通過循環水泵打出，送至各采暖用戶，出戶后的冷凝水返回后再次被加熱，如此循環往復。
主要工藝流程：
清水通過全自動軟化水供水機組處理后打入加熱爐，天然氣通過全自動點火裝置將鍋爐點燃，將爐內清水加熱至85℃左右，然后循環水泵將熱水打出送至各用戶。
工藝技術：該種鍋爐具備完善的自動控制系統，采用全自動燃燒器可以實現自動燃燒功能，并通過控制柜實現各項參數的精確輸出或發出故障信號，另外小型熱水鍋爐可以根據水溫的變化進行自動調節，當水溫升高時，鍋爐自動停止燃燒；待水溫降低后再自動啟爐，有效的節約了鍋爐的的耗氣量。
熱水鍋爐水質硬度指標一般在0.3mmol/L，通過全自動軟化水供水機組處理后，水質硬度指標一般小于0.01mmol/L，遠遠低于熱水鍋爐水質要求，降低了鍋爐的腐蝕結垢情況及維修量。
2 與其它供熱設備技術對比分析
2.1運行能耗：
“二合一”采暖爐爐膛溫度受熱不均、火焰偏燒，易造成局部過熱影響爐效，爐效平均值僅在75.7％左右，低于采暖系統爐效不小于80％的節能要求，增大了耗氣量和生產運行費用。
小型熱水鍋爐爐效可達88％左右，節能煙箱的設計，通過在煙箱內壁加涂特殊的輻射，降低熱損失；并在煙管內加裝高效傳熱擾流構件，進一步強化傳熱等措施確保了鍋爐更高的燃燒及傳熱效率。
而且它具備自動啟爐和停爐的功能，當爐內水溫達到85℃左右時，小型熱水鍋爐可自行停止加熱，當回水溫度降至55℃左右時，設備自動啟爐，開始加熱，大大降低了耗氣量。
相變真空爐則采用兩回程燃燒室和優化的換熱面設計，確保了最佳的熱傳遞，使加熱爐效率高達87％-91％。
2.2安全性：
“二合一”采暖爐燃燒器沒有配置全自動點火和熄火保護裝置，而且加熱爐監測力度及精細控制不夠，人員多靠觀察火焰及經驗控制燃燒，爐膛內易熄火，存在嚴重安全隱患問題。
小型熱水鍋爐采用全自動燃燒器和自動監控系統，可實現輸出參數的精確控制，確保鍋爐安全運行的同時，大大減少了鍋爐由于操作人員經驗不足及人為因素造成的低效高耗使用情況。
相變真空爐運行時，鍋殼內部壓力始終低于外界大氣壓，絕無承壓爆炸的危險，運行安全可靠。
2.3使用壽命：
“二合一”采暖爐腐蝕結垢問題嚴重，降低了鍋爐的使用壽命；同時，“二合一”采暖爐火管和煙管結垢快，造成受熱不均，靠近燃燒器2-3m處火管過熱，易發生變形損壞。
小型熱水鍋爐爐膛內采用防腐襯膜技術，大幅度降低鋼材腐蝕速率，使本體維修率降低，使用壽命延長。
相變真空爐爐體內部在真空無氧、無垢的下運行，大大延長鍋爐使用壽命。濕背式回燃式結構，有效保證了燃燒系統的運行壽命。
2.4維護及供熱負荷：
“二合一”采暖爐屬于壓力容器管理范圍，因此每年需要開機檢修，更換附件（更換火嘴、燃燒器、耐火磚；維修煙囪等），而小型熱水鍋爐和相變真空爐的損壞現象很少，維修工作量相對較小。
“二合一”采暖爐和相變真空爐供熱負荷范圍比較大，而小型熱水鍋爐的最高供熱負荷為0.7MW,適用于小型場所。。
3 效益分析
3.1 初對比分析
若以一臺額定熱功率為0.29MW的爐子為例，小型熱水鍋爐、“二合一”采暖爐、相變真空爐主要設備工程投資比較具體情況見下列各表。
通過以上價格比較可以看出，小型熱水鍋爐投資費用最低，比相變真空爐投資費用節省12.1萬元，比“二合一”采暖爐投資節省5.5萬元。
3.2 運行費用對比分析
就小型熱水鍋爐、相變真空爐及“二合一”采暖爐進行效益分析，以0.29MW采暖爐為例：
①耗氣量（天然氣價格為0.99元/立方米估算、濕氣價格為0.54元/立方米估算）
小型熱水鍋爐耗氣量為33Nm3/h，年耗氣量為14.2x104Nm3，一年費用為1.4萬元
相變真空爐耗氣量為32.4Nm3/h，年耗氣量為14x104Nm3，一年費用為1.39萬元
“二合一”采暖爐耗氣量為40Nm3/h，年耗氣量為17.3x104Nm3，一年費用為0.93萬元
②年維護費用
小型熱水鍋爐及相變真空爐均屬于自控程度較高的供熱設備，維修管理工作量很小，相對“二合一”采暖爐而言，每年可節省維修費用0.8萬元。
因此，應用小型熱水鍋爐或相變真空爐可以比二合一采暖爐節省年運行費用0.35萬元。
4認識
1.小型熱水鍋爐較其他供熱設備而言，一次性投入較低，可節約投資。
2.小型熱水鍋爐供熱效果良好，冬季室內溫度均達到20℃～25℃，充分滿足小隊點供熱需求。
3.小型熱水鍋爐自動化程度較高，可以實現無人值守，管理方便。
4.小型熱水鍋爐運行效果平穩，維護工作量小，適合在具備氣源、距離較遠的獨立小隊點推廣應用。
參考文獻：
[1]王鵬. 《小型熱水鍋爐水動力特性研究》. [D]；東北大學2007，4，26-27
[2]解魯生. 《熱水鍋爐及供熱系統探討研究》. 全國供熱行業熱源技術研討會，2004
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