浅谈常压锅炉供暖节能调节下的特点及安全运行

田玉春

【摘 要】针对常压锅炉供暖系统电能浪费的严重的问题，提供了高层建筑顶层锅炉设常压向下供暖方式，可使水泵不必“扬升”供暖，节省电能消耗。

【关键词】常压锅炉；供暖调节；节能；特点及安全运行

我国常压锅炉的使用，设计七十年代中期从改造小型有压锅炉开始的，后经有关技术人员的逐步完善，已经定型生产，由于制造厂家不受压力容器制造许可证制度的限制，近年来，常压锅炉得到较快的发展。由于其供暖系统多为水泵“扬升”供暖，造成供暖水泵扬程增大，电耗增加，其数值约为有压锅炉系统的2～7倍，建筑物越高，该值越大。这一致命缺点已经引起业内人士的重视。

1.常压锅炉的主要特点及问题

常压锅炉即无压锅炉。虽然水泵扬升有欠节能之嫌，但由于其造价低，无爆炸危险，安全可靠，使用燃油、燃气清洁能源，配以先进的自控燃烧技术，无环境污染。被灵活的布置在楼栋或建筑组团内，可楼底、楼顶布置。其供热系统的设计关键是水循环系统的启闭运行时锅炉均应不受压，同时保持供热系统的满水位。在运行和停止时，系统水均应不外溢。

常压锅炉是指顶部与大气相通，在大气压力下工作的热水锅炉，实际上是一个开式热水器。为了使锅炉保持常压运行，供暖系统中的“循环水泵”设于供水干管上。

“循环水泵”将锅炉内热水抽送到用户采暖系统最高点后，其回水靠重力和供水余压返回锅筒，为防止停泵时用户倒空，回水管设自动启闭阀5，以便停泵时及时将锅炉和系统的水连通切断。靠回水阻力调节阀6设定阻力，使供水管和回水管内的水流量保持平衡，从而使高位水箱和锅炉水面处于正常位置。由于常压锅炉系统的水泵只起“扬升”作用，并不起循环作用，应称为供暖给水泵，以区别有压锅炉的“循环水泵”，“扬升”作用，并不起循环作用，应成为供暖给水泵，以区别有压锅炉的“循环水泵”。为此造成水泵杨程增大，电能消耗约为有压锅炉供暖系统的2 7倍，建筑物越高，数值越大。这一致命缺点应该引起本专业工作者足够的重视，不宜盲目推荐使用常压锅炉。此外，常压锅炉供暖系统还有两个主要问题要考虑：（1）回水处的两个阀门5、6，不仅使系统投资加大，也使系统运行可靠性降低；（2）水泵吸入口处水温高，易发生汽化现象。

2.减少供暖给水泵杨程的供暖方式

既然常压锅炉系统严重浪费电能是由于水泵扬程要承担系统高度静水压力引起的，那么，在特殊情况下，我们可以改变常压锅炉的布置位置，达到减少供暖给水泵杨程，降低水泵电能消耗的目的。

如将常压锅炉设在高层建筑顶层向下供暖，这个问题就可以得到解决，笔者在工程设计中曾做过几例高层建筑顶层锅炉房，采用常压锅炉向下供暖方式。如某工程20层建筑，建筑物总高度72.8m，建筑面积3.27im2，建设于繁华的城市商业区。由于环保的要求，不能采用燃煤锅炉，该地区煤气气源充足，采用燃气锅炉较为适宜。因为燃气锅炉要求的防爆泄压面积不够，底层又是商业用房，又因为城市煤气密度小于空气密度，燃气锅炉不能设于地下室，所以将锅炉房设于顶层较为适宜（必须经消防审批部门同意），而常压锅炉较有压锅炉自重轻，可减轻荷载，于是采用常压锅炉向下供暖。

该工程选用供热量为1.4Mw的全自动燃气常压锅炉3台，作为采暖、通风和生活热水的热源，其电动机功率每台4KW，供暖系统竖直向下为一个区，分上下两个大环路，每10层为1环，选热水采暖循环泵大小各2台，以适应冬夏季负荷的变化，其参数如下：

（1）Q=100m3/h，H=20m，n=2900r/rain，N=11km，2台

（2）Q=48m3/h，H=20m，n=2900r/minN=7.5Km，2台

膨胀水箱设于锅炉房内系统最高点70.5m处，其上部开口通大气，底部与锅筒相联，即可向系统补水，又可容纳系统水加热后的膨胀水量，还具有排放空气的功能，散热器选用耐高压的铸铁散热器（工作压力1MPa），在分水器每环出水管上设阻力调节阀，以平衡各层环路之间的阻力。由于水泵与水箱布置受高差的限制，为安全起见，供热水温度宜选定为90～C，以防止水泵吸水口处发生汽化，也有利于减少锅炉上透气管水汽蒸发带走的热能损耗。

3.常压锅炉向下供暖方式的特点

常压炉向下供暖系统定压点设在锅炉进水处，定压点压力为0.045MPa，因为向下供暖，水泵停止运行时，不会出现向上供暖系统方式回水管中水涌人锅炉，不能保证水箱水面的现象，所以回水不必设阻力调节阀和自动启闭阀，简化系统，节省投资，提高了系统运行的可靠性。膨胀水箱设于锅炉问，不必另设水箱间，既方便管理，又节省费用。锅炉为常压运行，因向下供暖其水泵作用与有压锅炉系统的循环水泵无区别，即水泵只克服供暖系统的总阻力，而与建筑物高度无关，克服了水泵“扬升”供暖使水泵扬程增大的缺点，减少了电能消耗。

4.高层建筑顶层锅炉房向下供暖方式的特点

既然常压锅炉严重浪费电能是由于水泵要承担系统高度的静水压力“扬升”供暖引起的，那么特殊情况下，在高层建筑顶层设常压锅炉向下供暖，能否达到减小水泵扬程，降低水泵电能消耗的目的？

常压锅炉向下供暖系统定压点为E点，无论系统运行，还是停止运行，该点静水压力不变（0.045Mpa）.因为向下供暖，当停泵时，不会出现向上供暖系统的回水管中水涌入锅炉，不能保证水箱水面的现象，所以回水不必设阻力调节阀和自动启闭阀，简化系统，节省投资，提高了系统运行的可靠性。膨胀水箱设于锅炉间，不必另设水箱间，即方便管理，又节省费用。

锅炉为常压运行，因向下供暖其水泵作用与有压锅炉系统的循环水泵无区别，即水泵只克服沿途供、回水管系统的总阻力，而与建筑物高度无关，在此系统中可称为循环水泵。

因此，常压锅炉设于建筑物顶层向下供暖系统既有常压锅炉“目前可不进行监检，节省钢材、节省投资”的优点，又使循环水泵不必“扬升”供暖，减少了电能消耗。

5.结论

常压锅炉水泵“扬升”供暖系统不仅浪费电能，也使系统复杂，降低了系统运行的可靠性，建议不采用；常压锅炉设于高层建筑顶层锅炉房向下供暖方式可减小供暖水泵扬程，降低电能消耗，也增加了系统运行的可靠性，建议采用。

（1）常压锅炉用于向上供暖系统使水泵“扬升”供暖，浪费电能严重，也使系统复杂，降低了运行的可靠性。

（2）有条件设在建筑物顶层常压锅炉，其向下供暖系统可以克服以上的缺点，降低水泵扬程，减少电能消耗，有利于节能。也增加了系统运行的可靠性。

（3）常压锅炉出水温度定为90℃较为适宜，即便与水泵的布置，防止水泵吸水口处汽化，又可减少透气管水汽蒸发损耗的热能。

（4）常压燃气锅炉燃气有泄露爆炸的可能性，设计时要考虑锅炉泄压面积的问题，同时要考虑燃气轻于空气时，泄漏气体上浮可能引起的危害。

（5）当锅炉房设于顶层时，常压锅炉较有压锅炉自重轻，荷载减轻，节省工程造价。

（6）对设于底层的锅炉房，从节省耗能、简化供暖系统方面考虑，宜选用有压锅炉。 [科]

【参考文献】

[1]俞海斌，褚健，江加猛.链条炉燃烧专家控制系统[J].机电工程，2009，17（2）.

[2]刘雪华.链条炉排锅炉均匀分层燃烧[J].工业锅炉，2005，（6）.

[3]王善武.我国工业锅炉节能潜力分析与建议[J].工业锅炉，2005，（1）.