高大空间热辐射采暖解决方案

王广军（哈尔滨电气动力装备有限公司,哈尔滨 150066）

高大空间热辐射采暖解决方案

王广军
（哈尔滨电气动力装备有限公司,哈尔滨 150066）

针对天然气热辐射供暖系统的特点进行了归纳，简述了与传统采暖形式的比较优势。以某一高大空间工业厂房举例说明，详细叙述了施工工艺流程及施工操作要点，对各种建筑物采用新型采暖系统具有借鉴意义。

高大空间建筑；燃气辐射采暖；工艺流程；安全

对于高大的工业厂房和某些大空间的工业建筑，其维护结构冷风渗透和入侵导致热量损失较大，如果全部采用铸铁热水散热器采暖，不仅散热器数量较多，采暖效果也不好。热风采暖效果也不好，也是一种对流采暖，且车间管道较多，如果采用热辐射采暖，能够较好的满足使用要求。

1 燃气热辐射供暖的工作原理及流程

燃气热辐射供暖是利用天然气、液化石油气，在特殊的燃烧装置—辐射管内燃烧，将燃气的化学能转变成高温热能，再经辐射管辐射出一定波长的红外线进行供暖的设备，辐射管表面的工作温度大约在180℃-550℃之间，所产生的红外线波长在3.5-5.5微米之间，这个波段的红外线具有很好的非色散性，能量集中，热效应显著。

燃气辐射供暖系统具有先进的自控和反馈体系，当电源接通后，引风机首先启动，对辐射管进行15秒钟的抽吸清扫，使辐射管内产生一定的负压（此时燃烧器控制箱上的黄灯和红灯会同时亮起）。燃烧器空气入口处设定负压值为50-90Pa，燃烧所需的空气从燃烧器侧的空气入口进入系统。主机箱内设有负压检测和变送系统，一旦检测出负压达到设定值后，即通过负压变送系统将负压信号转换为电信号传送到微电脑控制盒，微电脑控制盒再通知点火装置点火，同时通知进气电磁阀开启，燃气进入燃烧器开始燃烧。

在正常工作状态下，黄灯亮、红灯熄灭。如果点火不成功，此时燃烧器控制箱上的黄灯和红灯一直亮，火焰检测系统检测不到火焰，系统即切断燃气进气电磁阀。延迟一段时间后，系统又开始新一轮点火程序。

如果第二次点火仍不成功，系统再次停止。此时，只有在电源被切断并在几秒钟后重新接通的情况下，才能重新点火。如果在工作过程中，负压检测系统检测不到规定的负压值或者检测不到火焰，系统自动切断电磁阀，这充分保证了系统的安全性和可靠性。

2 设计方案

下面以我公司提出的高大工业厂房供暖参数为依据，对生产车间进行辐射采暖设计。

2.1 原始数据

工程建设地点：黑龙江省哈尔滨市；采暖室外计算温度：-26℃；冬季最低日平均温度：-29.8℃；燃气种类：天然气；采暖温度：14℃；燃气价格( 暂定)：3.80元/Nm³；电价( 暂定)：0.80元/kwh；空间垂直高度：28.5米。

2.2 供暖器的数量计算及布置

根据法国燃气供暖工业公司的计算方法，供暖器的安装数量n按下式计算：n=Qε/q

ε-与辐射器安装高度有关的附加系数

Q-建筑物的计算辐射采暖总耗热量，

q-单台供暖器的有效供热量，标准的有效供热量为45kw/台

所以要考虑ε，是因为空气中有三原子气体存在，红外线在向下传播的过程中，三原子气体要吸收辐射能，使得辐射衰减。当设备安装高度在10m以下时，高度附加可忽略不计。对于本项目，设备安装高度设计在6-7m，在进行数量计算时可以不考虑高度附加对热负荷的影响，即：ε=1。

以下为厂房的采暖面积、采暖热负荷、设备选型及数量一览表：

名称　辐射供暖热负荷（Kw）设备型号　设备数量（套）安装方式厂房　1260　燃气辐射供暖器28　施工时暂定

2.3 供暖器的布置和安装方式

辐射供暖器暂时厂房内的区域平均布置，也可根据用户的最终工艺需要进行调整。

2.4 温度控制区域的划分

根据要求，系统可分区域进行温度控制。本方案暂将厂房分为4个采暖控制区域；每个区域设一套独立的控制温度系统，可根据需要设置采暖温度和采暖时间。

2.5 燃气供应及室内天然气管道系统

燃气供应采用中压供气，在每台供暖器前设二次减压阀，保证进入设备的燃气压力稳定，且不低于允许工作压力。这是由调压器的特性决定的，调压器具有阀后压力不随阀前压的波动而变化的特性。由室外燃气管网来的天然气（P=0.03-0.035MPa），经室内燃气管网送至各设备，经各设备前的二次减压阀减至2000Pa，这样还有利于减小室内燃气管径，降低室内燃气

为保证系统的可靠，在进户总管上设燃气紧急切断阀，当室内供气干管或支管发生泄露，可自动切断气源。

2.6 尾气的排放

燃气辐射供暖系统的尾气排放有以下列三种方式：

（1）无烟道，直接排至室内通风口，通过室内的通风换气排至室外。

（2）每台设备有单独的烟道，由屋顶或侧面出墙，排至室外。（3）多台设备的燃烧产物通过一个总管，由真空风机从屋顶或侧面出墙排至室外。

3 结论

燃气红外线辐射采暖系统可用于建筑物室内全面采暖、局部采暖和室外工作地点的采暖。目前，在许多发达国家已有多种新型的燃气采暖设备，具有高效节能、舒适卫生、运行费用低等特点。该采暖方式尤其适用于有高大空间的建筑物采暖。随着我国石油工业的发展，油气田的开发和利用，这种采暖方式的应用在不断增加。实践证明，在燃气供应许可时，采用红外线辐射采暖系统，从技术上和经济上都具有一定的优越性。

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[3]艾利兵，白林军，李吉. 燃气红外线辐射采暖在青海油田油管厂的应用研究[J].工程建设与设计，2013(06).

王广军（1976-），男，工程硕士，工程师。