热水锅炉洗浴系统集中供热水在企业职工浴池的应用

王俊鹏　李芳

【摘 要】热水锅炉洗浴系统根据天然气常压热水锅炉及企业职工浴池的运行模式，通过自控系统调节，选取换热式恒温恒压供水。论文实例分析了热水锅炉在企业中运用的经济效益及发展前景。

【Abstract】According to the operation mode of natural gas pressure hot water boiler and enterprise staff bath， the hot water boiler bath system through the automatic control system adjustment， chooses the heat exchange type constant temperature and constant pressure water supply. The economic benefit and development prospect of the hot water boiler in the enterprise are analyzed by an example.

【关键词】常压热水锅炉 ；恒温； 恒压； 分段供应

【Keywords】constant pressure hot water boiler； constant temperature； constant pressure； subsection supply

【中图分类号】TK229.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）03-0162-02

1 常压燃气热水炉的选型

天然气常压热水锅炉现大致分为冷凝、非冷凝两大类。其中冷凝热水锅炉根据其特殊的结构形式，大多选用铸铝、不锈钢、硅镁合金等耐腐蚀金属，主要特点是节能、排放烟气温度低、氮氧化合物排放低。非冷凝热水锅炉材质主要分为钢制、铸铁两种，因为铸铁材质的锅炉耐腐蚀性、热传导性都要优于钢制，导致其寿命、热效率要远远大于钢制热水锅炉。

此次厂内浴池系统集中供热水配套热水锅炉的选择，在环保方面，非冷凝锅炉氮氧化合物排放指标也能满足国家、地区锅炉排烟要求。经济性方面，冷凝相较于非冷凝節能效果更好。冷凝锅炉较非冷凝铸铁锅炉使用寿命更短，设备投资更高。所以从环保性、经济性综合考量铸铁常压锅炉是最佳选择。

2 企业浴池运行情况

分公司内部，拥有在职员工1400人，其中800人为长白班员工，集中在下午16：00～17：00进行洗澡，其余600人为倒班人员，分两批次于晚上20：00～20：30和早上8：00～8：30进行洗澡，设计喷头数量由峰值洗浴人数，按照标准人数与喷头数量3：1的原则，浴池共计按照267个喷头。洗浴期间，浴池供应恒温40℃热水，单个喷头热水用水参考最大定额6L/min。持续供应1个小时，设计热水峰值时用水量为96m3，热水水箱容积设计为120m3。采用热水锅炉机组与换热器联合使用的热水系统。

2.1 常压热水锅炉系统的设计

热水锅炉选型，参考峰值用水量进行计算，峰值用水量96m3，用水温度40℃，给水温度15℃。加热所需热量计算Q1：

Q1=cm△T=4.2×103J/（Kg·K）×96×103Kg×[（40+273）-（15+273）]K=1.008×1010J=1.008×107KJ

本系统采用热水锅炉热水自循环系统，锅炉产出热水作为换热器热源进入换热器，换热深井水。换热后返回锅炉重新加热。常规热水锅炉出水温度95℃，换热返回水温75℃。一般0.7MW热水锅炉在返回75℃水的情况下，每小时可以产生20吨95℃热水，0.7MW每小时可以产出的热量Q2：

Q2=cm△T=4.2×103J/（Kg·K）×20×103Kg×[（95+273）-（75+273）]K=1.68×109J=1.68×106KJ

分公司计划每天的锅炉启动时间为1.5h，所以通过Q1/Q2比对，分公司计划采购一台2.8MW常压热水锅炉，产出热水通过换热的形式加热淋浴水，锅炉内部给水采取自循环模式，通过换热器换热后返回锅炉，淋浴水水箱设置容积120m3，有效容积100m3。

2.2 淋浴水换热系统的设计

热负荷计算公式：

Q=cm△t=4.2×103J/（Kg·K）×96×103Kg×[（40+273）-（15+273）]K=1.008×1010J=1.008×107KJ

折合2.41×106Kcal

板式换热器面积计算公式A=Q/K·△tm

（一般水水换热K取20002000Kcal/㎡·℃）

A=Q/K·△tm=2.41×106Kcal/2000Kcal/m2·℃·11.82℃= 101.95㎡

由于计算所需换热面积过大，不利于换热器的选型。同时，锅炉水循环系统属于自循环系统，热量散失较低。故系统采用循环加热模式，产出热水与水箱冷淋浴水之间进行反复换热，以淋浴水温度控制换热循环水泵。淋浴水加热至设定温度后，循环水泵停机。为了将换热时间控制在1.5h左右，最终通过计算选取3台M8H-MFDD-1.16型板式换热器，有效换热面积14.7m2。系统选择两用一备运行模式运行。

2.3 水循环系统设计

洗浴系统为了降低锅炉软化水费用投入，采用锅炉水自循环模式，锅炉产出热水仅作为换热器热源用于换热。换热后，返回锅炉，继续进行加热。如此反复进行循环。而淋浴系统采用单独给水管路供给，直接注入锅炉120m3水箱，再通过换热循环水泵打至换热器进行加热。加热后返回水箱。温度达到预设温度后，联锁锅炉、换热循环水泵停机。

2.4 淋浴水定温供给系统设计

浴池锅炉司炉人员在每日8：30将水箱补水电动调节阀打开，水箱设就地磁翻板液位计一台，差压液位计一台。其中差压液位计反馈液位4～20mA电流信号，控制电动调节阀关闭，当注入给水达到设定液位后，自动反馈关闭信号，关闭给水调节阀，停止补水。

水箱补水完成后，每日12：30开启锅炉，同时一并开启淋浴系统换热器循环水泵，进行水箱淋浴水加热，加热时间一般控制在1.5h左右，水箱同时设置温度传感器，当温度达到预设40℃时，联锁关闭锅炉与换热器循环水泵，完成水箱加热[1]。

厂内安排洗浴时间为16：00，可提前5min开启淋浴水循环水泵，将淋浴水管路中低温水循环至水箱，淋浴水循环管路设计为环状模式供给，管路末端设置压力传感器，反馈信号给淋浴水循环水泵，用以调节淋浴水循环水泵频率，以达到恒定供水压力的作用。

3 系统经济性分析

分公司所采用的淋浴水供给系统，在夏季环境温度高时，产出恒温淋浴水，在水箱中可以放置超过24h不需要重复加热，但是由于高温水易滋生细菌，所以不建议存放时间过长。在冬季时，则放置时间不建议超过12h，经过分公司长期使用经验，12h水箱温降一般在1～3℃，在洗浴人员数量较少时，可以根据需要，为水箱补水。以免造成过多的热量散失。系统设备设施投入费用明细如下：

4 施工安装设计要点

常压燃气热水锅炉由于体积小，锅炉本体可在锅炉公司进行组装工作，整体运输至现场后，再进行锅炉炉皮及附属设备设施的安装工作，为了便于日后维护检修工作，水泵一般选择一用一备模式。为了保证淋浴水供给恒温供给，水箱设置三组温度传感系统，安装在水箱自下至上1m、1.5m以及2m高度，温度反馈为三者平均值，以确保淋浴水温度可靠性。

从实践效果来看，与燃煤锅炉、用电加热方式相比较，燃气锅炉可以在有效控制污染物排放的同时，最大程度降低系统的运行费用投入，不仅能很快收回投资成本，从长远角度看，也为企业带来不小的经济效益。

【参考文献】

【1】朱红卫. 高校公共浴室太阳能生活热水系统设计[J]. 中国住宅设施， 2011（7）：25-30.