发布于:2007-06-30 11:45:30
来自:暖通空调/暖通制冷设备选型
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锅炉的工作过程:
锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水,使水达到所需要的温度(热水)或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”(即锅炉本体水压部分)、“炉”(即燃烧设备部分)、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行,水进入锅炉以后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热,一个放热,是密切联系的一个整体设备。
锅炉在运行中由于水的循环流动,不断地将受热面吸收的热量全部带走,不仅使水升温或汽化成蒸汽,而且使受热面得到良好的冷却,从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。
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只看楼主 我来说两句在中国, 供暖锅炉长期以来一直沿用的是燃煤锅炉,只是在最近几年,由于环保问题,一些小型燃煤锅炉不予审批,才使得燃油、燃气锅炉相继应用到供暖领域中。所以在国内还没有比较成熟的专为供暖而设计的燃油、燃气锅炉, 多半采用传统的洗浴锅炉来代替。其实,在国外供暖锅炉需要严格按照质量保证体系来完成的,从材质结构到使用寿命,从运行成本到日后维修都对采暖锅炉的制造有其特殊的要求。
锅炉从结构材质上分为钢制和铸铁两种。采暖锅炉要求使用寿命相对较长,一般选择铸铁结构;其设计使用寿命和建筑物大体相等。我国大型锅炉制造厂家一般采用钢制结构,材质选用20G钢板;其设计使用寿命在10-15年左右,小型的锅炉生产厂,为了压缩生产成本,多半采用普碳钢板, 这种材质的锅炉,通常只能使用5-10年。
从这一点上看,最好选择铸铁锅炉,如选择钢制锅炉也要选择大型生产厂家或合资企业制造的锅炉为宜。
采暖的运行成本是选择锅炉的重要因素。一座近10万平米建筑,其一年的运行费用应该在200万左右;远远超过了锅炉本身的价格。如何降低运行费用,是每个锅炉厂家都在研究的重大课题;但是采暖锅炉的运行成本不是简单的一个数学算式就可推导出来的, 锅炉的热效率也不是节能的关键所在。
下面,我们列举几组实际应用的例子,来分析一下。
1、 采用开发区管道燃气做燃料的两家用户:
用户名称 开发区燃气总公司 大连华盈服装
供热面积 6000M2采暖 9000 M2采暖
采暖方式 采用重庆产1.5T/H燃气锅炉1台 采用美国博恩汉模块组合锅炉4台(发热量相当于1T/H锅炉)
运行时间 3个采暖季 2003年1月17日开始运行
年运行成本 28元/M2 2003年9万元/73天,17元/M2;
2004年10元/M2
备注 间歇式运行 2002年末工厂及办公楼冬季竣工,为烘干建筑物头两周24小时连续供暖。2004年,生产车间有蒸汽,可辅助采暖
2、高举架厂房采暖:
用户名称 大连富士客车空调有限公司 派思燃气设备有限公司
工程描述 7100 M2辅跨式建筑采暖 4300 M2办公楼与厂房采暖
采暖方式 采用美国博恩汉模块组合锅炉4台;散热形式为风机盘管 采用美国博恩汉模块组合锅炉4台;散热形式为地热
运行时间 1个采暖季 1个采暖季
年运行成本 14.1元/M2 9.43元/M2
从上面两组工程实例可以看出,选择模块组合锅炉效果要好一些为什么呢,从直观意义上讲,冬季气温总是在变化的,供暖热负荷也随时在变化,用一种不变量的锅炉带动一个可变量的系统,就很容易造成能源的浪费。特别是大连地区,气候属于季风性与海洋性交替气候,经常出现冷几天暖几天的天气现象,单体锅炉无法随时调整其自身出力,来维持热需求与热供给之间的平衡。而模块组合锅炉,通过分级启动的工作原理,就完全可以满足这一供热要求。
以下是具体原因分析:
1、采暖期内,热负荷主要受以下几个方面的影响:一是供暖期间内每一天环境温度是变化的;二是同一天内白天与夜间也有较大的差异;三是每一个采暖季室外气温也不同。在设计单体锅炉时, 设计人员必须要以最低室外温度做为设计依据, 从而满足天气最冷时能够提供充足的采暖热量。依据大连市气象局提供的冬季室外温度变化曲线,气温最低点的天数只有2周左右, 而且不是一天中24小时的室外温度都在最低点。 当室外温度高于最低点时, 单体锅炉所提供的热量就会高于实际所需要的热量, 造成能源的浪费,这一点是与锅炉的热效率无关的, 即使有再高的热效率的锅炉, 这种浪费也是存在的。 单体锅炉解决这个问题的方法是调节燃烧机的火焰大小, 使锅炉提供的热量减小, 避免燃气的浪费。 而锅炉的设计热效率应该是在满负荷条件才能实现,当燃烧机火焰下降时, 单体锅炉的热效率也随之下降,从而导致锅炉的年燃料利用率远远低于锅炉的初始设计。 实测结果表明,热效率下降12%。
多台模块锅炉供暖时不存在热效率降低的问题。这是由模块锅炉本身特点决定的, 模块锅炉在控制器的联机模式下, 可以实现多台锅炉联控, 通过室外温度信号输入, 分级启动模块台数。 当室外温度每降低1℃, 锅炉的供水温度自动升高1.8℃, 以确保室内温度在20℃左右设定值。也就是说,模块锅炉的供热能力是可变的;而且供热的误差系数为1/N,(N表示模块台数)。从而保证锅炉的每时每刻出力都能恰好与建筑物的实际需热量保持平衡, 达到舒适节能的效果。每台模块锅炉在接到电脑指令后,都能处于满负荷工作状态,使锅炉始终处于高效率状态下运行。
2、除了热负荷波动使锅炉年燃料利用率下降外, 我们在进行能量方面的评价时, 还需要考虑排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、辐射损失、准备热损失等。
“排烟热损失”和“准备热损失”,我们通过对美国供暖系统设计手册的研究, 可以通过坐标曲线图表示锅炉热功率与锅炉损耗值的关系。 废气耗损一般不随锅炉功率的变化而变化。 这一事实是基于锅炉满负荷的情况。 如果锅炉处于变负荷时,这一结论不成立。 准备耗损随锅炉的增大而增大。
从工程实例中我们知道总供热量为1800万Kcal/H, 折算成KW为21MW。 在这一点上准备损耗是废气损耗的0.7倍。 一般锅炉排烟热损失为10%,部分负荷下降时,年热损失达到了25%。准备热损失即为10%×0.7=7%。
3、单体大锅炉在低负荷下运行时,除了烟气,炉膛里的热量也会从烟道中不断散失,而作为模块组合锅炉, 每个模块都配有一个通风调节器, 只有在模块锅炉工作时, 通风调节器才会打开, 这样就避免了待机状态下,模块炉体内的残余热量散失。在这一环节上,模块锅炉要比单台锅炉节省2%的燃料费用。
4、固定点式调节的大锅炉,为了适应热负荷的变化,不可避免地要频繁启停。长时间的吹扫,都会带走炉膛内大量热量, 使锅炉的实际效率降低。分段调节的锅炉,风气配比需要有一个过渡阶段。会使燃料燃烧不完全。热损失自然增加。检测结果表明 化学不完全燃烧热损失将会由设计数值的0.5%提高至5%。
5、大气式燃烧方式与鼓风式燃烧方式相比, 还有一个重要的区别是不需要电能。 如果将电能折算成热量。 单体锅炉比模块锅炉热效率将低2%。
6、单体大锅炉也有自控系统, 其主要是针对燃烧系统设置的, 而不能对整个采暖系统的各种情况做出分析和控制。 对于室外热负荷的变动, 只能采用人工调节的方法。当室内温度被盲目升高1℃时燃料将多消耗5%左右。 利用泰克玛电脑控制的模块锅炉,房间温度偏差为±0.5℃。这一环节,使系统效率又提高2.6%。
通过上述六点,组合模块锅炉与单体大锅炉相比,节能30%。
另外,对同一工况而言,运行费用的高低除受供暖的锅炉的影响,散热方式和保温情况也是不可不考虑的方面。
最后,关于维修情况。任何设备都需要维修;大型单体锅炉在运行过程中发生故障时,需要及时抢修,否则会以为天气原因冻坏管路及附属设备,甚至会影响正常工作和生活。即使放水,也会带来不必要的浪费。而由多台模块组成的供热系统,如果其中某台出现故障,只需要对单台模块进行检修,其他模块照常工作,不影响整个系统正常供暖。
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