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高海拔地区使用燃气热水锅炉的注意事项
由于拉萨地处雪域高原,冬季昼夜温差大、海拔高、空气稀薄、气压低、含氧量少,对燃气采暖热水锅炉燃烧工况和热负荷的影响很大。那么,在高海拔地区使用燃气热水锅炉需要哪些的注意事项呢,hjc888黄金城锅炉小编推荐以下文章给予解决。
随着我国人民生活水平的不断提高,城市供暖变成一项基础且必不可少的、事关广大居民安全过冬的一项重要民生工程。自2012年西藏拉萨市供暖工程开工以来,天然气管道入户,燃气采暖热水炉开始走进广大普通藏民家庭。
本文主要是分析和解决普通燃气采暖热水锅炉在高海拔地区使用适应性问题,以此来消除当地气候和环境对燃气采暖热水炉的影响,提出更加经济合理的解决方案,为广大藏民家庭提供安全、合格的产品。
高海拔地区主要以西藏拉萨地区为例,西藏拉萨气候主要特点如下。
西藏拉萨气候主要特点
1高海拔地区对燃气采暖热水炉的影响
在解决方案说明前,我们先简单介绍燃气采暖热水炉的基本原理。目前市场上产品按输出功率分,主要有18kW、24kW、28kW、32kW、36kW;按使用功能分,有采暖卫浴双功能、单采暖、单采暖带储水罐等;其整机的结构主要分为水路系统、燃烧系统、排烟系统、控制系统等,如图1所示。因此解决高海拔对燃气采暖热水炉的影响,也主要围绕以上几大内部结构进行改善。
1.1海拔对燃气采暖热水炉热负荷的影响
海拔高度和大气压力影响燃气采暖热水炉的热负荷,以广州为例,调试的燃气采暖热水炉安装在拉萨地区使用时,热负荷将偏小。通过GB25034-2010可得出对应的海拔高度与燃气采暖热水炉热负荷的关系。
Q—15℃、大气压101.3kPa、干燥状态下的折算热输入的数值,单位为千瓦(kW);
Hi—15℃、101.3kPa基准气低热值的数值,单位为兆焦每标准立方米(MJ/Nm3);
V—试验燃气流量的数值,单位为立方米每小时(m3/h);
Pg—试验时燃气流量计内的燃气压力的数值,单位为千帕(kPa);
Pa—试验时的大气压力数值,单位为千帕(kPa);
tg—试验时燃气流量计内的燃气温度的数值,单位为摄氏度(℃);
d—干试验气的相对密度的数值;
dr—基准气的相对密度的数值;
Ps—在tg时的饱和水蒸气压力的数值,单位为千帕(kPa);
0.622—理想状态下水蒸气相对密度的数值。
根据以上计算公式可得出海拔高度与燃气采暖热水炉热负荷的对应关系,如表3所示。
例如:以迪森公司一款SD24-C4机型燃气采暖热水炉(热效率为91%)为例,为了保证在拉萨地区使用时输出的热负荷为24kW,在广州地区输出的热负荷应调试为28.5953kW。(以下举例均以该机型为例)
为了解决在平原地区调试好的产品可在高海拔地区(拉萨)使用,我们可通过提高喷嘴前的压力或增大喷嘴孔径,甚至增加燃烧器的火排,达到增加燃气流量来消除海拔高度对采暖热水炉热负荷的影响。
按设计计算可得以下燃气流量参数,分别是广州和拉萨两地对比,因此在产品出厂前调试时,产品的输入功率须按拉萨当地的输入功率折算出广州当地的功率参数进行出厂调试。
1.2海拔高度对燃气采暖热炉中燃烧系统的影响
燃气采暖热水炉大部分都采用大气式燃气燃烧系统,燃烧所需要的过剩空气系数一般为1.3~1.8。过剩空气过多,导致热效率降低,过少导致燃烧不充分。海拔高度越高,氧含量越少,高海拔的冬春季氧含量也有差异。如表4所示,过剩空气过少又会影响燃烧系统的烟气指标及燃烧工况,表现主要有以下几方面:
1)氧气不足情况下,烟气指标变差,如CO、NOX增高;
2)氧气不足情况下,影响火焰的稳定性,即火焰高度变长,严重的会导致火焰的外焰烧到主换热器;
3)氧气不足情况下,导致燃烧不充分,主换热器的翅片易产生碳颗粒,影响换热器使用寿命以及堵塞烟气通道。
我们设计的时候采用了以下的解决方案,可以有效改善在氧气不足情况下对燃烧系统的影响:
减少燃烧器的火排出口面流速以及增加火排的数量,可以有效解决燃烧时脱火现象及火焰高度拉长等问题,燃气燃烧更加充分,阀后压力不至于过高。
A燃烧器的火排出口面从槽形孔更改为圆孔加槽形,更加适应高原地区氧气不足情况。由燃烧器的火孔总面积FP公式可知:
式中Fp—火孔总面积(mm2);
Q—燃烧器热负荷(kW);
Hi—燃气低热值(kJ/Nm3);
α'—一次空气系数;
V0—理论空气需要量(Nm3/Nm3);
vp—火孔出口气流速度(Nm/s);
qp—火孔热强度(kW/mm2)。
hic=0.86Kfpqp×103(式2-2)
式中hic—火焰的内锥高度(mm);
fp—一个火孔的面积(mm2);
qp—火孔热强度(kW/mm2);
K—与燃气性质及一次空气系数有关的系数。
式中hoc—火焰的外锥高度(mm);
n—火孔排数;
n1—表示燃气性质对外锥高度影响的系数;
s—表示火孔净距对外锥高度影响的系数。
由式2-1中可知,燃气在充分燃烧的情况下,燃气低热值Hi和理论空气需要量V0是受海拔影响很小,本文不做讨论。燃烧器火排出燃气面从槽形孔更改为圆孔加槽形(如图2所示)。在热负荷一定情况下,燃烧火孔总面积FP增大,qp(火孔热强度)变小,圆孔加槽形结构使得燃气与二次空气混合更加充分。同时通过公式(式2-2和式2-3)可得,火焰的高度将降低,燃气的燃烧更充分,过剩空气减少,使得热效率增大。在满足冬季含氧量少的情况,夏季使用时热效率不至于降低的特点。
B增加大气燃烧器的火排数量:
1)由第1点中可知,高海拔地区对燃气采暖热水炉负荷的影响,燃烧器每排火排设计负荷一般为2kW,共12排火排,以一台24kW燃气采暖热水炉在拉萨地区使用为例,根据表3在平原地区输出的热负荷应调试为28.5953kW,理论上需要增加到14个火排。
2)选用合理燃烧器喷嘴,以提高一次空气的引射能力,使燃气和空气混合燃烧更充分。
我们通过以下喷嘴直径公式进行分析:
式中d—喷嘴直径(mm);
Lg—燃气流量(m3/h);
µ—喷嘴流量系数;
s—燃气的相对密度;
P—喷嘴前燃气压力(Pa)。
以及质量引射系数µ算法如下:
式中µ—质量引射系数;
V0—理论空气需要量;
α'—一次空气系数;
s—燃气的相对密度。
大气式燃烧器的一次空气系数α'通常为0.45~0.75,因为西藏空气中的含量相对少,V0理论空气需要量需要增大,所以燃烧器中质量引射系数µ需要增大,由公式2-4和式2-5可知,在高原上使用的燃烧器喷嘴直径d可以适当减小。
1.3增大风机的排风量,以便提供充分的氧气燃烧
燃气采暖热水炉大都采用强制排烟方式,风机在燃气采暖热水炉中的作用就是将烟气强制排到室外,同时使封闭的燃烧系统产生负压,通过平衡烟道将室外的空气吸入燃烧室以满足燃烧所需,使燃气充分燃烧。从表1可知,高原上(拉萨地区)氧含量大约只有平原地区64.3%,主要有以下两点影响:
其一、在高原上,为了保证燃气采暖热水炉中的燃气充分燃烧,必须增加风机风量Q,可通过增大风机的功率及涡轮;
其二、风压差开关动作参数的影响。
风压差开关的主要功能:用于检测烟管的通畅情况、在烟气超标前关闭设备(即CO浓度大于0.1%)以及风机的运行情况。其原理利用流体力学中的理论设计了文丘里管来采集负压,分别采集排烟管内或空气室负压的压力参数。由于采集的气压受到气压环境的影响,如大气压、环境温度。风压开关属燃烧系统的保护部件,为确保燃烧的安全起到关键的作用,因此其动作必须准确。
1.4高海拔对采暖水路循环系统的影响
在燃气采暖热水炉中,采暖水路循环系统的作用是将采暖水加热,并使其在采暖系统中循环。其核心部件就是循环水泵,其作用是提供热水在采暖系统中的循环动力。在西藏拉萨地区对水泵电机温升,水泵电机电晕的换向均有不利影响,因此设计水路系统中水泵功率要满足所需克服的水阻扬程。
1)海拔高,水泵电机温升越大,输出功率小;
2)高压电机在高原使用时要采取防电晕措施。
根据《工业泵选用手册》海拔高原对水泵选择使用时功率降低的关系计算如下:
△NC=[(h-1000)△i-(40-tat)]NC/100
式中△NC—电机轴功率下降值;
h—为当地海拔;
△i=0.01×电机温升极限/100;
F—级电机定子、转子温升极限145℃;
tat—使用地点的最高温度;
NC—水泵计算的轴功率。
1.5环境温度对燃气采暖热水炉的选型
燃气采暖热水炉进行独立采暖,其供热的热负荷必须与室外的传热热负荷达到平衡,这样才能够按用户要求达到舒适温度。建筑物的供暖热负荷,主要取决于通过垂直围护结构(墙、门、窗等)向外传递热量,它与建筑物的平面尺寸和层高有关,因而不是直接取决于建筑面积。用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小。计算详见《采暖空调制冷手册》(机械工业出版社,1997.10)。我们可以用以下公式就能计算出需要供暖热负荷的大小。
Q(取暖)=q(单位面积热负荷指标)×S(供暖面积)
其中Q—表示供暖热负荷的大小;
q—代表单位面积热负荷指标;
S—代表供暖面积。
单位面积热负荷指标我们可以估算出所需的热负荷:对北京地区居民取暖q一般取60Kcal/m2•h,而拉萨居民取暖q可取65~70Kcal/m2•h。
最后根据Q数值选用匹配输出热负荷的燃气采暖热水炉功率。
2总结
对高海拔地区开发合适的燃气采暖热水锅炉,需要从整个燃烧系统、排烟系统和采暖水路循环系统上调整,否则会出现回火、烟气超标、热负荷不达标等问题,给消费者带来影响,甚至出现安全隐患等。通过以上针对高海拔燃气采暖热水炉的调整,可以消除高海拔带来不良的影响。西藏拉萨的供暖工程给拉萨居民带来了温暖,同时也给燃气采暖热水炉带来了新的课题。
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浅析热水锅炉自然循环的应用
热水锅炉按照燃料不同可以分为电热水锅炉、燃油热水锅炉、燃气热水锅炉、燃煤热水锅炉等;按照是否承压可以分为常压热水锅炉和承压热水锅炉两种,我们通常所说的“热水锅炉”指的是常压热水锅炉,由于其运行安全,人们洗浴或采暖大都采用了这种常压热水锅炉。 热水锅炉主要有采暖和洗浴两种用途。热水锅炉通过热水循环泵循环保温水箱的热水,周而复始把水箱的热水加热,可以实现洗浴目的;热水锅炉通过热水循环泵循环暖气管道的热水,通过散热器可以达到人们采暖的要求;热水锅炉和热水循环泵配合换热器可以实现洗浴和采暖的双重功能。 热水锅炉是生产热水、用以供热的锅炉。热水锅炉与蒸汽锅炉都以水为工质,两者的最大区别是,后者生产蒸汽,前者生产热水。热水锅炉有低温热水锅炉和高温热水锅炉之分。各国对高温水和低温水有不同的温度分界,我国以120摄氏度为分界温度,亦即出水温度高于120摄氏度的为高温热水锅炉,否则为低温热水锅炉。根据热水在锅内的流动方式,热水锅炉的分类有强制循环式和自然循环式热水锅炉两类。 强制循环热水锅炉一般不装锅筒,而由一些受热的并联排管和集箱组成,热水的循环动力由供热网路的循环水泵提供。这类热水锅炉结构紧凑,钢耗量小,水动力稳定性好。但为了防止水力偏差过大和循环停滞等问题,往往采用较高的管内流速,加之行程又长、阻力系数大,锅炉进水的电耗量就高;同时,因强制循环热水锅炉水容量小,对运行中发生突然停电而中断进水时因炉子的热惰性而使管内热水汽化、造成水击等事故的抵抗能力差。 由于这些原因,自然循环的热水锅炉也得到了应用。自然循环热水锅炉具有锅筒,同时由于热水的密度差小,循环压头低,循环流速低,因而必须采用更大的下降管截面和更高的循环高度。这样,其金属消耗量就增大。
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关于燃气锅炉供暖系统的初调节
供暖系统的调节包括初调节和运行调节两个部分,hjc888黄金城燃气锅炉今天着重介绍初调节操作标准,具体如下。
所谓的初调节是指燃气锅炉供暖系统刚刚投入运行初期,对于供暖系统室外网络管路进行的调节,目的在于使系统内各热用户按所需热负荷大小得到合理的实际流量,以消除室外网路中存在的各热用户之间的水平水力失调。可以说,初调节是对于燃气锅炉室外网络系统各热用户之间的流量合理分配的进一步补充与完善,是对于系统内局部地区管网的平衡调整,是对于燃气锅炉供暖系统“硬件”的调节范畴。
在区域性集中供暖系统中,按照“枝状网”设计的室外网路中客观存在着以热源为中心的“近热、远冷”的热力失调现象。这是由两方面的客观因素决定的。首先,由于供暖距较远,输送管道的散热量增加而供热水温度下降,虽然这种温降在管道具有良好的保温状态下几乎微乎其微,但这种热量损失是客观存在的。其次,随着流动距离的增加,流动阻力造成的压降使供水压力降低,使得近端热用户的实际流量大于远端热用户,造成了严重的远近各热用户的流量不平衡的水平水力失调。实践也充分证明了这种热量损失与水平水力失调造成的“近热、远冷”的热力失调的存在。
如果在燃气锅炉室外网络系统设计中注意到了这种热力失调的客观存在,尤其是水平水力失调,那么在网路系统设计中应该注意合理地选择管路的比摩阻值:近处热用户支干线及进户支线的比摩阻值:近处热用户支干线及进户支线的比摩值要大,而远处的比摩阻值要小,由近至远呈现逐渐下降的趋势,使得实践中的水力失调程度减轻。然而实践中的热力失调程度受到设计、施工及改扩建等多等因素的影响,常常是十分严重地存在着。某些实践中的流量测试例子表明,燃气锅炉近端热用户的实际流量大于额定的设计流量2-3倍,甚至达到4倍,而远端热用户的实际流量不足于额定的设计流量。
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燃气锅炉室外供暖管道架空敷设
燃气锅炉供暖管道的敷设方式可分为架空敷设和地下敷设两种,hjc888黄金城燃气锅炉本节重点介绍架空敷设布置。
室内采暖管道架空敷设
架空敷设燃气锅炉供暖管道不受地下水的侵蚀,因而管道使用寿命长;由于空间畅通,管子走向及坡度易于施行,而且可以安装结构简单、工作可靠的方形补偿器;施工土方量少,造价低;在运行中易于发现管道故障及事故,维修方便,是一种比较经济的运行方式。其缺点是占地空间较多,管道散热损失较大,架设场所不美观。
架空敷设适用于:地下水位较高,年降雨量较大,地质上为湿陷性黄土或腐蚀性土壤或为了地下埋设必须进行大量土石方工程的地区,在寒冷地区不太适用。燃气锅炉架空敷设管道时,对于管道的保湿要求高,以尽可能降低散热损失。管道最外部防潮层应严密,以防雨雪的惨透。
架空敷设管道所用的支架要,按其制成的材料可分为砖砌、毛石砌、钢结构、木质结构及钢筋混凝土等类型。较多的采用的是钢筋混凝土支架。按照支架高度不同,燃气锅炉架空敷设支架分为三种形式:
1.低支架:低支架布置以管道保温层外壳底部与地面的净高度超过300mm即可,是属于经济的敷设类型。较多采用的是钢筋混凝土支架。
2.中支架:净高度约为2.5-4.0m,可在人行道或大车通行的地区布置。
3.高支架:净高度约4.5-6.0m,可在跨越公路或铁路时采用。
对于燃气锅炉架空敷设中支架,可分为3种不同受力性能的型式。
1.刚性支架:柱脚与基础的连接,在管道的径向和轴向都是固定的。支架的刚度大,柱顶位移小,因而所承受的水平推力较大。
2.铰接支架:柱脚与基础的连接,在管道的轴向为铰接,径向为固定,柱顶在轴向的允许位移距离较大,可大大减少水平推力。支架仅承受垂直荷载,支架的断面和基础可缩小。
3.柔性支架:燃气锅炉http://www.lylsqh.com 架空敷设支架下端固定,上端自由,支架沿管道轴向柔性大。柱顶依靠支架本身的柔度,允许有一定的位移,可适应管道的热伸长。
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燃气锅炉低温地板辐射供暖布置
燃气锅炉室内低温地板辐射供暖系统是改革开放以来从国外引进的先进应用技术。这个系统是将一种耐温能好、耐腐蚀性强、不粘附水垢的高强度塑料管直接埋入地板混凝土中,使用不高于60度低温热水流过塑料管释放的热量将混凝土层加热的,被加热的混凝土层地板以低温辐射传热方式加热室内空气的供暖系统。
地板辐射供暖结构
燃气锅炉低温地板辐射供暖系统的总体组成即为分层、分户式供暖系统,在竖立的供、回水总管上并联各层、各户的室内分支环路,但进入室内以后利用燃气锅炉分水器和集水器并联多个加热盘管循环回路。加热盘管并联回路的数目,基本上以一个房间为一组,每组盘管的供暖面积约为15-18平方来确定,应使每一组燃气锅炉加热盘管的几何长度相对均衡,以使各回路流动阻力趋于平衡。每一组盘管与分水器1与集水器2连接处装有阀门,以便于调节各回路流量。分、集水器上均装有排气阀3,以利于系统排气。
燃气锅炉加热盘管在房间地面结构层上先铺设高效保温层,以达到隔热与单向散热的作用。然后将塑料管以双向循环的方式,按一定的管间距L固定在保温层上部,且将两端连接到分、集水器上,经燃气锅炉水压试验合格后在盘管间填充豆石混凝土。保温材料一般采用20-30mm厚度发泡聚苯乙烯板,常用的塑料管管径有15-20mm,豆石混凝土层厚度约为50-60mm.原文件首页:http://www.lylsqh.com
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进口天燃气高层建筑供暖系统
根据有关规定,居住层不小于10层、建筑总高度24米以上的建筑物定义为高层建筑。而进口天燃气锅炉中的高层建筑供暖系统的特点在于:一是因为高层风压与热压较大,建筑物耗热量指标高于低层建筑;二是水的静压力值过高。因此,进口天燃气锅炉供暖系统的形式及与室外网路的连接方式,必须根据楼层的高度、室外网路的压力工况和散热器的承压能力来确定。同时要考虑楼层过高而造成的垂直水力失调整问题。
目前常用高层建筑进口天燃气锅炉供暖系统有分层式供暖系统和单、双管混合式供暖系统。
分层式供暖系统在进口天燃气锅炉垂直方向上分成两个或两个以上独立分系统的供暖系统称为分层式系统。下层系统常与室外网路直接连接,它的高度取决于室外网路的压力状况和散热器的不承压能力。上层系统采用中间装有执业交换器的间接供暖系统。
当高层建筑供暖系统的静压力超过散热器的承压能力,而室外网路的供水温度较低,进口天燃气锅炉且装置热交换器不便或不合理时,常采用双水箱分层式供暖系统。上层系统与外网路直接连接,在供水管装有进水箱3,在回水管上装有回水箱2,利用这两个水箱间的水位高度差进行系统循环。当室外网路的供水压力低于高层建筑静水压力时,可利用安装的供水管路上的加压水泵1给进水箱3供水。该系统实质上利用两个水箱代替了热交换器所起的与室外网路隔绝的作用,因而简化了系统的设施,降低了系统的设施,降低了系统造价。但由于采用开式水箱,空气易进入水中,增加了系统的腐蚀因素。
单、双管混合式供暖系统是把进口天燃气锅炉http://www.lylsqh.com 散热器沿垂直方向分成若干组,每组2-3层,每一组内采用双管系统而各组之间采用单管连接,这就是单、双管混合式供暖系统。这种系统即能防止双管系统中由于层数过多而出现严重的垂直水力失调现象,又可以避免单管系统中散热器的立管管径过大的缺陷,同时各组进口天燃气锅炉散热器呆以进行局部调节。但系统较复杂,安装麻烦,投资费用也比较高。
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热水锅炉各种型号的安全操作规程
热水锅炉,其安全操作规程包括了很多方面,但由于文章篇幅有限,因此今天小编先讲解其中的一部分内容,至于其它的,等以后有时间和机会了,再陆续进行介绍说明,以便让大家更能够逐步牢固掌握,并且不会遗漏任何内容。 下面的内容,小编将分布进行,希望能让大家从中学到一些对自己有用的,斌增加对热水锅炉的了解。 热水锅炉的运行,其主要内容有: (1)热水锅炉在开始使用前,先开启循环泵,等到循环水系统正常后,再提高锅炉的温度,这点要注意了。 (2)锅炉运行时的压力要稳定,不允许超压运行,否则会引发爆炸等事故。 (3)热水锅炉中的安全阀,应每周进行一次检查,主要是进行排放试验,检查其是否正常。 (4)热水锅炉的排污,应在其低负荷情况下进行,并且每个排污点都要进行一次。 (5)热水锅炉运行时,其操作人员不能擅自离开工作岗位,更不能做与工作无关的事情。 (6)当锅炉压火以后,应确保锅炉水温不会回升才行。 (7)锅炉循环水一旦出现汽化现象的话,那么操作人员应立即开启泄放阀,还要进行紧急补水,以确保循环水的正常循环,以防其中断。 (8)各风室如有漏煤、漏灰现象,应及时进行处理,以免影响锅炉的通风。 (9)热水锅炉运行时,不能进行受压元件的检修工作。
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热水锅炉耗电问题
热水锅炉耗电问题,我们用温度控制水泵的启停,在低温的时候尽量不让水泵工作,当达到设定温度之后再启动水泵。 锅炉内壁产生水垢热效率降低是锅炉浪费电的主要原因,建议用磁化或软化的方法将锅炉水进行处理,不仅节能、而且还能延长锅炉的使用寿命。 常压锅炉也称无压热水锅炉,是指锅炉顶部通大气,不承受供热系统的水柱静压力。也就是相当一个”开式热水箱“。循环水泵只能装在热水供水干管上,而且要装止回阀和流量调节阀,所以循环水泵并不起使水循环的作用,而起加压水的作用,实际是加压水泵,这就像给水工程中的冷水加压泵一样.把蓄水池的水抽送到水塔,再靠重力送到用户。 那么热水锅炉有什么有点呢,它的优点便是永无爆炸危险,可不进行监检,不必考虑锅炉房的泄压问题,节省钢材与简化工艺,报废锅炉再用,取消补水泵,停电保护好,经久耐用,节省用户各项投资。
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