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摘要：通過對常壓鍋爐熱源供熱系統幾種工藝方案的設計實踐比較，提出了吸水側補水膨脹水箱加回水自動啟閉閥的控制方案最佳，以及適應分戶熱計量的動態平衡系統。

關鍵詞：常壓鍋爐供熱減壓水箱補水箱啟閉閥分戶熱計量

1引言

常壓鍋爐即無壓鍋爐。雖然水泵揚升有欠節能之嫌，但由于其造價低，無爆炸危險，安全可靠，使用燃油、燃氣清潔能源，配以先進的自控燃燒技術，無環境污染。被靈活的布置在樓棟或建筑組團內，可樓底、樓頂布置。

其供熱系統的設計關鍵是水循環系統的啟閉運行時鍋爐均應不受壓，同時保持供熱系統的滿水位。在運行和停止時，系統水均應不外溢。

除鍋爐出水口必須置于循環水泵的吸水側外，如何隔開和控制系統水壓對鍋爐的影響和系統保持水位不外溢，采用什么可靠的工藝系統和控制元件，是常壓鍋爐熱源供熱系統優化設計值得探討的問題，筆者經過工程設計實踐，總結如下：

2水循環系統幾種控制方案

2.1回水側減壓水箱加浮球閥或液壓液位控制閥控制。

如圖1所示，該系統見于早期的常壓爐供熱系統，其減壓回水箱為常壓，隔開水壓對鍋爐的影響，浮球閥控制系統啟閉運行和靜水位。由于浮球閥或后來使用的液壓液位控制閥均為浮子控制元件，經短期使用便損壞失控，系統水外溢，啟閉運行最終導致手動閥控制，而不能及時有效的控制啟閉，致使系統失水嚴重，大量補水、熱能浪費，費用增大。又由于減壓回水箱直通大氣，回水旋流撓動性大，溶氧量增大，加劇系統氧腐蝕。

2.2回水側減壓回水箱加電磁閥，電動閥控制

如圖2，為有效控制系統啟閉運行，該常壓爐供熱系統，采用大口徑電磁閥。但該閥啟閉時間要在9~10秒鐘，實際時間還長，每次完成啟閉時仍有水外溢，加之電磁閥的頻繁啟動，閥瓣磨損嚴重，又由于系統水的不潔凈，含有一定顆粒物質，啟閉時有卡住的現象，久而久之使用不能持久，最終仍然導致手動閥控制。電動閥的啟閉時間比電磁閥還長，同樣存在上述問題，經使用亦達不到預想的效果，最終不能被采用。

2.3吸水側常壓補水膨脹水箱加回水自動啟閉閥控制。

如圖3所示，該常壓爐供熱系統，將補水膨脹水箱置于鍋爐出口與循環水泵吸水口側，呈低位布置，箱低與出水管之間距離至少應≥500mm，鍋爐與水箱相通呈常壓。系統啟閉采用回水自動啟閉閥控制（專利產品）[1]，該閥利用水泵出口較大壓力的水力傳動管將閥瓣打開，鍋爐進出水量平衡，補水箱水不外溢，鍋爐不承壓，水泵停止時，水力管無壓即行關閉。由此啟閉迅速、靈敏使用持久。由于水箱補水管置于水泵吸水口側，系統缺水及時得到補充，安裝高度水頭有效防止水泵汽蝕。由于回水不再直接通過水箱，系統溶氧量減少，減緩系統腐蝕。

2.4樓頂布置、吸水側常壓補水箱、回水流量調節閥控制

上述常壓鍋爐熱源供熱系統均為樓底布置，存在循環水泵揚升，電能消耗較大的缺點。如圖4所示，該常壓鍋爐熱源供熱系統樓頂布置，耗電小。水泵吸水側補水箱和鍋爐出水管呈常，且安裝高度必須覆蓋熱源系統高度，保護機組系統滿水位安全運行，回水設流量調節閥，此時只須調節流量平衡，不再考慮低位布置時的靜水位持壓問題。省去保持和控制系統靜水位的控制元件，不再擔心水系統壓力對鍋爐的影響。由于熱源系統高位布置，水泵揚升在等壓面以上，幾乎很小，電能消耗小。此系統是常壓鍋爐較理想的供熱系統。

2.5適應分戶熱計量的常壓爐單級泵一、二次水供熱動態平衡系統[3]。

如圖5所示，系統啟閉控制仍如本文“2.3”所述。

實現分戶熱計量時，供熱系統由靜態系統轉變為動態系統，即由定流量轉變為變流量或定流量和變流量的混合系統。此時如果某些用戶關閉或調節都將影響系統流量和壓差發生變化。此系統采用旁通式自力式壓差控制閥[2]，該閥在額定壓差范圍內閥塞為關閉狀態，工作壓差一旦超過額定壓差，自動閥塞開啟，自動調節開度，在壓差的作用下保證控制壓差不變。起到恒定熱源系統流量，支持用戶系統變流量運行。該系統為單級泵系統的一、二次水系統，適合小型熱源處調節二次水的變流量運行。

該系統配套使用氣候補償器[3]，根據室外氣溫變化而改變供水溫度。保證熱源輸出熱量等于用戶實際用熱量，達到節能的目的，其系統效果更佳。

3結論

3.1經上述幾種常壓爐供熱系統的實踐分析，吸水側常壓補水膨脹水箱加回水自動啟閉閥控制的常壓爐供熱系統，使用運行效果最好。優越于回水側減壓水箱加浮子控制元件或電磁閥，電動閥控制系統。系統簡潔，啟閉迅速靈敏，保持水位、溶氧量少，運行安全可靠。

3.2單級泵的一、二次水供熱動態平衡系統，適合于常壓爐這種小型熱源處調節二次水的變流量運行，配套使用氣候補償器隨室外氣溫變化隨時改變供水溫度，更具節能效果。該系統也適合于常壓爐供熱系統的改造。

3.3應該指出，常壓爐如低位布置，循環水揚升，耗能比閉式系統大，不節能。但在目前常壓爐的生產和使用還占有一定市場的客觀條件下，設計、使用時應注意最佳工藝方案的選擇，使常壓爐供熱系統發揮出更好的效果。

參考文獻：

[1]陜西省陽泉市勤工機械廠，回水自動啟閉閥（專利號：ZL93206695x）

[2]河北平衡閥門制造有限公司，ZTY47系列自力式壓差控制閥，旁通式（C）樣本，（專利號：01267873.2）

[3]DBJ01-605-2000北京市標準《新建集中供暖住宅分戶熱計量設計技術規程》