一、前言
由于常壓熱水鍋爐開口與大氣相通，鍋爐在運行或停止運行時，水位線處的壓力始終與大氣壓力相同，從根本上消除了爆炸的可能性，而且還具有造價低廉、制造簡單、運行管理方便、經(jīng)濟適用等諸多優(yōu)點，因此在我國特別是北方地區(qū)使用的越來越廣泛。常壓熱水鍋爐與承壓熱水鍋爐在安裝使用方法上有相似之處，但又有本質(zhì)區(qū)別，如安裝使用不當(dāng)，就會帶來不必要的危害，危及系統(tǒng)正常運行，甚至導(dǎo)致鍋爐的損壞或爆炸。以下我就談?wù)剻C械循環(huán)式常壓熱水鍋爐在安裝運行中應(yīng)注意的幾個問題，以供大家參考。
二、常壓熱水鍋爐的鍋爐房系統(tǒng)設(shè)置
2.1機械循環(huán)式供熱系統(tǒng)的設(shè)置
常壓熱水鍋爐供熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和管道的連接方式與承壓鍋爐系統(tǒng)相比，有許多不同之處。其中顯著的區(qū)別是：常壓鍋爐的熱水循環(huán)泵設(shè)在鍋爐的出水側(cè)，即常壓鍋爐出水口與循環(huán)泵入口相連，循環(huán)熱水是從鍋爐中抽出來的，用熱水泵加壓后，經(jīng)管網(wǎng)送往熱用戶，在循環(huán)熱水返回鍋爐房時，應(yīng)先經(jīng)過除污器、阻力調(diào)節(jié)閥和啟閉閥，然后回流至常壓熱水鍋爐。其中除污器與承壓系統(tǒng)相同，
而后兩種閥門為常壓鍋爐機械循環(huán)式供熱系統(tǒng)所特有。其中阻力調(diào)節(jié)閥可采用截止閥、閘閥等，它可以使循環(huán)管路內(nèi)有壓的水在返回常壓狀態(tài)下的鍋爐時，將回水減壓，同時，對運行系統(tǒng)中工況的不斷變化具有調(diào)節(jié)功能。啟閉閥的功能是在循環(huán)泵突然停止運行時，及時切斷管路，防止可能造成的循環(huán)管路被倒空等一系列事故。
在實際應(yīng)用中，供熱系統(tǒng)通常有鍋水直接循環(huán)式和二次水換熱式兩種供熱形式。在我國通常采用鍋水直接循環(huán)方式。它又可分為上供下回式（雙點定壓）和下供上回式（單點定壓）兩種供熱系統(tǒng)。
2.２鍋爐膨脹水箱的設(shè)置
鍋爐膨脹水箱的設(shè)置，對常壓鍋爐幾乎是必不可少的，它既可以吸收鍋水受熱產(chǎn)生的熱膨脹又可以增加鍋爐的水容積，以防止被水泵抽空，還可容納一旦發(fā)生停泵時，啟閉閥關(guān)閉滯后或關(guān)閉不嚴(yán)而流回的循環(huán)熱水。對于鍋筒體積較大的常壓熱水鍋爐，可在鍋筒上部預(yù)留出部分空間，此一空間必須與大氣相通。對一般鍋爐而言，需再設(shè)一與大氣相通的鍋爐膨脹水箱。鍋爐膨脹水箱一般設(shè)在鍋爐的上方，箱體高度常為１米左右，容積一般不超過２m3。
設(shè)置鍋爐膨脹水箱應(yīng)注意以下幾個問題：
① 水箱膨脹空間應(yīng)大于系統(tǒng)水膨脹的凈增量；
② 水箱膨脹空間必須有與大氣相通的通氣口，通氣口直徑不小于100mm，以保證鍋爐在常壓下運行；
③ 為防止鍋爐滿水時熱水外溢，在水箱膨脹空間允許最高水位處設(shè)置溢流管，溢流管應(yīng)接至安全地點。另外為便于監(jiān)視液位，還應(yīng)設(shè)置水位表。
④ 整個熱水循環(huán)系統(tǒng)的補充水可以從鍋爐膨脹水箱補入，幾臺鍋爐可以共用一個鍋爐膨脹水箱。
2.3大氣連通管的設(shè)置
為防止常壓熱水鍋爐承壓使用，系統(tǒng)安裝應(yīng)保證在任何情況下鍋爐本體頂部表壓力為零。因此在常壓鍋爐本體頂部應(yīng)設(shè)置直接通向大氣的大氣連通管，且保證大氣連通管暢通，不得設(shè)置水封。鍋爐的大氣連通管應(yīng)通至安全地點，一般將其通至鍋爐膨脹水箱上方，連通管不得縮徑，高度不得超過2m，其上不得安裝任何閥門，且應(yīng)有防凍措施。
大氣連通管的管路必須足夠大，其管路應(yīng)按照下式計算：
Ｄd＝２０＋８８Q
式中：Ｄd—大氣連通管的當(dāng)量直徑：mm
Ｑ—熱水鍋爐額定熱功率：ＭＷ
常壓熱水鍋爐大氣連通管直徑推薦值
鍋爐額定熱功率（MW大氣連通管直徑（mm）自動啟閉閥的設(shè)置
由于常壓熱水鍋爐相當(dāng)于一個敞口的加熱水箱，且系統(tǒng)循環(huán)水是先于循環(huán)水泵壓頭送入到較高處的熱用戶。當(dāng)正常停泵或由于某些原因突然停泵時，水泵壓頭消失，此時高于鍋爐水位的系統(tǒng)循環(huán)水由于重力壓頭的作用，會倒入鍋爐，甚至由鍋爐膨脹水箱大量溢出。
為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)在鍋爐回水口裝一個自動啟閉閥，當(dāng)循環(huán)水泵運行時，啟閉閥自行開啟，鍋爐與系統(tǒng)相通，系統(tǒng)水循環(huán)流動。一旦停泵，啟閉閥立刻自行關(guān)閉，將鍋爐與系統(tǒng)隔斷，避免系統(tǒng)水流入鍋爐溢出。
2.5循環(huán)水泵的設(shè)置
1) 在常壓熱水鍋爐采暖系統(tǒng)中，循環(huán)水泵設(shè)于鍋爐之后，將鍋爐中熱水抽出后經(jīng)管網(wǎng)送往熱用戶，因此流經(jīng)循環(huán)水泵的水溫度較高，最好采用Ｒ系列熱水泵。
2)在常壓熱水鍋爐供暖系統(tǒng)中，循環(huán)水泵的作用是將鍋爐中的熱水抽送到任意高度的熱用戶，并促使熱水克服系統(tǒng)阻力不斷循環(huán)運行。建筑物越高，提升高度越高，水泵所需揚程就越大。管路的系統(tǒng)阻力加上鍋爐水位與系統(tǒng)最高點之間水的重力壓頭及附加的壓頭裕量即為熱水循環(huán)泵的揚程。
3) 熱水循環(huán)泵所必需的流量的確定方法與承壓鍋爐系統(tǒng)相同。
4) 由于循環(huán)水泵設(shè)在鍋爐出水端，而水泵吸入端為負壓，鍋爐出水溫度較高，易在水泵內(nèi)汽化，產(chǎn)生汽蝕，影響水泵的正常運行。為防止水泵產(chǎn)生汽蝕的可能，鍋爐膨脹水箱液面與水泵軸線之間要有一定的高度差，當(dāng)循環(huán)泵入口至鍋爐膨脹水箱液面之間形成的靜壓值大于循環(huán)泵入口管段管道水流阻力之和時，就不必考慮循環(huán)水泵產(chǎn)生汽蝕的可能。循環(huán)水泵安裝時，其入口中心線與鍋爐最低水位線之間的距離一般不宜小于2米。
5) 熱水循環(huán)泵的臺數(shù)應(yīng)不少于2臺，一臺運行，一臺備用。
三、 鍋爐運行中應(yīng)注意的問題
3.1上水方式
鍋爐與供暖系統(tǒng)的上水應(yīng)分別進行，因常壓熱水鍋爐在其停止運行時，鍋爐與系統(tǒng)是隔斷的。首先將鍋爐上水至鍋爐膨脹水箱的最低水位，然后進行
系統(tǒng)上水。系統(tǒng)上水可利用自來水的上水壓力進行系統(tǒng)充水。如依靠自來水壓力不能將系統(tǒng)注滿時，可利用循環(huán)水泵進行系統(tǒng)充水。具體做法為：將鍋爐回水管入口閥門關(guān)閉，然后開啟循環(huán)水泵，將鍋爐中的水壓入系統(tǒng)，待系統(tǒng)充水完畢，再將鍋爐水位調(diào)整至正常情況。
系統(tǒng)充水的同時應(yīng)注意系統(tǒng)中氣體的排放。
3.2點火前的檢查
常壓鍋爐點火前除應(yīng)對鍋爐各種輔機設(shè)備進行檢查外，還應(yīng)特別注意自動啟閉閥開啟是否靈敏可靠。其檢查方法如下：
首先將鍋爐出入口的閥門打開，開啟循環(huán)水泵，使系統(tǒng)中的水循環(huán)流動，以檢查自動啟閉閥開啟是否靈敏。然后停止循環(huán)水泵運行1-2小時，注意觀察鍋爐的水位。如此間水位變化不大，表明自動啟閉閥關(guān)閉較嚴(yán)密，如停泵后鍋爐水位迅速上升，則表明自動啟閉閥泄漏嚴(yán)重，應(yīng)及時進行修理或更換。
自動啟閉閥失靈或泄露嚴(yán)重時，不能冒然點火運行。
3.3溫度控制
常壓熱水鍋爐水溫過高易造成循環(huán)水泵入口處汽化，影響水泵正常運行。因此應(yīng)對鍋爐出水溫度加以控制，其出水溫度應(yīng)控制在90℃以下。
3.4停爐
常壓熱水鍋爐停爐時，其燃燒設(shè)備的操作與承壓鍋爐相同,但可不受爐水溫度至50℃以下才可停泵這一要求的限制。停爐期間如發(fā)生因汽化而造成嚴(yán)重水擊時，可采用由鍋爐補水管補水，同時由溢流管放水方法降低爐溫，減弱汽化現(xiàn)象。如無汽水沖擊情況，只有少量汽化，可不必進行處理。
如需較長時間停爐，應(yīng)將鍋爐出入水口的閥門關(guān)閉，以防止系統(tǒng)的循環(huán)水倒入鍋爐，形成系統(tǒng)高處倒空現(xiàn)象，影響鍋爐再次啟動。
四、 安裝運行過程中存在的問題與解決方法
4.1水擊問題
在突然停泵時，啟閉閥立即關(guān)閉，系統(tǒng)回水因慣性作用沖向啟閉閥，系統(tǒng)中正在流動的水突然受阻，動壓頭轉(zhuǎn)化為靜壓頭，回水管路壓力急劇升高，產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。強烈的水擊波通過管路迅速傳遞給用戶，有可能會造成散熱器破裂損壞。解決此問題的方法有多種。下面介紹一種常用的方法：
在回水閥入口與循環(huán)水泵出口管路之間并聯(lián)一根旁通管，并在管子上安裝一個止回閥，旁通管一端接在循環(huán)水泵的出口處，一端接在回水管路回水閥入口處，與水泵并聯(lián)。如圖3所示，在系統(tǒng)正常運行時，循環(huán)水泵出口壓力高于系統(tǒng)壓力，止回閥4關(guān)閉。當(dāng)停泵時，回水閥6迅速關(guān)閉，回水系統(tǒng)壓力增大，打開止回閥4泄壓。
4.2帶壓運行問題
鍋爐帶壓運行主要是安裝不合理造成的，有以下幾種情況：
1）循環(huán)水泵位置設(shè)置不對，熱水循環(huán)泵設(shè)在鍋爐的回水側(cè)，即常壓鍋爐回水口與循環(huán)泵入口相連，循環(huán)熱水不是從鍋爐中抽出來的。
2）大氣連通管上加裝閥門、縮徑或彎頭太多。
3）大氣連通管采用水封時，插入水中深度過大。
4）大氣連通管接入鍋爐膨脹水箱上方，但水箱做成了密閉式或水箱通大氣開口的口徑過小。
解決鍋爐帶壓運行的方法就是按照前面常壓熱水鍋爐的鍋爐房系統(tǒng)設(shè)置所要求的，改正安裝不合理的地方。
4.2水泵汽蝕問題
所謂汽蝕，就是流體在流動的過程中，由于局部壓力低于飽和蒸汽壓力而產(chǎn)生反復(fù)的汽化與凝聚過程，以至造成材料侵蝕破壞的現(xiàn)象。汽蝕在流體的流動中是不允許產(chǎn)生的，一旦發(fā)生汽蝕，就會造成以下危害：
1）造成管道材料的破壞；
2）造成泵的性能下降；
3）水泵出現(xiàn)振動和噪音。
常壓熱水鍋爐由于循環(huán)水泵設(shè)置在鍋爐的出水端，水泵入口壓力較低，鍋爐出水溫度達到70-80℃，因此很容易產(chǎn)生汽化，出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，造成水泵出現(xiàn)振動、噪音直至無法運行。
產(chǎn)生汽蝕原因通常有以下幾方面：
1） 循環(huán)水泵安裝高度不夠，有的將水泵架高，與鍋爐水位線平齊，泵的入口靜壓太小；
2） 水泵入口管段阻力太大，有的管道很長，彎頭太多，或安裝截止閥，使吸入管段阻力損失增力；
3） 在鍋水升至較高溫度時，才開啟水泵運行。
為防止水泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，可采取以下方法：
1）保證入口管段設(shè)計合理，盡量減少水泵入口端阻力，具體要求如下：
a. 吸 入管路直徑不得小于水泵入口直徑；
b. 吸入管路應(yīng)盡量短和盡量減少彎頭；
c. 吸入管路內(nèi)不得有存氣的地方，一般其水平段坡度不應(yīng)小于5/1000~20/1000；
d. 吸入口前應(yīng)具有長度不小于3倍管直徑的直段；
e. 水泵入口應(yīng)裝設(shè)閘閥（或球閥）而不得裝設(shè)截止閥，因為在相同情況下，截止閥阻力是閘閥的10~20倍。
2）保證循環(huán)水泵安裝時，其入口中心線與鍋爐最低水位線之間的距離不小于2米；
3）在鍋爐較低溫度時，即開啟水泵運行。供水溫度不能超過90℃；
4）大氣連通管不宜搞水封，同時吸入管段要嚴(yán)密以防止空氣吸入；
5）在水泵入口處的設(shè)置混入裝置，引入部分回水，降低水溫。
4.3鍋爐及高位水箱“跑水”問題
在上供下回式的采暖系統(tǒng)中，多發(fā)生鍋爐跑水現(xiàn)象。其跑水主要有以下兩種情況：
（1）停泵跑水
停泵后鍋爐水位迅速上升，水從鍋爐或水箱溢出。通常原因如下：
1) 沒有安裝自動啟閉閥，停泵時，沒有立即將回水管路上的閥門關(guān)閉，切斷回水管路，導(dǎo)致水跑出。解決方法是：在回水管路上的阻力調(diào)節(jié)閥處加裝一快開式閥門，停泵時，司爐人員迅速將此閥門關(guān)閉，否則水將很快跑出。這種方法要求司爐人員的責(zé)任心要強，不能離崗。或在回水管路上安裝自動啟閉閥或電磁閥，停泵時閥門自動關(guān)閉。
2) 安裝了自動啟閉閥，但啟閉閥失靈或泄露嚴(yán)重。此時應(yīng)對自動啟閉閥及時進行修理或更換。
（2）運行跑水
鍋爐運行當(dāng)中跑水，其現(xiàn)象是：
1） 鍋爐及水泵運行時，鍋爐水位逐漸升高，然后從鍋爐頂部溢出。同時系統(tǒng)高位水箱水位下降，系統(tǒng)中逐漸缺水，上部暖氣不熱，且有嘩嘩的流水聲。
2） 鍋爐及水泵運行中，系統(tǒng)高位水箱水位逐漸上升，然后水自溢流管中流出，同時鍋爐水位下降，這種跑水容易造成鍋爐缺水。
鍋爐運行中跑水的主要原因是回水系統(tǒng)的阻力調(diào)節(jié)不當(dāng)。在鍋爐運行時，系統(tǒng)處于滿水狀態(tài)，水按一定的流速循環(huán)，當(dāng)阻力處于平衡狀態(tài)，也就是水泵送出去的水量與系統(tǒng)回水量相等時，就不會跑水。解決鍋爐運行當(dāng)中跑水的方法：一是在回水管路上設(shè)置阻力調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，使回水系統(tǒng)阻力處于平衡狀態(tài)。二是采用下供上回式供暖系統(tǒng)，由于供水是在系統(tǒng)的下部，回水在上部，即回水系統(tǒng)的最高點。從而能有效地避免運行中跑水的問題。
五、結(jié)束語
從以上所述可知，常壓熱水鍋爐有一些獨具特色的地方，要保證常壓熱水鍋爐供熱系統(tǒng)的安全運行，首先要選用合格的鍋爐產(chǎn)品，正確設(shè)置大氣連通管、鍋爐膨脹水箱及其它輔機，另外很重要的就是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)問題，系統(tǒng)調(diào)得不好，就會影響系統(tǒng)的安全運行。但只要我們在安裝運行過程中注意到這些問題，技術(shù)措施得當(dāng)，那么常壓熱水鍋爐的優(yōu)點就能得到充分體現(xiàn)。今后，隨著人們對常壓熱水鍋爐認(rèn)識的逐漸加深，它將會得到更廣泛的應(yīng)用和普及。
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