某電熱鍋爐熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題分析與探討

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　1. 工程概況及熱水供應(yīng)系統(tǒng)形式

　　某單位培訓(xùn)中心新建一棟四層住宿樓，主要接待行業(yè)內(nèi)的國(guó)家級(jí)和地區(qū)性會(huì)議，使用率較低。該樓的房間按賓館的標(biāo)準(zhǔn)間客房設(shè)計(jì)，總床位數(shù)為80個(gè)。衛(wèi)生間洗浴熱水由自建鍋爐房供給。該熱水供應(yīng)系統(tǒng)平時(shí)極少運(yùn)行，只在接到會(huì)議通知后啟動(dòng)，在人員入住前幾小時(shí)內(nèi)將蓄水罐溫升至55℃左右，人員入住后系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，保證客房24h小時(shí)的洗浴熱水供應(yīng)。

　　2. 系統(tǒng)分析及運(yùn)行狀況

　　2.1系統(tǒng)分析

　　根據(jù)建設(shè)方的要求，并考慮到該系統(tǒng)利用率較低和節(jié)約初投資及運(yùn)行費(fèi)用，原設(shè)計(jì)人員為該工程選用了一臺(tái)輸出熱量為175KW的電熱鍋爐（經(jīng)計(jì)算該系統(tǒng)的小時(shí)耗熱量為285KW ），備設(shè)容量為10m3蓄水罐，兩臺(tái)循環(huán)水泵，流量4m3/h，揚(yáng)程20m.系統(tǒng)使用前和用水低峰時(shí)（如夜間），蓄水罐內(nèi)存儲(chǔ)大量熱水（設(shè)計(jì)溫度為55℃），以備高峰時(shí)連續(xù)的熱水供應(yīng)。該系統(tǒng)鍋爐房與住宿樓相距約160m，鍋爐房地勢(shì)比住宿樓室外地面高8米；供回水管均為DN80的鋼管，其中熱水循環(huán)回水管為原有管道改造而成，時(shí)有漏水情況發(fā)生；系統(tǒng)冷水補(bǔ)水為本單位自建蓄水池供給，由一套定壓為0.35MPa的變頻供水設(shè)備提升，該設(shè)備比鍋爐房地勢(shì)低5米，間距約10米。根據(jù)測(cè)算該系統(tǒng)內(nèi)管道及水罐總蓄水量約16m3，按照初次加熱時(shí)原水溫度為12℃計(jì)算，則在理想工況（無(wú)散熱損失和滲漏損失）下，持續(xù)加熱4.6小時(shí)就可以使系統(tǒng)內(nèi)的水達(dá)到設(shè)計(jì)要求溫度。由于理想工況事實(shí)上是不存在的，實(shí)際加熱時(shí)間會(huì)根據(jù)熱損失的多少而增長(zhǎng)。

　　2.2運(yùn)行狀況

　　本工程在2002年5月安裝完工后，在兩個(gè)月內(nèi)接待了幾次會(huì)議，運(yùn)行效果不理想，不能達(dá)到預(yù)定的要求。主要是：（1）系統(tǒng)初次啟動(dòng)后加熱速度緩慢。不管是啟動(dòng)一臺(tái)循環(huán)水泵還是兩臺(tái)循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行，初次加熱時(shí)間超過(guò)10h，水罐內(nèi)溫升仍達(dá)不到預(yù)定溫度。（2）在住宿樓內(nèi)少量用水時(shí)，系統(tǒng)出水溫度較高，可基本滿足洗浴用水要求；大量用水的情況下，系統(tǒng)持續(xù)出熱水的溫度低，不能滿足洗浴要求。（3）電鍋爐自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，儲(chǔ)水罐內(nèi)溫度未達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，鍋爐就頻繁斷電，然后又自行啟動(dòng)；人工手動(dòng)控制時(shí)連續(xù)加熱30分鐘后鍋爐出現(xiàn)開(kāi)鍋現(xiàn)象。

　　3. 存在問(wèn)題及解決措施

　　3.1循環(huán)水泵流量過(guò)小

　　按照鍋爐生產(chǎn)廠家提供的資料表明，該電熱鍋爐的加熱方式為間接加熱方式，鍋爐內(nèi)部自身循環(huán)水（以下簡(jiǎn)稱(chēng)爐內(nèi)循環(huán)）為一次加熱介質(zhì)。由于電加熱的瞬間溫升速度快，爐內(nèi)循環(huán)水溫必須控制在80℃以下（正常情況下水溫超過(guò)85℃時(shí)開(kāi)始汽化）。在熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)流量（簡(jiǎn)稱(chēng)二次循環(huán)）帶走的熱量小于鍋爐一次循環(huán)水得到的熱量的情況下，該鍋爐運(yùn)行只能靠間斷加熱來(lái)保證爐內(nèi)循環(huán)水溫不超標(biāo)。因此，要使鍋爐不間斷加熱，就要有足夠大的循環(huán)流量、較低的進(jìn)出水溫差，促使?fàn)t內(nèi)循環(huán)水得到的熱量及時(shí)被帶走。而本工程在原設(shè)計(jì)時(shí)未考慮以上因素，循環(huán)水泵流量是按照使用流量設(shè)計(jì)選用的，流量為4m3/h（兩臺(tái)泵為一用一備）。即使備用泵也同時(shí)運(yùn)行，系統(tǒng)循環(huán)流量?jī)H為8m3/h.按此流量該系統(tǒng)在理論工況下運(yùn)行，鍋爐的進(jìn)出水溫差為19℃。此時(shí)鍋爐內(nèi)一次循環(huán)水的最低溫度要求為74℃，如此高的一次水溫就會(huì)經(jīng)常由于超溫而自動(dòng)停機(jī)。同時(shí)，由于該工程只對(duì)熱水蓄水罐和供水主干線進(jìn)行了保溫，循環(huán)水管和供水支管未做保溫，系統(tǒng)的散熱損失和滲漏損損都很大。以上這些也使得系統(tǒng)實(shí)際加熱時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論加熱時(shí)間。

　　3.2系統(tǒng)補(bǔ)水定壓點(diǎn)位置不合適且壓力過(guò)大

　　可以看出，該系統(tǒng)為帶循環(huán)泵的閉式系統(tǒng)。系統(tǒng)補(bǔ)水點(diǎn)壓力：PA=PD-PA~D

　　PD——變頻供水泵出口設(shè)定壓力，為0.35 Mpa ；

　　PD~A——D點(diǎn)與A點(diǎn)的壓力差，約為0.06Mpa ；

　　則，PA =0.35-0.06=0.29MPa

　　根據(jù)實(shí)際測(cè)量，PB <0.25Mpa .則就有PB < PA，即循環(huán)水泵出口壓力小于系統(tǒng)冷水補(bǔ)水點(diǎn)壓力，該冷水補(bǔ)水點(diǎn)實(shí)際成為該熱水供應(yīng)系統(tǒng)的定壓點(diǎn)。因?yàn)樽冾l供水泵的出水壓力（PD）只在很小范圍內(nèi)上下波動(dòng)，循環(huán)水泵出水必然受到定壓點(diǎn)的限制，其實(shí)際循環(huán)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定流量，這也就是為什么兩臺(tái)循環(huán)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的加熱時(shí)間并不是單臺(tái)泵運(yùn)行加熱時(shí)間一半的原因。在資料（1）中，對(duì)帶循環(huán)水泵的閉式熱水供應(yīng)系統(tǒng)形式的介紹中，補(bǔ)水定壓方式多為高位水箱。高位水箱補(bǔ)水定壓的優(yōu)點(diǎn)就在，因?yàn)槠涓叨鹊南拗凭筒粫?huì)使系統(tǒng)承受過(guò)高的壓力且定壓波動(dòng)小，循環(huán)水泵揚(yáng)程只需要克服系統(tǒng)循環(huán)阻力即可。而本工程中，原設(shè)計(jì)未考慮系統(tǒng)定壓形式和定壓點(diǎn)實(shí)際壓力值，是造成系統(tǒng)循環(huán)不利的主要原因。

　　3.3改造措施

　　本著節(jié)約投資和減少工程施工工期的原則，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改動(dòng)。（一）增加一臺(tái)給水泵，流量6.3 m3/h，揚(yáng)程22m（該泵是該單位原有庫(kù)存設(shè)備，與本工程的循環(huán)泵基本匹配，可并聯(lián)運(yùn)行）使其與原有的一臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行（建設(shè)方要求另一臺(tái)泵不進(jìn)行拆除，仍為備用泵）、系統(tǒng)循環(huán)流增大到10.3 m3/h.此時(shí)，該系統(tǒng)的初次加熱理論循環(huán)次數(shù)約為3次，鍋爐進(jìn)出水溫差降低為14.5℃，比原設(shè)計(jì)進(jìn)出水溫差降低了23.6%.（二），改變?cè)摴嵯到y(tǒng)的補(bǔ)水定壓點(diǎn)的位置（見(jiàn)圖二），將系統(tǒng)定壓點(diǎn)改在C處，增加閥門(mén)1（常關(guān)）和閥門(mén)2（常開(kāi)）。這樣該系統(tǒng)內(nèi)在任何情況下都可以保證壓力均衡。（三）對(duì)該系統(tǒng)的循環(huán)回水管進(jìn)行了檢修和保溫，減少了散熱損失和滲漏損失。（四）由于鍋爐本身的加熱特性決定了這種鍋爐不能進(jìn)行手動(dòng)控制，因此，對(duì)司爐人員進(jìn)行了必要的上崗培訓(xùn)，規(guī)范了管理、操作程序。

　　4. 結(jié)論與思考

　　該工程改造投入使用后效果明顯，基本解決了前述的各種問(wèn)題，達(dá)到了原設(shè)計(jì)的目的，用戶(hù)也很滿意。但由于資金和時(shí)間的限制使得本工程仍然存在一些問(wèn)題。（一）由于原有變頻給水泵主要供應(yīng)該單位小區(qū)生活供水，其出口設(shè)定壓力不能改變，即補(bǔ)水定壓點(diǎn)的壓力不能降低，導(dǎo)致該工程在改造后，系統(tǒng)內(nèi)最低壓力不小于0.29MPa，就使整個(gè)系統(tǒng)處于較高承壓狀態(tài)下。（二）對(duì)于本工程這種小規(guī)模的系統(tǒng)、使用率又低，可以不設(shè)計(jì)備用水泵，只要日常做好維護(hù)和檢修工作就完全可滿足使用要求。改造過(guò)程中雖然沒(méi)有新增加投資，但事實(shí)上已經(jīng)造成了浪費(fèi)。以上兩個(gè)問(wèn)題雖然不是必須解決的，但如果初始設(shè)計(jì)時(shí)能考慮周到，都是可以避免的。因此，在從事此類(lèi)工程設(shè)計(jì)時(shí)，不能盲目地照搬書(shū)本，而應(yīng)客觀分析現(xiàn)實(shí)情況，取其利而避其弊，從而做出一個(gè)合理可行的最佳設(shè)計(jì)。