真空锅炉原理特点.docx
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真空锅炉原理特点
一、真空锅炉的发展历史及前景
一九七二年瑞士苏黎世理工大学发明真空热水锅炉的工作原理；一九七四年日本的一所理工大学开发出真空热水锅炉产品，并获得发明专利；一九七四年以后，真空热水锅炉产品开始风靡欧美国家，开始广泛应用；九十年代中期，真空热水锅炉技术从日本等发达国家传入我国，我国少部分科研机构及部分生产厂家开始研发真空热水锅炉；现在欧美、日本、韩国等发达国家真空锅炉占热水锅炉场60-70%的份额，随着中国的经济飞速发展，人们对真空锅炉认识和了解不断提高，2000年以后国内市场发展得非常快；同时也产生了很多品牌；但到现在国内真空锅炉占热水锅炉市场不足2%；市场的可发展空间非常大，我们公司为了进一步开拓锅炉市场，提高锅炉市场占有率，为代理商创造更大的商机，我们公司2006年初推出真空锅炉系列：
10万大卡/小时-240万大卡/小时；
二、真空锅炉工作原理：
真空热水锅炉的本体结构：
下部由燃烧室和传热管束组成；上部为真空室，其中插入了U型管热交换器；真空室外接抽气单元，使真空室保持稳定的真空度，并将真空室内不凝结气体抽出，提高U型热交换器的换热效率。
真空锅炉工作原理为单热管原理，是利用热媒在不同的压力下沸腾温度不同的特性来进行工作的。
例如：
水在一个大气压（760mmHg）下,水的沸腾温度是100℃,而在6mmHg的压力下,水的沸腾温度则是4℃。
真空锅炉则是在真空度为-30mmHg～-710mmHg的压力范围内工作的,对应的沸腾温度是88～15℃。
在真空锅炉所工作的压力下,燃烧使热媒水温度上升至饱和温度（见饱和蒸汽表）并在水面产生相同温度的负压蒸汽。
此时向热交换器（供热水或采暖）内通冷水,负压蒸气通过凝结换热把换热器内的冷水加热成温水，并通至用户处,而负压蒸气则被冷却凝结成水滴滴回水面再被加热,从而完成整个循环过程（见图1）。
饱和蒸汽表
压力单位：
Kg/cm2
温度℃
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
绝对压力
0.075
0.10
0.126
0.16
0.20
0.26
0.32
0.39
0.48
0.59
0.71
0.86
相对压力
-0.93
-0.90
-0.87
-0.84
-0.80
-0.74
-0.68
-0.61
-0.52
-0.41
-0.29
-0.14
图1
真空锅炉最关键的技术问题就是真空度的维持,真空锅炉的真空度保持通常通过两个途径来进行:
1、在生产过程中严格控制焊接质量及选用各种优质元器件,保证锅炉与外界各个接触点的气密性,然后进行正压检查和负压氦检。
例如日本厂家就在生产过程中进行一次氮检、两次氦检三道检漏措施来确保锅炉的真空度,氦检精度一般可以达到1×10-8Pa·m3/s;
2、对日常运转过程中产生的微量不凝性气体进行抽气。
国外的真空锅炉一般都配有抽气装置,主要由抽气管、抽气电磁阀以及真空泵几部分组成,根据不凝性气体的量进行不定期的抽气,保证机内绝对真空。
抽气方法一般有自动抽气和手动抽气两种方法。
三、真空锅炉的特点：
1.安全可靠
真空热水机组内部处于真空负压状态，不存在内部膨胀爆炸、破裂的危险，同时内置低压安全阀，并有多重安全设置：
温控、压力开关、过热开关等；
2.寿命长
真空热水机组内部定量热媒水，基本没有结垢；炉体内部处于真空状态，没有氧气，不会发生有氧腐蚀；换热器的材质为不锈钢，耐腐蚀，可多次清洗，是普通锅炉的2-3倍，长达20年之久；
3.一机多用
一台锅炉可以满足多种需要，A、采暖；B、洗浴；C、游泳池；换热器可带压使用，系统安装简单；相互独立，不会造成水质交叉污染；
4.体积小，安装简便；模块化设计，高性能换热组件，机组体积小，使产品易于运输、安装。
可实现在小空间内，多台机组可并联使用。
没有安装位置限制，可以在地下室，也在楼上；
5.对水质要求低
换热器的材质为不锈钢（STS316、食品级），耐腐蚀，不会造成水质二次污染；
6.安装手续简单
真空锅炉安装不受监检，不必办理安装报批手续；
7.智能控制
数字化控制，液晶屏显示，中文显示系统工况，信息量大，操作简单，故障自诊断，可实现网络控制和人机对话在线操作。
四、真空锅炉的选型
换热器分类：
A、采暖换热器（△T=10℃、15℃），2回路
B、洗浴换热器（△T=40℃），4回路
根据客户的要求确定单项换热器换热量；根据确定的换热器种类和换热量确定锅炉型号；
1）选型原则：
1、单换热器换热量不可大于炉体出力；
2、双换热器同时运行时，换热器出力为按换热器比例分配锅炉
出力；例如：
出力60万大卡/小时的锅炉，安装两个换热器，采暖60万大卡/小时，洗浴60万大卡/小时，当两个换热器同时运行时，单个出力为30万大卡/小时；单换热器运行时，为额定出力；如同样上面的锅炉只启动采暖换热器，其出力为60万大卡/小时；
3、尽量避免单台配置；如选一台60大卡/小时（采暖30万大卡/
小时、洗浴30万大卡/小时）真空双回路锅炉，不如选择两台
30万大卡/小时（采暖30万大卡/小时、洗浴30万大卡/小时）
真空双回路锅炉，因为两台锅炉可以互为备用，单台故障时对
客户的运营很小；
五、真空锅炉的控制原理
1、燃烧机控制（30-95℃）
设：
当前温度t1、温度上限t1H、转火点温度t1M、温度下限t1L
参数关系：
t1L＜t1M＜t1H
温度上升阶段:
当t1＜t1L时，开启燃烧机一、二段火；
当t1≥t1M时，关闭二段火；
当t1≥t1H时，关闭一段火。
温度下降阶段：
直到t1＜t1L时，开启燃烧机一、二段火。
重复温度上升阶段。
2、采暖水循环泵控制
设：
采暖水温度t2、采暖水目标温度ta（30-95℃）
启动温差Δta（1-20℃）
当t2≤（ta-Δta）时，启动采暖水循环泵；
当t2≥ta时，关闭采暖水循环泵。
当采暖水循环泵在关闭状态，每间隔20分钟运行采暖水循环泵
5分钟。
3、生活水循环泵控制
设：
生活水温度t3、生活水目标温度tb（30-95℃）
启动温差Δtb（1-20℃）
当t3≤（tb-Δtb）时，启动生活水循环泵；
当t3≥tb时，关闭生活水循环泵。
当生活水循环泵在关闭状态，每间隔20分钟运行生活水循环泵
5分钟。
4、真空泵控制
1）自动模式：
设抽气口温度t4，△t=t1-t4，5℃≤△t1≤20℃可设定默认10℃；
当△t≥△t1设定值时,启动真空泵,3秒后打开电磁阀；
当△t≤1℃后,关闭电磁阀，3秒后关闭真空泵。
2）手动模式：
手动模式启动后,启动真空泵,3秒后打开电磁阀；
当△t≤1℃后,关闭电磁阀,3秒后关闭真空泵。
5、定时功能
系统可在24小时内设置4组定时工作时段（各时段上班时间、下班时间、锅炉出水温度上、下限等）；启动定时功能后，电脑根据当前时间使系统自动进入上班或下班，不同时段可根据用户设置不同的温度范围进行自控。
6、防冻功能
在下班状态下，当系统检测到热媒水或采暖水温度低于5度时，系统自动进入防冻状态，开启采暖水循环泵和燃烧机进行暖炉，当温度达到16度后，关闭燃烧机和循环泵，系统退出防冻状态。
7、系统设置功能
系统可设置成：
1、单采暖系统；2：
单生活水系统；3：
采暖/生活水双系统。
当设置成单采暖系统或单生活水系统时，其他系统回路自动屏蔽；
8、故障识别与处理
1）温度传感器故障
当热媒水、（采暖水、生活水、抽汽口、烟道）温度传感器短路或断路时，系统关闭燃烧器并报警，故障消除后按复位键解除。
2）锅炉水位极低故障
当锅炉水位低于警界低水位时，系统关闭燃烧设备并报警，故障消除后按复位键解除。
3）热媒水超温故障
当热媒水温度大于设定热媒水保护温度时，系统关闭燃烧设备并报警，故障消除后按复位键解除。
4）烟道超温故障
当烟道温度超过设定的超温保护温度时，控制系统立即关闭燃烧机设备并报警，故障消除后按复位键解除。
5）熄火故障
燃烧机如果因各种原因不能正确点火或燃烧，控制系统能立即关闭燃烧机并报警，故障消除后按复位键解除。
6）锅炉压力超高故障
系统运行过程中，当锅炉压力高于设定的极限压力时，系统关闭燃烧设备并报警。
故障消除后按复位键解除。
7）断电故障
系统运行过程中，出现供电断电现象，系统自动切断输出设备，再次供电时，控制器自动处于下班状态，确保系统安全运行。
六、补真空的方法及步骤
1、在什么情况下，需要补真空？
A、蒸汽温度与热媒水温差大于10℃以上或循环水温与热媒水温差大于10℃以上；B、锅炉首次使用；
C、锅炉长时间停用后使用前；
2、补真空的方法
A、使用真空泵;按控制柜使用说明书操作即可；
B、不使用真空泵；
3、在准备补真空前，观测热媒水水位是否在水位观测孔的3/4以上，如果在方可向下进行；如不在则需补加热媒水，具体操作请看补加热媒水步骤；
a）准备工作；关闭循环水泵，把真空安全阀锁死，把排气阀管（排气管使用3/
4”塑料软管即可）引到锅炉房外安全位置（因排出的蒸汽温度在100℃以上，防止烫伤）；
b）一切准备好后，启动燃烧机运行，观察压力表，等到压力表值到达0.03MPa时，打开排气阀向外排气，观察压力表压力值变化，控制开阀的大小，控制压力值不得低于0.01MPa，排气时间大于20分钟即可。
c）收尾工作
排气完毕以后，把排气阀关闭，启动循环水泵，此时压力表压力值迅速下降，按照温度-压力对照表检测此时的热媒温度和压力值是否匹配（如不匹配，则按以上步骤再补一次），如匹配，补真空成功，拆除排气管，安全阀解锁，正常运行；
安全阀原理结构图
七、真空锅炉的安装系统图
1）单台双回路系统（开式水箱）（一台30大卡/小时）
2）并联双回路系统（开式水箱）（两台30大卡/小时）
3）并联双回路系统（闭式水箱）（两台30大卡/小时）
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