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真空热水机组结构特点及优势介绍

真空热水机组结构特点及优势介绍

作者:超懒锅炉厂家  发布时间:2018-05-04   
燃气真空锅炉低氮、节能、环保设计结构和特点介绍
 
一.前言
ZWNS系列真空热水机组是我公司技术人员在吸取国内外先进经验的基础上,开发和研制的一种新型环保节能的热水锅炉。

二.工作原理
水在1个标准大气压下沸点是100℃,压力低于大气压,沸点就低于100℃。高山上由于气压比1个大气压低,水加热不到100℃就沸腾了,就是这个道理。

    真空热水机组就是利用水在低压下(低于大气压)低温沸腾产生蒸汽,通过汽水凝结换热方式将热量输出的原理工作的。水的沸点—真空度对应表:
    真空热水机组内部密闭腔通过真空抽气后形成一个真空腔,燃烧使热媒水在真空腔中沸腾汽化产生负压水蒸汽,蒸汽在换热器管外凝结,将管内冷水加热升温并通至用户,水蒸汽凝结后形成水滴流回热媒水,重新被加热汽化,然后在换热器进行汽—水凝结换热,如此完成整个循环。
    真空热水机组正常工作温度低于90℃,真空度低于-30KPa。
    热媒水是经脱氧、除垢等特殊处理的高纯水,由工厂出厂前一次充注完成,使用时在机组内部封闭循环(汽化—凝结—汽化),不增加,不减少,在机组使用寿命内不需要补充或更换。
    由于真空热水机组炉体内部永不结垢、腐蚀,正常使用可达到20年以上寿命,远远超出普通热水机组10年左右的使用寿命。

三.锅炉结构
真空热水锅炉的下半部结构与普通锅炉一样,由燃烧室与传热管组成;其下半部装有热媒介,上部为真空室,其中插入了由铜管或不锈钢管组成的列管式热交换器。由于锅炉整体是在负压状态下,故绝对安全。炉内的热媒介,在锅炉运行的全过程中,不进、不出、不增、不减,只封闭在锅炉的真空室内,在锅炉的传热管与热交换器之间传递热量。炉内的热媒介是完全脱氧的纯净水,无腐蚀,无水垢。

1、三回程结构:超懒卧式燃油燃气锅炉采用锅壳式三回程、全湿背结构。燃料在优化设计的加大炉胆内微正压燃烧,高温烟气沿炉胆向后经回燃室进入二回程烟管,经压迫式前烟箱转折180进入三回程烟管,经过三回程烟管,后排入大气,烟气温度低于80℃。

2、中心对称设计:中心对称的三回程结构的设计思想,设计容量较大的三回程卧式燃油燃气锅炉。这种锅炉最大的特点:所有的受压元件与锅筒中心对称,以极大的内筒和下置炉胆的结构,锅炉采用全湿背式结构,其有利于提供足够的辐射受热面。而对流受热面有第二回程和三回程的管束构成。回燃室前管板与炉胆连接,回燃室后管板与锅筒后管板连接。第二回程和第三回程转烟室构成了前烟箱,此处烟温已低于300℃。因此,前烟箱的结构采用轻型结构的耐火保温材料。后烟箱烟气出口布置在沿筒体纵轴的方向,不仅可以缩短炉体长度;又可以避免烟囱放在垂直与筒体纵轴线的方向上,在锅炉启动停止时冷凝水腐蚀锅炉本体。这种锅炉的设计主要考虑了锅炉检修和稳定的原则。

3、独特的湿背回燃室结构,屏弃了传统耐火隔热材料,大幅降低机组烟室温度,再加上整机双层镜面铝箔硅酸铝保温,使得机组热损失降至极限,整机热效率达到95%以上。
  
4、采用不锈钢管直管束换热管,即使机组经过长期运行传热管内部有污垢存在,只需拆开两端水室,用毛刷进行简单机械清洗即可。

5、采用大波形炉胆结构。超懒卧式燃油燃气锅炉采用波形炉胆,既强化了烟气的扰动,又增大了辐射传热面积;既增加了炉胆的钢度,又有效的减弱了炉胆的膨胀应力;既增加传热效果,又促进燃料在炉膛内的燃烧。为实现低氮排放,燃烧室采用大容积设计(直径1100mm,长度达3800mm),大大降低炉胆容积热负荷,结合选配国际知名品牌的低氮型燃烧器,确保烟气中NOX排放达到≤30mg/Nm3的排放标准。
 
6、采用一体式节能冷凝器结构(已申请专利)。节能器、冷凝器采用螺旋鳍片管。节能器、冷凝器管子全部采用耐低温腐蚀性能良好的ND钢。螺旋鳍片管能有效降低排烟温度,提高锅炉效率。节能器、冷凝器整体组装出厂。

7、管板采用先进焊接工艺。采用先预胀再全焊,然后再胀接的先进工艺,既防止了管间隙腐蚀,又增强了焊接强度,整个工艺流程全部采用全自动焊机焊接。
8、锅炉整体出厂,方箱式结构,外包装采用喷塑钢板,美观大方。锅炉出厂时采用热塑膜覆盖,保证锅炉在运输过程中不被磨损、破坏。
四.性能特点 

1、安全可靠
    真空热水机组因其介质流通系统的压力低于大气压力,机组运行时的内部绝对压力为0.02~0.07MPa,机组处于真空状态,因而不会发生爆炸。
    国家质量监督检验检疫总局 [2002]288号文件规定,用户安装使用真空热水机组不需要质量技术监督行政部门注册登记,安装后不必由锅炉压力容器安全监察机构进行确认,也不必办理使用登记注册手续。使用后不需要年检、也不需专人值班。 
    为了从根本上确保了机组的负压运行,真空热水机组采用了四重安全保护措施:一、温度保护装置。设有独立的一路高精度PT100温度传感器,与控制器PLC相连,当热媒水温度超过设定温度时(95℃),机组自动报警并停止一切输出。二、压力保护装置。设有高灵敏度的真空压力控制器,当机组内部压力超过设定压力时,机组自动报警并停止一切输出。三、燃气泄漏报警。机组运行时,配套的进口燃烧机燃气泄漏检测装置随时监测空气中的煤气含量,当燃气泄漏达到一定值时,燃气进气电磁阀自动关闭并报警。四、机械防爆装置。由防爆片构成,具有长久稳定的机械性能。其用途是:万一温度、压力控制信号失灵,当机组压力超过设定的最高值时,防爆膜片爆破泻压,从根本上杜绝了机组爆炸的可能。

2、一机多用
    一台机组可配置多个换热器,供应不同温度、不同用途的热水,如中央空调用水、卫生热水、工艺热水等。新业公司遵循‘最大能量配置’原则,确保每个换热器单独供热时都能达到最大供热量,使用户能以最小投资获取最佳效果。

3、热效率高
    采用三回程结构,烟管采用螺纹烟管,强化传热,排烟温度低。独特的湿背回燃室结构,屏弃了传统耐火隔热材料,大幅降低机组烟室温度,再加上整机双层镜面铝箔硅酸铝保温,使得机组热损失降至极限,整机热效率达到92%以上。机组炉体永不结垢,能长年保持高效率运行。

4、使用寿命长
    由于真空锅炉内部是大气密闭的整体,而在运行时,中间介质水中的氧析出,排出炉外,炉内长期不会发生氧腐蚀,一次性加入小量的热媒水,有限小量的钙镁离子,运行时不增不减,因此锅炉内部不发生结垢,增加了锅炉使用的寿命,是一般锅炉寿命1.5~2倍。换热器部分采用不锈钢管制造,耐腐蚀,设计使用寿命超过20年以上。

5、控制准确
    根据外界负荷变化,全自动调节运行,热水温度可在20~90℃之间自由设定,设定后机组能自动调节温度,确保恒温。选用先进PLC可编程控制器。自动检测炉水温度,出水温度。自动检测燃烧器和炉体内部的故障。通过程序设定可控制燃烧时间。能够正确的根据负荷的变化,自动调整一段火二段火燃烧全过程,减少因负荷的变化引起的启动与停止的次数,使锅炉正常的运行,减少ON-OFF吹扫热的损失。

6、高标准配置
    机组所有部件均采用进口优质配件,如:意大利利雅路燃烧机;德国SEMIENS触摸屏、PLC可编程控制器等。在确保性能可靠的前提下,尽量选用国际通用品牌,并在公司有充足库存,保证用户维修零配件的及时供应。

7、运行维护费用低
    机组热效率高,节省燃料费;全自动运行,不需要专业操作人员,节约人工费用;不需年检,维护管理费用低。

8、安装方便
    机组采用内置热交换器,无须配备水处理仪、热交换器等外部设备,只需接通外部管路即可使用,安装要求及费用大大降低。

9、直管换热,保养方便
    郑州超懒真空热水机组采用不锈钢管直管束换热管,即使机组经过长期运行传热管内部有污垢存在,只需拆开两端水室,用毛刷进行简单机械清洗即可。
国内其它同类型机组采用U形换热管,管内有污垢后很难清洗。

10、燃烧设备
由于郑州超懒真空热水机组的特殊设计适用于各种燃烧设备,根据所需,可配置德国进口原装威索,扎克,意大利百得,利雅路等燃烧器。

11、较强的适用性
由于特殊的设计结构,可一机多用,同时提供多路及不同温差的热水,满足用户中央空调、采暖、卫生热水、高级泳池、宾馆酒店等热水供应的多种需要,也可为各类工矿企业提供工艺用水。由于保温效果好,采用进口燃烧器,适用于海拔高度小于3000米的地区。对于被加热是通过负压蒸汽,间接接受燃烧器的热量。在标准状态下-76CMHG的真空室内的真空度,是随着真空室内的蒸汽压力的提高而下降的;当热媒介的负压蒸汽温度达94℃时,真空度下降到-15CMHG,这时,真空开关启动,停止燃烧的运行;随着热交换器带走热量,热媒介及其蒸汽温度的降低,负压随之提高,随时真空开关启动燃烧器如此往复地循环,达到供热水和供暖的目的。炉内真空室真空度最低为-15CMHG,最高为-76CMHG,始终保持负压状态,保证绝对安全,真空室内的热媒介及其中蒸汽温度可提高到94摄氏度,因此供暖及供热水温度可达80摄氏度以上。锅炉本体与真空室不承受任何压力,而换热器可承受压力。因此,从调试到运行全过程不需要检查,不需要持证锅炉工。

12、符合环保要求
    燃料完全燃烧,烟尘排放极低;二次燃烧,有效抑制NOX生成;炉膛背压低,燃烧噪音小。

五.热水机组参数

锅炉型号:Z1-WNS4.2-1.0/85/60-Y、Q
锅炉额定功率:4.2MW
额定工作压力:-0.03MPa
生活用水进出口温度:85/60℃
正常水容积:5.8m3
锅炉受热面积: 150.1m2
采暖用水换热器受热面积:109 m2
采暖用水二次水进/回水管口:PN16 DN150
换热器额定工作压力:1.0MPa
节能器、冷凝器换热面积:88m2
排烟温度:76 ℃
锅炉效率:≥95 %
天然气消耗量:437.3Nm3/h(35600kJ/Nm3)
大件运输重量:12.1t
大件运输尺寸:5500×2170×3300

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