黃榮捷

（福建省豐泉環(huán)保集團(tuán)有限公司，福州　350007）

膜式壁結(jié)構(gòu)水管真空相變鍋爐的節(jié)能創(chuàng)新

黃榮捷

（福建省豐泉環(huán)保集團(tuán)有限公司，福州350007）

介紹了一種節(jié)能環(huán)保設(shè)計的膜式壁結(jié)構(gòu)水管真空熱水鍋爐，其膜式壁真空相變鍋爐的熱能使用方法采用了煙氣橫向沖刷，強(qiáng)化了煙氣的傳熱；系統(tǒng)設(shè)計一體化集成，方便用戶安裝和使用，市場前景廣闊。

真空相變；鍋爐；節(jié)能；環(huán)保

前言

根據(jù)能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃，預(yù)計我國未來天然氣消費(fèi)將出現(xiàn)高速增長，政策性“節(jié)能減排”使清潔能源的利用已被提到重要的議事日程。針對目前ZWNS型火管真空鍋爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、效率偏低等缺陷，同時響應(yīng)國家節(jié)能減排的政策，國內(nèi)已研制出一種全新的膜式壁結(jié)構(gòu)水管真空熱水鍋爐。

真空相變鍋爐因具有安全可靠、效率高、免監(jiān)檢等優(yōu)點(diǎn)，目前已在暖通、空調(diào)和鍋爐領(lǐng)域倍受青睞。其工作原理為：水在一個大氣壓（0.1MPa）下，沸點(diǎn)接近100℃；當(dāng)壓力低于0.1MPa時，水的沸點(diǎn)就低于100℃。利用“熱媒水”在負(fù)壓環(huán)境下低溫沸騰產(chǎn)生蒸汽，通過水凝結(jié)間接換熱的方式來加熱系統(tǒng)循環(huán)水，如此循環(huán)往復(fù)，將熱水送至用戶。該項目產(chǎn)品的新型結(jié)構(gòu)突破了行業(yè)的傳統(tǒng)技術(shù)，是一項技術(shù)革新，對國內(nèi)特種設(shè)備行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步起到了引領(lǐng)作用。該產(chǎn)品采用全水管膜式壁結(jié)構(gòu)、方形布置、模塊化組合、結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、效率高，排放低。其膜式壁真空相變鍋爐的熱能使用方法采用了煙氣橫向沖刷，極大地強(qiáng)化了煙氣的傳熱；系統(tǒng)設(shè)計一體化集成方便用戶安裝和使用，設(shè)備放置地點(diǎn)沒有特殊要求，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

1　真空相變鍋爐技術(shù)特征

1.1產(chǎn)品技術(shù)性能特征

（1）額定工況下，能達(dá)到100％滿負(fù)荷運(yùn)行參數(shù)要求；特定條件下，能達(dá)到滿變負(fù)荷30％～110％的運(yùn)行要求。

（2）額定工況下，額定供熱量≤240萬大卡的真空相變熱水爐總高度＜3米，當(dāng)客戶要求供熱量高時，可以多臺機(jī)組模塊化組裝。鍋爐運(yùn)行的熱效率遠(yuǎn)高于國家能效標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)值。

（3）鍋爐采用全焊透結(jié)構(gòu)嚴(yán)格控制泄露，真空度穩(wěn)定，確保鍋爐本體在負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)中。

（4）一機(jī)多用。一臺機(jī)組內(nèi)部可設(shè)置1～3組換熱器，可同時滿足用戶采暖、生活熱水等需求。

（5）增大爐膛體積，降低爐膛溫度，減少氮氧化物的生成，檢測數(shù)據(jù)表明，排放達(dá)到或高于國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)一類地區(qū)的要求。

（6）場地不受限?？煞胖迷诘叵率摇⒌孛?、樓層中間以及樓頂?shù)葓鏊?，?jié)約建設(shè)用地。

（7）合理布置受熱面，尾部強(qiáng)化傳熱，控制排煙溫度在85℃以下，鍋爐熱效率＞96％。

1.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能特征

（1）全水管膜式壁結(jié)構(gòu)，300萬大卡以下真空爐采用中心回燃結(jié)構(gòu)，300萬大卡以上采用常規(guī)三回程結(jié)構(gòu)。局部地方增加“抓釘”擾流子，尾部受熱面采用翅片管，強(qiáng)化換熱效果。

（2）采用“一體化”集成設(shè)計、模塊化疊加組合，能滿足不同用戶、不同安裝地點(diǎn)的要求。

（3）方形布置，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可降低用戶投資成本。

（4）系統(tǒng)集成設(shè)計，安裝便捷，操作、維護(hù)方便。

1.3產(chǎn)品系統(tǒng)性能設(shè)計特征

（1）爐體在微負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行，外界壓力大于內(nèi)部，因而沒有爆炸危險，安全系數(shù)較高。

（2）采用爐體超壓保護(hù)、熱媒水（蒸氣）超溫保護(hù)、循環(huán)水超壓保護(hù)、循環(huán)水超溫、低溫保護(hù)等多重安全保護(hù)聯(lián)鎖，確保機(jī)組運(yùn)行安全可靠。

（3）采用微電腦PLC可編程控制方式，自動水溫控制，自動故障停爐保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)無人值守操作。

（4）熱煤水為經(jīng)過軟化、除氧等處理的高純水，一般情況下不需更換或者補(bǔ)充。

（5）系統(tǒng)整體設(shè)計合理、緊湊，占地面積小，節(jié)省用戶投資。

2　技術(shù)成熟度

根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱力計算、煙風(fēng)阻力計算、強(qiáng)度計算等，局部特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維動態(tài)模擬設(shè)計、應(yīng)力設(shè)計與校核等，制造工藝過程采取了一系列相應(yīng)的保障措施，目前該技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟。試制并投放市場運(yùn)行近一年的情況表明：產(chǎn)品技術(shù)成熟可靠，運(yùn)行安全穩(wěn)定，各項技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于預(yù)期。第三方檢測機(jī)構(gòu)上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院出具的能效測試報告和機(jī)械工業(yè)鍋爐及環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心出具的環(huán)保測試報告也均可證明。

3　總體性能指標(biāo)

ZR系列真空相變鍋爐（商用中內(nèi)熱水器）的總體性能指標(biāo)見表1；運(yùn)行熱效率（見表2）高于國家標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》（TSGG002-2010）；顆粒物、SO2、NOx排放及煙氣黑度優(yōu)于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271）規(guī)定的一類地區(qū)使用要求；設(shè)備噪聲優(yōu)于《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096）的規(guī)定。

4　產(chǎn)品比較

根據(jù)國內(nèi)同行業(yè)反饋的信息，國外生產(chǎn)和使用真空相變鍋爐的較少。日本在青島建立的青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司有過此類產(chǎn)品，但其結(jié)構(gòu)與該產(chǎn)品有著本質(zhì)區(qū)別。

表1　總體性能指標(biāo)表

表2　運(yùn)行熱效率　單位：（％）

目前，國內(nèi)較早生產(chǎn)并形成市場的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基本都是WNS鍋殼式煙火管結(jié)構(gòu)，傳熱效果差、熱效率低。該產(chǎn)品為全水管膜式壁結(jié)構(gòu)，與同類型產(chǎn)品的區(qū)別見表3。

表3　不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的比較

5　結(jié)語

新一代全水管膜式壁真空相變鍋爐（中央熱水機(jī)組）對傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了徹底顛覆；技術(shù)上融入了最新的設(shè)計理念，膜式壁和攏流子的有機(jī)組合，極大強(qiáng)化了傳熱，有效提高了鍋爐運(yùn)行熱效率；系統(tǒng)設(shè)計采用一體化集成，模塊化組合，用戶只需提供水、電、氣的接口，便可使用，避免了安裝過程的繁瑣，降低了設(shè)備投入的成本。該產(chǎn)品的研制，蘊(yùn)藏著巨大、潛在的商業(yè)價值，經(jīng)濟(jì)效益可觀，且產(chǎn)品的技術(shù)水平高、煙塵排放低，社會效益顯著，市場前景廣闊，將給該類型的產(chǎn)品發(fā)展創(chuàng)造一種全新的模式。

Energy Saving and Innovation for Water Pipe Vacuum Phase Change Boiler of Membrane Wall Structure

HUANG Rong-jie
（Fujian Fengquan Environmental Protection Group Co.，Ltd，F(xiàn)uzhou 350007，China）

This paper introduces a new type of membrane wall structure of water pipe vacuum hot water boiler of the energy saving and environmental protection design. The heat energy using method for the membrane type wall vacuum phase change boiler adopts the flue gas transversal washouts，enhancing greatly the heat transfer of flue gas，and the system design integrates. It is convenient to install and use for the consumers.

vacuum phase change；boiler；energy saving；environmental protection

TK229

A

1006-5377（2016）10-0048-03