常压锅炉房故障

自２０世纪９０年代以来，常压热水锅炉在国内应用越来越广泛，由于常压热水锅炉及其供暖系统在很大程度上消除了锅炉爆炸事故的可能性，从而给锅炉带来许多突出优点，如检验与监督可以基本免除、简化工艺、安装地点不受限制等，所以越来越受矿山企业推崇。

但同时，常压锅炉运行也存在一些问题，例如：若常压锅炉布置在低位，则循环泵扬程高、能耗大且锅炉水箱易溢水；常压锅炉受热面易腐蚀等。若矿山企业技术人员对常压热水锅炉了解不深入，往往在锅炉房的设计、安装时出现失矿山常压锅炉房作简要介绍，并通过分析系统出现的问题和结合实际情况提出了具体整改方案。

工程实例

（1）系统现状

该矿山供暖锅炉房位于标高615ｍ处。内有台常压热水锅炉，额定热功率为2.8ＭＷ，额定进水温度60℃，出水温度85℃。配套供暖循环泵流量100ｍ３／ｈ，扬程32ｍ。锅炉房现有分水器１，设计２根出水管，其中１根通向新建厂区供暖，根通向老厂区供暖。新建厂区位于标高604ｍ，供暖热负荷1200ｋＷ；老厂区位于标高656ｍ，供暖热负荷1500kＷ。总供暖热负荷2700ｋＷ。原锅炉房热力系统见图１。

（2）系统运行问题

当供暖期锅炉运行时，同时打开分水器２根出水管路的阀门，会出现老厂区散热器不热，打开厂房内管道泄水阀，没有水流出的现象；当关闭老厂区供暖系统，新建厂区供暖循环正常，散热器散热效果较好；供暖循环泵停止运行时，锅炉水箱有水溢出。

后来该企业对锅炉房进行整改，认为锅炉房供暖循环泵扬程不够，将循环泵扬程改为80ｍ，结果系统运行一段时间水泵就跳闸，屡试不爽。

问题分析

通过对现场考察及分析发现，在设计锅炉房的时候，设计人员没有将常压锅炉与承压锅炉的区别理解透彻。锅炉热力系统设计成单点定压系统，但是锅炉房按照承压锅炉房来配置，从而造成了几处设计失误：

１）锅炉房选址失误，常压锅炉房选址在标高615ｍ处，竖向布置上看是在老厂区与新建厂区中间，造成供暖系统分为高区和低区，但是高、低区之间又通过分、集水器连在一起。这种布置方式对于承压锅炉及其供暖系统的运行影响不大，可以利用间接连接方式使高区独立运行，从而使整个系统平稳运行。但是对于常压锅炉房，此种布置方式属于严重失误，高区、区混合在一起，造成系统压力混乱。

２）供暖循环泵扬程选择失误，常压锅炉循环泵的扬程与回路高度有关，回路越高，扬程亦应越高，而一般承压热水锅炉供暖系统中，循环泵的扬程与回路高度无直接关系，只是等于回路的阻力损失。该锅炉房设计人员在选择供暖循环泵扬程时，按承压锅炉选择，只计算回路的阻力损失，没有考虑供暖回路高度。结果造成所选循环泵扬程过小，高区供暖系统运行不起来，“打开厂房内管道泄水阀，没有水流出”的现象就证明了这点。

３）供暖回水管路未安装自动启闭阀，当循环泵停止运行时，高区供暖系统内的水通过锅炉水箱溢出，锅炉房内出现水患。

后期，该企业自行整改时将供暖循环泵扬程选为80ｍ，虽然考虑到高区供暖系统与锅炉本体的高差，但是运行时，由于低区在实际使用过程中的扬程低于新换供暖循环泵的额定扬程，导致流量过大，电流上升而超电流，运行中频繁跳闸。

整改措施

（1）系统整改

考虑锅炉房已建成，位置不能变动，供暖系统只能按现有情况分高区、低区运行。但是如果还选用组供暖循环泵，则循环泵扬程无法确定：若扬程满足高区需要，则低区散热设备超压；如果扬程只满足低区需要，则高区循环不起来。为使高、低区系统在运行时不相互影响，整改时将原设计的单点定压系统改为高、低压分区系统：将原来的１组供暖循环泵改为２组，１组供高区，１组供低区。高区供暖循环泵出水管不再接入分水器，而是单独接管，供暖回水也不汇至集水器，而是直接接至锅炉水箱内；低区供回水管道利用原有分、集水器及管网。通过整改，将高区和低区的供暖系统完全分开，只是共用锅炉水箱作为定压设备，热力系统见图２。

（2）供暖循环泵选型

1）流量计算

式中Ｇ为水泵的计算流量，ｍ３／ｈ；Ｋ１为热损失系数，取１．０５；Ｑ为供暖热负荷，ｋＷ；ｔｇ为设计供水温度，℃；ｔｈ为设计回水温度，℃。

2）扬程计算

式中Ｈ为水泵计算扬程，ｍ；ｈ为循环水泵轴线与循环水系统最高点之间的高差，ｍ，该系统高区为41ｍ，低区为3ｍ；Δｈ１为循环系统最不利环路的供、回水母管的阻力，ｍ，按8ｍ进行估算；Δｈ２循环系统最不利用户内部的阻力或者调节要求压差值，ｍ，取10ｍ；Δｈ３为锅炉房内部管道阻力，10ｍ进行估算；Δｈ４为设计富余值，ｍ，取3ｍ。

3）循环泵选型

经计算，高区供暖循环泵流量Ｇｇ＝54.2ｍ３／，扬程Ｈｇ＝72ｍ，选择流量55ｍ３／ｈ、扬程75ｍ水泵。由于锅炉高位布置，低区供暖循环泵只需克服低区循环阻力，所以低区循环泵扬程不考虑锅炉与水系统的高差，只考虑系统阻力，经计算，低区供暖循环泵流量Ｇｄ＝43.3ｍ３／ｈ，扬程Ｈｄ＝34ｍ，选择流量45ｍ３／ｈ、扬程37ｍ的水泵。

（3）其他措施

对于低区供暖系统，锅炉处于最高位，属于常压热水锅炉向下供暖方式，所以锅炉机组和供暖系统属于满水位安全运行，回水设流量调节阀，只须调节流量平衡，不用考虑低位布置时的静水位持压问题，并且不用担心水系统压力对锅炉的影响。

对于高区供暖系统，锅炉与循环水泵呈低位布置，系统运行时在最高点容易出现倒空现象，阻碍供暖系统正常循环。为解决此问题，需维持供暖系统最高点正压，在锅炉进水管处安装调节范围大的专用阻力调节阀，并将专用阻力调节阀前的回水压力调至大于４１ｍ（大于高区系统充水高度），其作用在于：使最高点不出现倒空现象，而锅炉又可不承压。区供暖系统停止运行时，为防止供暖水从锅炉水箱溢出，在专用阻力调节阀前增设一个自动启闭阀，与高区供暖循环泵连锁，当循环泵停止运行时，自动启闭阀关闭，将高区供暖系统与锅炉水系统断开，止高区系统内供暖水通过锅炉水箱溢出。

（4）整改效果

通过以上整改，高、低区供暖系统分开运行，锅炉及其供暖系统可以正常运行，各厂房室内温度也达到了设计温度。锅炉停泵时，锅炉水箱再无溢流水，保证了锅炉安全运行。

常压热水锅炉虽然有一定的优点，但是在设计与安装时应该注意与承压锅炉的区别。要保证常压热水锅炉及其供暖系统的正常运行，首先系统设计要合理，正确选择锅炉辅机；其次，注意阀门、附件等细节问题的处理，如果细节问题处理不好，就会影响系统的正常运行。只要在设计和安装运行过程中注意到这些问题，技术措施得当，那么常压热水锅炉的优点就能得到充分体现。今后，随着人们对常压热水锅炉认识的逐渐加深，它将会得到更广泛的应用。