真空锅炉设计手册

贵阳暖通为您介绍真空锅炉设计手册

1．什么是真空热水锅炉？

答：所谓真空热水锅炉，又称真空相变热水锅炉。就是指正常工作时, 锅炉内部介质压力低于大气压，通过相变换热方式加热冷水的锅炉。

2．真空热水锅炉的组成结构原理？

答：真空热水锅炉炉体分上下两部分，其中下半部分结构类似于三回程湿背式锅壳蒸汽锅炉，即炉胆和烟道组成的受热面；而上半部分为真空室（负压蒸汽室），其空间内装设有管式汽-水热交换器，用来加热流过换热器中的循环水。运行原理：真空热水锅炉运行时，在真空负压下炉体内的热媒水吸收燃料燃烧释放的热能，沸腾汽化为低温蒸汽，低温蒸汽上升遇到不锈钢换热器中的系统循环水，加热循环水送给用户用于采暖或卫生热水。水蒸气自身被冷却凝结成水滴下落到热媒水面后再一次被加热，从而完成了整个循环过程。热媒水不断地在封闭的机体内进行着"沸腾==蒸发==冷凝==热媒水"的循环，因此无需补充冷凝水，也无空烧的危险。真空热水锅炉利用的汽水凝结换热，在所有换热工况中，汽水凝结换热传热系数是最高的。

3．什么是真空状态？

答：真空状态并不是指绝对压力为零，只要比外部气压低，都可以称之为“真空”。例如：真空锅炉运行时锅壳内被真空装置抽空，并维持-0.03MPa左右的压力，也就是锅炉内介质的绝对压力为0.07MPa左右。

4．什么是真空度？

答：真空度是指处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即真空度=大气压强-绝对压强。真空度国际标准单位：帕（Pa）。

5．真空热水锅炉中的热媒水为什么在真空状态下加热？

答：水在不同的压力下，其沸腾温度不同的，在一个大气压力（0.1Mpa）下，水的沸腾温度是100℃，而在0.8Kpa的压力下，水的沸腾温度则为4℃。真空热水锅炉则是在真空度2.67Kpa～66.6 Kpa的压力范围内工作的，对应的饱和温度是15℃～85℃。因此，在真空状态，热媒水很容易沸腾汽化。

6．真空热水锅炉的起源？

答：真空热水锅炉的基本原理诞生于1972年苏黎士理工大学。1975年日本TAKUMA（田熊）公司据此原理开发出了真空热水锅炉，并获发明zhuanli，后来逐步在全世界得到推广，但以亚洲国家为主。在日本、韩国有TAKUMA、庆东等知名真空锅炉生产企业。国内在80年代后期就有一些厂家研制真空热水锅炉，但由于技术方面的问题，主要是无法解决锅炉在密封的真空状态下水和铁发生电化学反应生成不相溶气体导致真空度不断下降的问题，一直未得到推广。90年代后期国内开始有锅炉厂家生产真空锅炉。

7．真空热水锅炉进口产品与国产产品的主要区别？

答：核心区别点在于真空装置不同：进口产品是以真空泵及其控制系统来形成和控制真空的，而国产的则是以一个机械式的止回阀来形成和控制其真空度。

8．真空热水锅炉的关键技术是什么？

答：真空锅炉的关键技术是真空度要保持长久稳定，漏率极小。

9．如何形成真空热水锅炉的真空状态？

答：抽气法：工厂内采用专用的真空泵对真空锅炉密闭罐体强制抽气，形成真空状态。部分厂家采用煮沸法：首先将一定的清洁水加入锅炉内到一定的水位，除排气阀外关闭所有锅炉的其它阀门，起炉升温至热媒水工作压力下饱和温度，待溶解于工质内的空气全部排出后，关闭排气阀，形成真空状态。

10．真空度破坏的原因是什么？

答：真空热水锅炉在出厂的时候，锅炉内部为真空状态，但是真空锅炉在运行过程当中，真空度会被破坏，原因如下：

第一：炉体泄露：焊缝、密封部位、钢材的质量缺陷。

第二：不凝性气体的产生（无法预防）：热媒水和炉体（钢板）会发生化学反应，释放出一种不凝性气体（H2），不凝性气体将直接影响真空锅炉的真空度。但化学反应同时在钢板表面同时形成一种保护膜（氢氧化铁），阻碍该化学反应，按照经验此化学反应将在锅炉运行2~3年内停止。

11．如何防止真空度破坏？

答：1、对于炉体泄露，那么生成过程的检测就很重要，真空锅炉在生产过程中采用 “氦质谱检漏氦质谱检漏”检验，主要有零部件检漏（溶解栓）、半成品检漏（炉体焊接部位）和整机检漏三种。检测精度高（氦分子级别），检测彻底，完全可以预防。

2、真空锅炉在运行过程中，必须把不凝性气体抽出去,也就是所说的抽真空。

12．真空热水锅炉运行当中为什么必须抽真空？

答：当真空锅炉内部产生不凝性气体时，压力会随之上升，也就是所说的真空度破坏。真空锅炉内部产生的不凝性气体对换热效率的影响是很严重的。当不凝性气体体积含量达到0.2%的时候,热效率降低20～30%，出水温度提高不上去，降低锅炉出力，所以真空锅炉运行时，必须把不凝性气体抽出去。

13．最先进的真空度保持方式是什么？

答：真空热水锅炉最先进的真空度保持方式为日本TAKUMA（田熊）公司zhuanli技术——温差式全自动智能化抽气装置，是完全智能化的全自动抽气装置。根据需要，控制系统自行诊断并进行抽气，不需要人为控制。

14．温差式自动抽气装置组成？

答：不凝性气体集气罐、真空逆止阀、三通阀、两通阀、真空泵、排气管、温度感知器及控制系统等。

15．温差式自动抽气装置的工作原理？

答：工作原理：机组内部产生不凝性气体时，运行当中不凝性气体（氢气）逐渐聚集在集气罐当中，由于不凝性气体不参与热交换，所以集气罐的温度慢慢降低。当集气罐温度与热媒水温度温差达到10度时，控制系统下达抽气泵运转指令。当不凝性气体被抽走后，负压蒸汽到达集气罐，集气罐温度上升，温差变小，控制系统下达抽气泵停止运行的指令，抽气泵运行停止。

16．热媒水是什么物质？

答：热媒水是一种经制造工厂特殊除杂、除氧、软化处理的清水，在制作中一次性灌注的，可以在运行时循环使用，一般无特殊情况无需加注。

17．真空热水锅炉内换热器材质是什么？

答：锅炉内的热交换器采用了SUS304不锈钢管。该管材不易结水垢，传热效率高，不会生锈，在水质、流速的限制方面更优于普通的换热管。

18．真空热水锅炉主要特点是什么？

答：①.不需要安装监察，安装即可使用；②. 一机多用，节省投资；③. 不腐蚀、不裂纹、不鼓疤、不爆管、寿命长；④. 高效节能，运行、管理费用低；⑤. 安全性能高。

19．国家对真空锅炉的监管政策如何？

答：国家质量监督检验检疫总局2002年5月发文【国质检锅函288号】，对真空锅炉的使用作了明确规定：真空相变锅炉因其介质流通系统的压力低于大气压力，因而不会发生爆炸事故。制造企业应按标准制造真空相变锅炉，并且承担告知用户（含锅炉安装者）安全使用，保证使用时锅炉系统始终处于真空状态的法律责任。真空相变锅炉的安装单位对安装质量符合制造企业的安装要求负责。符合上述要求的真空相变锅炉安装后不必由质量技术监督行政部门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。

20．真空热水锅炉在使用寿命中是否需要年检、用户是否需要每年付检验费用？

答：不需要报装、检验、锅炉房立项、年检（付年检验费用）。

21．真空锅炉怎么同时供应供暖热水与生活热水？

答：真空热水锅炉再加上一组换热盘管就可以同时提供供暖热水及生活热水的供应。但由于供热是连续运行，是一较为稳定的负荷，而热水供应是间断性供应，是一变化较大的负荷。为满足生活热水供应的运行，一般在供暖循环水管上采用旁通的办法。或在生活热水加设储水罐。

22．真空热水锅炉投资大吗？

答：虽然真空锅炉主机价格比普通热水锅炉高，但采用真空热水锅炉可以节约大量辅机投资：板式热交换器、容积式热交换器、一次循环泵、软水处理设备及膨胀水箱等，还可以节约相应的管道安装费、辅机电力增容费、系统控制费等，综合投资还是比普通热水锅炉系统低。

23．投资回报率如何？

答：由于真空热水锅炉正常使用寿命是普通热水锅炉的二倍以上（达到半永久性寿命），贵阳暖通投资回报周期长，设备折旧率低，适用于需要长期使用的客户。

24．真空热水锅炉为何使用寿命是传统锅炉的2倍以上？

答：传统锅炉有其自身的致命弱点，决定其使用寿命不长。为解决影响传统锅炉寿命的致命弱点，真空热水锅炉采用高纯度热媒水密封在锅炉内部，不与空气接触，永远没有氧腐蚀。锅炉通过换热器加热外部热水，炉膛、烟管只与热媒水接触，彻底杜绝了水垢的产生，能保持长年高效率运行；系统循环回水与锅炉内热媒水不混合，排烟稳定，绝无冷凝水产生，彻底解决了冷凝腐蚀现象，锅炉寿命大幅延长。真空热水锅炉整机寿命20年以上。

25．什么是传统热水锅炉的致命弱点？

答：目前我国供暖、热水采用的绝大部分锅炉还是传统热水锅炉（常压或有压热水锅炉），但往往使用寿命不长，有些用三五年就报废了，究其原因，并不是锅炉本身制造质量问题，而是在使用中存在不可回避的腐蚀和结垢：

①.氧腐蚀：传统锅炉在基建和停用期间，如没有防护措施，大气就会侵入锅内。由于大气中含有氧和湿分。从而造成氧蚀。而氧蚀造成的陷坑，在以后的运行过程中，会加速腐蚀；在停用期间的整个系统内。特别是易积水放不掉的部位，若表面还有残留物和水渣时，腐蚀比正常运行中会更严重。

②.回水冷凝腐蚀：我国北方地区采暖循环回水温度设计为75℃,但实际使用中往往为50℃甚至更低，这时烟气中的水蒸气就会凝结成液态水，与燃烧产生的SO2、NOX混合，形成强酸严重腐蚀烟囱、烟室和烟管，锅炉后烟室中流出的红色锈水就是腐蚀而产生的。这种腐蚀即使进口锅炉也不例外，严重的三年左右锅炉即被烂穿。

③.本体炉膛、烟管结垢：很多热水锅炉都是直接加热外部热水，水质的好坏直接影响锅炉寿命。热水加热后，会有水垢不断析出，逐布沉积在炉膛及烟管上，导致传热热阻增大，锅炉效率降低。水垢积到一定程度，炉膛、烟管就会被烧穿，导致锅炉报废。

26．真空热水锅炉的水质要求是否与传统锅炉一样？

答：真空热水锅炉系统水水质要求相反不如传统锅炉严格。真空热水锅炉采用耐腐蚀的不锈钢换热器，水质要求低。

27．真空锅炉为什么能够节能？

答：①辐射热损失：炉体为密封的真空容器，本身具备很好的保温性能，辐射热损失小。②热交换效率：炉体内汽-水热交换器的热效率是水-水热交换器热效率的10倍。③热惰性与低负荷性能：锅炉体积小，热媒水量少，热容也小，因此热惰性小，对负荷变化反应灵敏。锅炉开启后，5～8分钟即有热水。④没有水垢——节能

28．为什么真空热水锅炉永远不会爆炸？

答：真空热水锅炉永远不会爆炸。炉体真空状态下工作，不是压力容器；炉体密封一定的热媒水，在任何状态下都不会空烧；机体配有多重自我保护装置（防过热、防冻结、防水位不足、防压力过高、防震、防燃气燃油供应不足等等。 

29．真空热水锅炉是否节约占地面积？

答：真空热水锅炉采用高负荷燃烧方式，燃烧室长度缩短，结构紧凑，机体体积明显变小，产品易于搬运安装。多台可以并排安装，占地面积小；锅炉辅机设备减少使辅机占地面积减少，从而总体节约锅炉房的占地面积。真空热水锅炉房比传统锅炉房节约占地面积30-50%。

30．采用真空热水锅炉是否需比传统锅炉增加吨位？

答：不需要。真空热水锅炉与传统热水锅炉全部是提供热量的热源供应设备。锅炉的出力（吨位）是单位时间内锅炉能够提供热量的能力，无论传统锅炉和真空锅炉，相对同一负荷需求，选择的吨位是相同的。

31．真空热水锅炉的缺点锅炉有哪些？

答：无法提供90℃以上热水。

32．真空热水锅炉是否适合在散热器供暖系统上运用？

答：散热器热水采暖系统的热媒设计温度，一般根据热舒适度要求、系统运行的安全性和经济性等原则确定。供水温度不超过95℃，可确保热媒在常压条件下不发生汽化，以前经常采用供回水温度为95℃/70℃。但近年来，根据国内外供热的先进经验，适当降低热媒温度，有利于提高舒适度，所以一般经常采用80/60℃。真空热水锅炉在散热器供暖系统设计时满足进出水温80/60℃的要求。现在，由城市热网或小区集中锅炉房供暖的住宅，即使设计水温为95/70℃，当达到设计室外温度时，运行水温一般只要70/55℃左右，即可保证设计室内温度。因为决定散热片效率的主要因素是散热片的散热面积和散热片里面的介质流速（与介质的温度关系不大），并且同等温差的同等循环水量所携带的热量相同。真空热水锅炉区别于传统锅炉（95/70℃）在散热器供暖系统上主要是房间的加热时间比传统锅炉慢4～5分钟。

33．真空热水锅炉是否适合在空调供暖系统上运用？

答：传统中央空调系统，冷水机组+燃油（气）热水锅炉不失为是一优选的冷热源方案。夏季采用离心（螺杆）式冷水机组提供7ºC~12ºC的冷水，冬季使用燃油（气）热水锅炉提供50ºC~60ºC的热水。真空热水锅炉由于采用负压蒸汽间接加热，所以换热器可以承受系统较高的水压力，所以真空热水锅炉可广泛应用于大中型的空调项目作为冬季热源，在改造项目中更具有一定的优势。

34．真空热水锅炉在消防设计上的认可？

答：由于真空热水锅炉工作原理的特殊性，其本体就类似于一个换热器、空气处理机或冷冻机组内的蒸发盘管，仅需对其燃料输送系统（贮油罐、日用油箱、输油管道系统或燃气输送管道系统）按照消防设计要求进行设计，而对于真空热水锅炉所在机房的位置，机房内真空热水锅炉系统设计，消防设计上应予认可。

35．真空热水锅炉房可以建在建筑物的什么位置？

答：真空热水锅炉可放置在建筑物的地下室、半地下室或一层以及楼顶，充分满足用户不同场合的需要。

36．真空热水锅炉是以什么为燃料的？

答：主要燃料是油（轻柴油或重油）、气（天然气、城市煤气、液化石油气）。

37．真空热水锅炉燃烧设备是什么？

答：真空热水锅炉适用于各种燃烧设备，根据所需，可配置先进整体式燃烧器，如德国原装进口威索，意大利百得，利雅路等。整体式燃烧器火焰形状可调，适合于任何一款锅炉，对燃烧室尺寸要求不大。同时由于燃烧筒和燃烧头长而细，稳焰盘直径很小，其盘后压力大，火焰离开稳焰盘，受热负荷小，寿命长。燃烧器助燃风机吸入口悬空布置，吸入的空气较干净，有利于充分燃烧。燃烧筒法兰为活动式，便于调节安装深度。同时鼓风机和燃烧筒为一体，燃烧噪音小。并且其配件具有很强通用性。

38．锅炉燃烧噪声的产生与防治？

答：燃烧噪声主要来源于燃烧器的电机、送风风机、燃烧室燃烧噪声，随着锅炉出力（吨位）的增大，噪声值加大，与锅炉换热方式关系不大。锅炉房同时存在其它噪声产生设备（水泵等）。所以，锅炉房的噪声需要整体防治，降噪声方式有：燃烧器（电机、风机等）加消声罩减振附件、烟道加导流风机、墙壁加吸音板、门用隔音门等，以确保场界噪声指标达标。

39．真空热水锅炉为什么运行费用低？

答：⑴、真空热水锅炉辅机减少，使用电量、维护费用等运行费用直接减少。

⑵、真空热水锅炉换热器内置，锅炉本体不结垢，热效率不衰减。

⑶、真空热水锅炉内置换热器，直接加热系统循环水，锅炉内体积小，热媒水量少，热容也小，因此热惰性小，部分负荷运行效率高，而锅炉70%的运行时间都是在50%～75%负荷下运行。因此真空热水锅炉使用时，大大减少运行费用。

⑷、真空热水锅炉热效率为91%；传统锅炉热效率为90%左右，板式换热器效率为94%左右，二者相连组成的供热一次和二次换热系统，总体效率为90%×94%=84.6%。因此真空热水锅炉比传统热水锅炉的板式换热器的一次和二次系统分别换热运行总体热效率提高6-7%，效率提高引起燃料费用减少，从而节约运行费用。

40．真空热水锅炉的热效率如何鉴定？

答：锅炉的热效率是指燃料送入的热量中有效热量所占的百分数。燃料送入锅炉的热量，其中大部分被锅炉受热面吸收，产生水蒸气。这是被利用的有效热量。而另一部分热量损失掉了，这部分热量，称为热损失。真空热水锅炉在额定效率下运行，排烟温度为185℃，排烟温度优于国家标准220℃以下，说明燃料燃烧热量均被系统循环水吸收，则热效率高于国标（87-88%）。

41．真空热水锅炉冬季运行费用大约多少？

答：真空热水锅炉运行费用与系统功能、负荷大小、供暖面积、使用时间等都有关系。以北京地区为例，根据燃气到户后燃烧平均热值8500 kcal/Nm3计算，散热器采暖一个采暖季节运行费用理论值大约为18.02元/m2。根据实际工程使用统计，一个采暖季节运行费用为17元/m2左右。

42．真空热水锅炉运行操作简便吗？

答：锅炉操作工人上岗操作无需持证。锅炉控制盘采用触摸式操作功能方便操作，机体配有多重自我保护装置（防过热、防冻结、防水位不足、防压力过高、防震、防燃气燃油供应不足等等），全面防止机器故障。

43．真空热水锅炉是如何保证锅炉安全运行的？

答：真空热水锅炉配有六重安全保护装置，确保锅炉安全稳定运行，安全控制装置具体包括：电气保护装置、物理保护装置和破坏性保护装置。

⑴、电气保护装置：①．燃烧安全控制装置， ②．热媒水温度控制装置，可控制炉体内部热媒水的温度及水位，③．压力开关，炉体内压力异常上升时确实动作，使燃烧自动停止。

⑵、物理保护装置：①．温度过热保险丝。在96℃以下确实熔断，使燃烧自动停止。②．低水位温度保险丝。炉体内热媒水位过低，导致温度上升时，防止低水位温度保险丝熔断，燃烧自动停止。

⑶、破坏性保护装置：溶解栓，在98℃以下确实溶解，将炉体内的蒸汽释放的大气中，使炉体不受到异常的压力。破坏性保护装置在所有电子安全装置都失灵的情况下，保证机组永无爆炸的危险。

44．真空热水锅炉能否实现远程控制及网络控制？

答：真空热水锅炉自带远程监控端口，配置远程、网络控制器，可以远距离及网络操作控制锅炉。多台锅炉同时安装使用时，群控控制器结合实现对所有锅炉进行群控，进行集中管理，并利用气候补偿功能，根据负荷量的变化，自动控制锅炉的启动台数。

45．燃烧会产生积碳吗？如何清理积碳？

答：燃料油作为燃料燃烧时，会产生积碳；燃气具有易燃烧的特性，产生的积碳微量，但也需要每年对燃气锅炉进行积炭的清理工作。（庆东）真空热水锅炉烟气流程由炉膛及两个烟气回程组成。炉膛的空间可以容纳维护人员在里面进行清扫作业；烟气回程由螺纹烟管组成，打开前烟箱盖板和后部维护法兰盖板后可用钢刷方便进行清扫。

46．真空热水锅炉的出力如何表达？

答：锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时（Kcal/h）、吨/小时(t/h)、兆瓦（MW）。

⑴、大卡/小时是公制单位中的表达方式，它表示热水锅炉每小时供出的热量。

⑵、"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通俗说法，它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量（通常以吨表示）的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。

⑶、兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W（1MW=106W）。正式文件中应采用这种表达方式。

贵阳暖通三种表达方式换算关系如下：60万大卡/小时≈1蒸吨/小时≈0.7MW。