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10 供热热水制备

10.1 热水锅炉及附属设施

10.1.1 本条是原规范第4.1.1条的条文。
    热水锅炉运行时,当锅炉出力与外部热负荷不相适应,或因锅炉本身的热力或水力的不均匀性,都将使锅炉的出水温度或局部受热面中的水温超出设计的出水温度。运行实践证明,温度裕度低于20℃,锅炉就有汽化的危险,为防止汽化的发生,本条规定热水锅炉的温度裕度不应小于20℃。
    利用自生蒸汽定压的热水锅炉(如锅筒内蒸汽定压)、汽水两用锅炉,因其炉水的温度始终是和蒸汽压力下的饱和温度相对应的,故不能满足20℃温度裕度的要求,因此本条不适用于锅炉自生蒸汽定压的热水锅炉。

10.1.2 本条是原规范第4.1.2条的条文。
    当突然停电时,循环水泵停运,锅炉内的热水循环停止,此时锅内压力下降,锅水沸点降低,而锅水温度因炉膛余热加热而连续上升,将导致锅水产生汽化。对锅炉水容量大的,因突然停电造成锅水汽化,一般不会造成事故,但如处理不当,也会造成暖气片爆裂等情况。对于水容量小的锅炉,突然停电所造成的锅炉汽化情况比较严重。汽化时锅内会发生汽水撞击,锅炉进出水管和炉体剧烈震动,甚至把仪表震坏。
    减轻和防止热水锅炉汽化的措施,国内多采用向锅内加自来水,并在锅炉出水管上的放汽管缓慢放汽,使锅水一面流动,一面降温,直至消除炉膛余热为止;此外,有的工厂安装了由内燃机带动的备用循环水泵,当突然停电时,使锅水连续循环;有的工厂设置备用电源或自备发电机组。这些措施各地都有实际运行经验,在设计时可根据具体情况,予以采用。

10.1.3 本条是原规范第4.1.3条的修订条文。
    热水系统因停泵水击而被破坏的现象是存在的,循环水量在180t/h以下的低温热水系统基本上不会造成破坏事故;循环水量在500~800t/h的低温热水系统会造成破坏事故;高温热水系统中,即使循环水量不太大的,其停泵水击更具有破坏性。
    停泵产生水击,属热水系统的安全问题,应认真对待。现在常用的防止水击破坏的有效措施如下:
    1 在循环水泵进、出口母管之间装设带止回阀的旁通管做法。实践证明,当这些旁通管的截面积达到母管截面积的1/2时,可有效防止循环水泵突然停运时产生水击现象。
    2 在循环水泵进口母管上装设除污器和安全阀。本条将原规范第11.0.11条关于热水循环水泵进口侧的回水母管上应装设除污器的规定合并在本条内。为防止安全阀启闭时,热水系统中的污物堵在安全阀的阀芯和阀座之间,造成安全阀关闭不严而大量泄漏,因此规定安全阀宜安装在除污器的出水一侧。
    3 当采用气体加压膨胀水箱作恒压装置时,其连通管宜接在循环水泵进口母管上。
    4 在循环水泵进口母管上,装设高于系统静压的泄压放气管。
    以上措施中前两种一般为应考虑的设施,后两种可根据个别条件选定。

10.1.4 本条是原规范第4.1.4条的修订条文。
    1 国内集中质调的供热系统,大多处于小温差、大流量的工况下运行,在经济效益上是不合理的。流量过大的原因很多,但主要是由于设计上造成的。如采暖通风负荷计算偏大,循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下用户的耗热量总和确定的,而整个采暖期内,室外气温达到采暖室外计算温度的时间很短,致使在大部分时间内水泵流量偏大。
    2 供热系统的水力计算缺乏切合实际的资料,往往计算出的系统阻力偏高,设计时难以选到按计算的扬程流量完全一致的循环水泵,一般都选用大一号的。考虑到上述因素,因此对循环水泵的流量扬程不必另加富裕量。
    3 对循环水泵的台数规定了不少于2台,且规定了当1台停止运行时,其余循环水泵的总流量应满足最大循环水量。对备用泵未作出明确规定。
    4 为使循环水泵的运行效率较高,各并联运行的循环水泵的特性曲线要平缓,而且宜相同或近似。
    5 本款是新增的条款。考虑到在某些情况下(例如高层建筑的高温热水系统),由于系统的定压压力会高出循环水泵扬程几倍,因此在选择循环水泵时,必须考虑其承压、耐温性能要与相应的热网系统参数相适应。

10.1.5 本条是原规范第4.1.5条的条文。
    采用分阶段改变流量的质调节的运行方式,可大量节约循环水泵的耗电量。把整个采暖期按室外温度的高低分为若干阶段,当室外温度较高时开启小流量的泵;室外温度较低时开启大流量的泵。在每一阶段内维持一定流量不变,并采用热网供水温度的质调节,以满足供热需要。实际上这种运行方式很多单位都使用过,运行效果较好。
    在中小型供热系统中,一般采用两种不同规格的循环水泵,如水泵的流量和扬程选择合适,能使循环水泵的运行电耗减少40%。
    对大型供热系统,流量变化可分成3个或更多的阶段,不同阶段采用不同流量的泵,这样可使循环水泵的运行耗电量减少50%以上。
    这种分阶段改变流量的质调节方式,网络的水力工况产生了等比失调,可采用平衡阀及时调整水力工况,不致影响用户要求。
    为了分阶段运行的可靠性和调节方便,循环水泵的台数不宜少于3台。

10.1.6 本条是新增的条文。
    随着程序控制的调速水泵的技术日益成熟,采用调速水泵实现连续改变流量的调节可最大限度地节约循环水泵的耗电量,但对热网水力平衡的自控水平要求很高,目前量调在我国基本还是作为辅助调节手段。

10.1.7 本条是原规范第4.1.6条的条文。
    1 本条文对热水热力网中补给水泵的流量、扬程和备用补给水泵的设置作了规定。结合我国的实际情况,补给水泵的流量按热水网正常补给水量的4~5倍选择是够用的。
    2 补给水泵的扬程应有补水点压力加30~50kPa的富裕量,以保证安全。
    3 这是为补给水的安全供应考虑的。
    4 补给水泵采用调速的方式,可以节能,也利于调节,保证系统的安全和稳定运行。因其功率一般不大,采用变频调速较好。

10.1.8 本条是原规范第4.1.7条的修订条文,
    热水系统的小时泄漏量,与系统规模、供水温度和运行管理有密切关系。据对调查结果的分析,造成补水量大的原因主要是不合理的取水。规范对热水系统的小时泄漏量作出规定,对加强热网管理、减小补水量有促进作用。降低补给水量不但有节约意义,而且对热水锅炉及其系统的防腐有重要作用。
    将系统的小时泄漏量定为小于系统循环水量的1%,实践证明也是可以达到的。

10.1.9 本条是原规范第4.1.8条的条文。
    供水温度高于100℃的热水系统,要求恒压装置满足系统停运时不汽化的要求是必要的。其好处是:
    1 避免用户最高点汽化冷凝后吸进空气,加剧管道腐蚀。
    2 减少再次启动时的放气工作量。
    3 避免汽化后因误操作造成暖气片爆破事故。
    但是,要求系统在停运时不汽化将产生以下问题:
    1 运行时系统各点压力相对较高,容易发生超压事故。
    2 铸铁暖气片的使用范围受到限制。
    3 采用补给水泵作恒压装置时,如遇突然停电,且没有其他补救措施时,往往无法保证系统停运时不汽化。
    因此,硬性规定供水温度高于100℃的热水系统,都要确保停运时不汽化,只能采取其他在停电时能保持热水系统压力的措施,故采用了“宜”的说法。
    采用氮气或蒸汽加压膨胀水箱作恒压装置不受停电的影响,在一般情况下均能满足系统停运时不汽化的要求。当此类恒压装置安装在循环水泵出口端时,设计是以系统运行时不汽化为出发点,系统停运时肯定不会汽化,故必须保证运行时不汽化。当此类恒压装置安装在循环水泵进口端时,设计是以系统停运时不汽化为出发点,则系统运行时肯定不会汽化,但对于“降压运行”的热水系统,仍需要求运行时不汽化。

10.1.10 本条是原规范第4.1.10条的条文。
    供热系统的定压点和补水点均设在循环水泵的吸水侧,即进口母管上,在实际运行中采用最普遍。其优点是:压力波动较小,当循环水泵停止运行时,整个供热系统将处于较低的压力之下,如用电动水泵保持定压时,扬程较小,所耗电能较经济,如用气体压力箱定压时,则水箱所承受的压力较低。总之定压点设在循环水泵的进口母管上时,补水点亦宜设在循环水泵的同一进口母管上。

10.1.11 本条是原规范第4.1.11条的修订条文。
    1 采用补给水泵作恒压装置时,一遇突然停电,就不能向系统补水。而在目前条件下突然停电很难避免,为此本条规定:“除突然停电的情况外,应符合本规范第10.1.9条的要求”。
    2 为了在有条件时弥补因停电造成的缺陷,当给水(自来水)压力高于系统静压线时,停运时宜用给水(自来水)保持静压,以避免系统汽化。
    3 补给水泵用间歇补水时,热水系统在运行中的动压线是变化的,其变化范围在补水点最高压力和最低压力之间。间歇补水时,在补给水泵停止补水期间,热水系统出现过汽化现象,这是因为补水点最低压力(补给水泵启动时的补水点压力)定得太低或是电触点压力表灵敏度较差等原因造成的。为避免发生这种情况,本条规定在补给水泵停止运行期间系统的压力下降,不应导致系统汽化,即要求设计确定的补给水泵启动时的补水点压力,必须保证系统不发生汽化。
    4 用补给水泵作恒压装置的热水系统,不具备吸收水容积膨胀的能力。因此,必须在系统中装设泄压装置,以防止水容积膨胀引起超压事故。

10.1.12 本条是原规范第4.1.12条的条文。
    1 供水温度低于100℃的热水系统,国内多数采用高位膨胀水箱作恒压装置。这种恒压装置简单、可靠、稳定、省电,对低温热水系统比较适合。条件许可时,高温热水系统也可以采用这种装置。
    高位膨胀水箱与系统连接的位置是可以选择的,可以在循环水泵的进、出口母管上,也可以在锅炉出口。目前国内基本上是连接在循环水泵进口母管上,这样可以使水箱的安装高度低一些,在经济上是合理的。因此,本条规定,高位膨胀水箱与系统连接的位置,宜设在循环水泵进口母管上。
    2 为防止热水系统停运时产生倒空,致使系统吸空气,加剧管道腐蚀,增加再次启动时的放气工作量,有必要规定高位膨胀水箱的最低水位,必须高于用户系统的最高点。 目前国内高位膨胀水箱的安装高度,对供水温度低于100℃的热水系统,一般高于用户系统最高点1m以上。对供水温度高于100℃的热水系统,不仅必须要求水箱的安装高度高于用户系统最高点,而且还需要满足系统停运时最好能不汽化的要求。
    3 为防止设置在露天的高位膨胀水箱被冻裂,故规定应有防冻措施。
    4 为避免因误操作造成系统超压事故,规定高位膨胀水箱与热水系统的连接管上不应装设阀门。

10.1.13 本条是新增的条文。
    隔膜式气压水罐是利用隔膜密闭技术,依靠罐内气体的压缩和膨胀,在补给水泵停运时,仍保持系统压力在允许的波动范围内,使系统不汽化,实现补给水泵间断运行。隔膜式气压水罐可落地布置。受该装置的罐体容积和热水系统补水量的限制,隔膜式气压水罐适用于系统总水容量小于500m3的小型热水系统。
    选择隔膜式气压水罐作为热水系统定压补水装置时,仍应符合本规范第10. 1.7条1、2款的要求。为防止占地过大,总台数不宜超过2台。