山东省特种污水源超高温热泵技术研究中心山东省特种污水源超高温热泵技术研究中心 潍坊市地源热泵工程技术研究中心潍坊市地源热泵工程技术研究中心 三、燃气三、燃气/燃油中央热水（间接加热）机组技术介绍燃油中央热水（间接加热）机组技术介绍 创新科技、全球共享创新科技、全球共享用途：用途： 可配合中央空调采暖或供生活热水亦可采暖同时供应生活热水。内置换热器，水质清洁。最多可分为四组回路分别提供取暖和热水，标准配置出水口压力1.6Mpa。3.13.1燃油、燃气（间接加热）中央热水机组燃油、燃气（间接加热）中央热水机组我国总的能源特征是“富煤、少油、有气富煤、少油、有气”。我国拥有丰富的煤炭资源，2000 年探明储量达1145 亿t ，储采比为116 年。与此同时，如前文所述，随着西部气田的开发和西气东输的实现及国际化能源合作项目的开展，天然气在我国能源结构中的比例将有大幅度的提高。煤炭因其储量大和价格相对稳定，在本世纪前50 年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主导地位。但预计煤炭占一次能源比例将由1999 年67.8 %、2000 年63. 8 %下降到2005 年50 %左右。由此可见，在未来相当长的一段时期内，燃煤工业中央热水机组仍将是我国工业中央热水机组的主导产品，且以中大容量(单台容量10t/ h) 居多(比例 50 %) ，但中小型的生产和生活用燃煤中央热水机组在一、二十年内不可能很快退减，只是其应用将退出中心城区。未来市场对工业中央热水机组的需求将是高效燃煤工业中央热水机组，尤其是采用洁净燃烧技术的高效工业中央热水机组。对于层状燃烧的工业中央热水机组，将更多燃用洁净的洗选块煤、型煤及动力配煤。除此之外，为了适应环保要求提高的需要，燃用天然气、液化气、煤层气、电或其它清洁能源的高效工业中央热水机组的需求将显著提高。另外，利用诸如秸杆、木屑、生活垃圾等生物质燃料和再生能源的中央热水机组市场将进一步拓宽。从燃料结构上看，在中从燃料结构上看，在中小型中央热水机组中，燃煤中央热水机组约占小型中央热水机组中，燃煤中央热水机组约占80 % ，油气中央热水机组占，油气中央热水机组占15 %以上，以上，电热中央热水机组占电热中央热水机组占1 %以上，少数中央热水机组则以黑液、甘蔗渣、生物质等为燃料以上，少数中央热水机组则以黑液、甘蔗渣、生物质等为燃料。3.23.2能源供应结构的影响能源供应结构的影响 煤、石油、天然气都属于化石燃料，是世界三大一次能源，其中煤和天然气的发现和应用历史都在2600年以上，成书于春秋战国时期的山海经（山经）是我国最早记载天然气和煤炭的书籍。南山经曰“又东四百里，曰令丘之山，无草木，多火。”这里的火就是天然气。 虽然我国是最早发现使用天然气的国家之一，但和造纸术等虽然我国是最早发现使用天然气的国家之一，但和造纸术等其它的发明创造一样，我国的天然气实际应用远远落在了欧美国其它的发明创造一样，我国的天然气实际应用远远落在了欧美国家的后面家的后面，当前世界能源消费结构中，石油平均占.、天然气平均占.，煤炭平均占.。世界主要能源消费国的能源消费结构中，石油一般占.左右，天然气一般占左右。年我国能源消费结构中，石油所占比例为.，天然气所占比例仅为.，均低于世界平均水平和主要能源消费国的一般水平。而煤炭所占比例为而煤炭所占比例为.，远远高于世界平均水平。远远高于世界平均水平。 . 锅筒内在微负压状态下运行，不存在承压，另外我们还采用了双重超压保护装置以防万一。采用了一套安全阀门，超压力可以泄压；另外我们有锅筒内压力远传系统，锅筒内压力与电脑控制柜连接，如果出现超压时，电脑控制柜立即切断燃烧器，停止燃烧，并响事故警铃。根据国务院特种设备安全监察条例的有关要求，间接式燃油（气）中央热水机组属于常压中央热水机组系列，目前不列入监察管理范围，不需要办理任何手续。常压热水中央热水机组直通大气，象烧开水一样简单，任何故障都不会造成中央热水机组有压，中央热水机组更安全可靠，真正做到无任何危险 2.4.1安全安全 锅筒内在开式状态下运行，锅筒内的水一次性加入，基本不需要补水，盘管在锅筒内蒸汽部分加热，盘管外壁不结垢，热阻小。采用了多回程一次成型制造技术，烟管内设置扰流片增加烟气换热，换热比较充分。自动控制系统保证锅筒内温度的恒定，热量散失小。我们设计的中央热水机组热效率达到了90%。 采用锅壳式全湿背三回程结构，动态加热，换热充分增加炉膛的幅射换热面积，使中央热水机组的换热以幅射换热为主，既减少二、三回程的换热负担，同时让燃料充分燃烧，减少有害气体生成量 大炉胆技术：有效增加了机组辐射受热面积，降低了NOx排放量；-NOx是氮氧化合物的总称 3.4.2节能、环保节能、环保 由于炉体设计比较小巧，为了增大烟气阻力，增强换热效果，我们在烟管内设计了扰流片，扰流片选用耐高温不锈钢材料，扰流片与烟管采用活动式接触，扰流片可以从烟管中抽出，便于更换和烟管清灰。3.4.3 清洁清洁1）内置扰片）内置扰片 内置式铜管换热器，换热效率高，水质清洁3.4.3 清洁清洁2）内置式铜管换热器）内置式铜管换热器 整体采用方形结构，整体喷涂，外形紧凑美观。 3.4.4 美观美观1.主机负压运行，多重安全保护措施，安装、使用无需监检及年检2.中央热水机组具有电压超高、超低保护，当电源电压超出正常范围后，自动切断中央热水机组电源并报警。3.中央热水机组具有温度传感器异常保护，每次开机后，中央热水机组控制系统首先检测传感器情况，如异常则自动切断中央热水机组电源并报警。4.中央热水机组具有缺水报警功能：当中央热水机组水位低于锅安全水位时，自动切断中央热水机组电源并报警。5.燃烧器熄火故障报警6.中央热水机组超压声光报警7.燃烧器马达过载、故障保护8.自动停机保护，内容如下：a)燃烧器故障自动停炉、人工复位b)燃气压力极低自动停炉、人工复位c)中央热水机组超压自动停炉、人工复位 3.4.5 可靠可靠进口燃烧器（意大利利雅路），高效燃烧，噪音、废气排放极低进口燃烧器（意大利利雅路），高效燃烧，噪音、废气排放极低。3.4.6 环保环保安装使用方便：安装使用方便： 1、常压中央热水机组不承压，可安装在建筑物的地下室或一层内，尤其是可在人口密集的地方安装。 2、中央热水机组与换热器的一体化设计，节省空间，大大减少占地面积。 3.4.7 简便简便1. 1.横纹管技术：横纹管技术：有效破坏烟气层流边界线，强化传热，且阻力较小，具有国际先进水平。2. 2.大炉胆技术：大炉胆技术：有效增加机组辐射受热面积，降低Nox排放量，缩小机组体积，国内独有，具有国际先进水平。3. 3.大烟管技术：大烟管技术：实现湿背三回程结构，等阻力流动，降低低烟气流动阻力。4. 4.扰流子技术：扰流子技术：有效破坏燃气层流边界，强化传热。弹簧扰流子在国内独有独家应用在热水机组上，低阻高效，具有国际先进水平。5. 5.智能控制系统：智能控制系统：实现机组全自动无人值守，远程控制。国内领先水平。内置换热器采用无切削挤压鳍片管技术；增加换热器受热面积，强化传热。国内独家应用在热水机组上，具有国际先进水平。3.4.8 科技创新科技创新燃油/燃气中央热水机组不同于燃煤中央热水机组，它需要使用燃烧器将燃料喷入中央热水机组炉膛，采用火室燃烧而无须使用炉排设施。由于燃油燃气中央热水机组燃烧后均不产生燃料灰渣，故燃油燃气中央热水机组无须排渣设施。喷入炉内的油气如果与空气在一定范围内混合或熄灭，就容易爆炸。因此燃油燃气中央热水机组均需采用自动化的燃烧与控制系统。燃油燃气中央热水机组结构紧凑，小型的中央热水机组本体及其通风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上，大中型的也可组装出厂。现将燃油燃气中央热水机组的主要受压元件与连接方式分述如下：1）火管中央热水机组的主要受压元件：锅壳、管板、炉胆、烟管；2）水管中央热水机组的主要受压元件：锅筒（汽包）、水冷壁、中央热水机组管束、蛇形管、集箱；3）燃油燃气中央热水机组的主要受压元件的连接方式：主要为焊接，部分也可胀接。3.5.13.5.1燃油燃气中央热水机组结构特点燃油燃气中央热水机组结构特点 1）、卧式内燃火管中央热水机组）、卧式内燃火管中央热水机组（1）定义锅壳纵向轴平等于地面且燃烧室包含在本体里面的火管中央热水机组称卧式内燃火管中央热水机组。（2）卧式内燃火管中央热水机组的特点炉胆是该类型中央热水机组的燃烧室。燃烧器喷嘴置于炉胆前部，燃烧产生的高温烟气延伸到后部，离开炉胆后折返空间（回燃室），近返后进入第二回程（烟管），如折返一次则称二回程中央热水机组，如折返二次则称三回程中央热水机组，以此类推，一般折返次数不超过四次，最常见的是三回程中央热水机组。此类型中央热水机组根据炉胆后部烟气折返空间的结构型式可分为干背式中央热水机组和全湿背式中央热水机组（干背式中央热水机组和全湿背式中央热水机组的结构简图见蒸汽中央热水机组安全技术监察规程第17页图4-1）。干背式中央热水机组的烟气折返空间是由耐火材料转围成的；全湿背式中央热水机组的烟气折返空间是由浸在水中的回燃室组成的。另外有一种中心回燃中央热水机组：即炉胆后壁密封在锅壳里面，烟气碰到后由炉胆四周内壁折回前部。此类中央热水机组也可视为全湿背式中央热水机组。干背式中央热水机组虽然结构简单，但炉胆后部的耐火材料容易损坏，且后管板经常受到高温烟气的直接冲刷，温差较大，所以干背式中央热水机组属于淘汰型，目前基本上很少有厂家生产；全湿背式中央热水机组虽然结构复杂一点，但避免了折返空间的烟气密封问题，更适合于全湿背式中央热水机组虽然结构复杂一点，但避免了折返空间的烟气密封问题，更适合于微正压燃烧，所以目前大多数厂家的此种类型的中央热水机组均为全湿背式。微正压燃烧，所以目前大多数厂家的此种类型的中央热水机组均为全湿背式。 3.5.2燃油燃气中央热水机组类型燃油燃气中央热水机组类型 2）水管中央热水机组 当中央热水机组容量容量30 t/h时时，水管中央热水机组的各项指标明显优于火管中央热水机组，唯一需要注意的是燃油气的燃烧特性要求微正压通风，所以对炉墙的强度和密封要求都很高。水管中央热水机组的主要型式有D型、A型和O型。三种型式的共同特点是：卧式布置，燃烧器水平安装，操作检修方便，宽高度尺寸较小，长度伸缩性较大，适合于锅筒系列化生产。其中D型中央热水机组是双锅筒纵置式，右（左）侧为水冷壁，左（右）是上锅筒之间的对流管束，根据需要可布置过热器或省煤器；O型也是双锅筒纵置式，上锅筒长，下锅筒短，前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连，燃烧器前部布置；A型单锅筒纵置式，炉膛和对流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成，前部布置燃烧器，本中央热水机组尾部可设过滤器。3）小型立式中央热水机组 锅壳纵向轴线垂直于地面的中央热水机组为立式中央热水机组。其燃烧器一般布置在炉顶。中心是一个炉胆，烟气在炉底折返向上流动，冲刷翘片管形成的夹套中被加热，在上部分离出蒸汽；燃烧器也可布置在下部侧面，在炉胆中燃烧后向上冲刷烟管，水在烟管外锅壳里被加热水在烟管外锅壳里被加热。3.5.2燃油燃气中央热水机组类型燃油燃气中央热水机组类型 根据热媒类型，中央热水机组有蒸气中央热水机组、热水中央热水机组，其中热水中央热水机组又可分承压中央热水机组，常压中央热水机组和真空中央热水机组。具体情况如下： A、承压热水中央热水机组，是在锅筒内装满水，通过炉膛直接燃烧加热形成热水，一般承压热水中央热水机组的出水温度能达到100左右，要确保热煤在常压条件下不发生汽化，供水温度一般不超过95。承压中央热水机组系统需要设置水-水换热器，热水系统必须设有一次和二次系统，系统比较复杂，附属设备较多，机房面积大，投资费用也相对较高，另外，由于系统带压，安全性方面也差些。 B、常压热水中央热水机组也称为大型燃油（气）热水器，是中央热水机组燃烧加热水，而将换热盘管浸在热媒水中，热媒水升温后通过水-水换热作用原理加热盘管中的水，一般供、回水温度能够达到95-70左右。由于该系统有接口直通大气，因此，其系统内水压为常压，所以称常压中央热水机组。 C、真空热水中央热水机组是利用负压状下汽一水换热（真空凝结换热）而加热盘管中的循环水，由于炉内压力低于大气压，因此是最安全的中央热水机组，同时，效率也是最高的，但由于真空中央热水机组的换热原理的限制，其出水温度一般在85以下，一般供热系统的供回水温度为80/60。 3.5.3关于中央热水机组机型问题关于中央热水机组机型问题随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，城市高层民用建筑的快速崛起，国家对环保工作提出更高要求，油气资源的大力开发，燃油燃气中央热水机组应用逐年上升。综观最近几年燃油燃气中央热水机组的发展炮，我们可以总结出未来的发展趋势如下：1）中央热水机组的高效率。2）结构简单。3）使用简易配套的辅机。4）全智能化自动控制并配有多级保护系统。5）配备燃烧器（送风机）和烟道消音系统，降低中央热水机组运行的噪音。6）应装备自动加药装置，水处理装置。7）配备其它监测和限制装置，至少应保证中央热水机组24小时无监督安全运行。 该产品与直接加热中央热水机组相比具有以下突出特点该产品与直接加热中央热水机组相比具有以下突出特点:1、无压：按常压中央热水机组设计,本体无压与大气相通,不属于热水中央热水机组安全技术监察规程监察范围，机内换热机构也不属于压力容器，属常压中央热水机组范畴,所以安全可靠。2、本体不结水垢,无需严格的水处理设备,可节省数万元软水设备资金,并且不会产生过热过烧的现象,安全高效,使用寿命长。3、省空间：机房不需另设换热器、水泵等设备,节省机房面积减少设备投资。4、完全克服了CWNS型常压中央热水机组用浮子机构控制回水而经常出现的跑水现象和无法回避的影响正常运行的先天性缺陷。5、在满足承重的前提下可安装在地面、楼层和顶层何部位。6、无黑烟：烟气的林格曼黑度为零级，属环保产品。7、高效：采用国际先进的换热技术，热效率高于89%。间接加热的特点间接加热的特点( (专利专利)200920020206.5)200920020206.5多功能间接式中央热水机组多功能间接式中央热水机组1、暖气采暖与卫生热水的理想热源(可制取20-90热水),一机用(供暖或空调、洗浴)。2、作为中央空调热源主机与中央冷水机组并联,共用水泵、管网及末端设备,实现冬暖夏凉。3、为各类楼堂馆所提供24小时不间断的洗浴热水。4、为各类企、事业单位提供工艺用热水。5、为中央热泵机组提供辅助热源。6、一机多系统供暖,为工作压力不同的采暖系统解决供应水压差问题。燃油气(电热)间接加热式中央热水机组绿特燃油（气）热水机组标准配置绿特燃油（气）热水机组标准配置部部 件件 名名 称称材材 料料 材材 质质标标 准准锅筒Q235BGB3274炉胆Q235BGB3274管板20gGB711烟管20GB3087喷塑面板Q235框架铝合金原装进口燃烧机意大利利雅路 蒸汽锅炉蒸汽锅炉 燃油（气）中央热水机组燃油（气）中央热水机组锅炉房要求锅炉房要求 蒸汽锅炉房要求高，一般需要独立的锅炉房。防爆要标高求要（需经技术监督局、消防认可）燃油（气）中央热水机组可以放置在地下一层、二层、屋顶、中间楼层。防爆只需要符合消防要求即可（机房面积10%泻爆口）。系统及配置系统及配置 系统配置复杂，需要配置软水器、软水箱、板换、容积式换热器、温控等。需要专业安装公司安装。系统配置简单，采暖直供，热水配水箱。初投资初投资 二者投资差不多。附件投资及安装增加锅炉款的30%以上。整体节省。系统效率系统效率 锅炉效率85%，系统效率低于70%（凝结水损失、排污损失、冒跑滴漏严重）。燃油/燃气中央热水机组效率92%，系统效率90%以上。寿命寿命 氧腐蚀、结垢持续发生，一般不超过10年。无氧腐蚀、结垢，20年以上。操作维护操作维护 需专业人员持证上岗。每年需年检，洗炉等。无要求其它其它 蒸汽锅炉爆炸危险性大，如操作不当便会变成一个定时炸弹，再民用供暖行业应用不多。但在医院、超高层建筑普遍使用。 承压热水锅炉承压热水锅炉 燃油燃油/气中央热水机组气中央热水机组 锅炉房要求锅炉房要求 承压热水锅炉一般需独立锅炉房。防爆要求高（需经技术监督局、消防认可），容量不限。 燃油/燃气中央热水机组可以放置在地下一层、二层、屋顶、中间楼层。防爆只需要符合消防要求即可（机房面积10%泻爆口）。 系统及配置系统及配置 系统配置较简单，直接供暖，需配除氧器。需要专业公司安装，洒店供热系统与常压锅炉相同。 系统配置简单，采暖直供，热水配水箱。 初投资初投资 锅炉略便宜，考虑安装、除氧器、锅炉房等因素后总投资增加。 燃油/燃气中央热水机组总体节省。 系统效率系统效率 锅炉效率90%，系统效率高，但结垢后效率逐年下降。 燃油/燃气中央热水机组效率92%，系统效率90%以上。 寿命寿命 氧腐蚀、结垢持续发生，一般不超过10年。供暖应用存在严重的回水冷凝腐蚀，甚至1-2年就报废。 无氧腐蚀、结垢，20年以上。 操作维护操作维护 需专业人员持证上岗。每年需年检，洗炉等。 无要求 其它其它 承压热水锅炉是北方供暖的主流设备（单台容量可以大于4T），但承压锅炉如操作不当易产生爆炸危险，并且也会产生氧腐蚀。燃油/燃气中央热水这就多区供暖系统简单，安全，不会有氧腐蚀。