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燃气壁挂锅炉浅析

时间:2006年4月6日10:49 编辑:北京建筑工程学院城建系 孙金栋

  燃气壁挂锅炉是小型锅炉的一种,最早出现于上个世纪三十年代的欧洲,随着当时欧美国家经济的快速发展,能源结构形式转变成以油、气等清洁能源为主,人们对于生活环境和生活质量的要求不断提高,在一些大型公寓和居民建筑开始采用壁挂锅炉。早期的壁挂锅炉主要用于供暖,如今的壁挂锅炉已发展成为供暖和供应生活热水两用换热设备。
  燃气壁挂锅炉结构形式比较简单,简单地说由三部分组成:燃烧设备、换热设备、自动控制和安全保护装置。燃烧设备主要是由燃气燃烧器、点火装置、燃烧室、送风与排烟系统组成。壁挂锅炉的内部换热设备中最简单的是采用套管换热器,也就是生活热水套在采暖换热器内,直接由火来加热,其特点是结构简单、出热水快、价格低,问题是热水温度波动大,锅炉启动频繁,易产生水垢;另一种被普遍应用的结构形式是生活热水采用间接加热,即通过板式换热器来换热,其优点是热水出水温度稳定,不易产生水垢,是目前壁挂锅炉应用最多的方式;另一种结构形式是采用容积式换热器或板式换热器加容积式蓄热罐,其优点是换热效率更高,出热水更及时,水温波动最小,锅炉开、停次数少,但结构相对复杂、价格较昂贵,通常仅在高档锅炉中采用。自动控制及安全保护装置主要有风压开关、流量开关、熄火保护、缺水保护、过热保护、温度传感器和控制器组成。
  燃气壁挂锅炉的工作过程可以简单看成由两个过程组成:一个是燃烧过程,是指燃料与空气混合着火燃烧释放出化学反应热的过程;另外一个是传热过程,是指把燃料燃烧释放的化学反应热通过受热面传递给水的过程。我们把燃气供给阀打开,按下启动按钮,燃气壁挂锅炉将自动完成整个燃烧和换热过程。首先是风机启动,风压开关工作,空气进入进行20秒的前吹扫,然后燃气电磁阀打开,燃气进入燃气燃烧器,同时点火变压器开始工作,将220V电压变成6000V以上高电压,两个点火电极彼此放电(若一个电极则是对地放电)形成电弧把燃气引燃,熄火保护装置执行保护工作监视燃烧室火焰状况。燃气在燃烧室中燃烧,把换热器中的锅水加热,锅水温度升高用于供暖或将生活热水加热,水把燃气燃烧形成的化学反应热进行有效吸收,完成热量的传递过程。
  起源于欧洲的分户独立采暖,极大地促进了壁挂锅炉的普及和进一步发展,燃气壁挂锅炉是欧洲国家家用采暖的最主要供热热源;除公共建筑和大型公寓外,民用建筑中有60%左右采用壁挂锅炉方式采暖。欧洲等发达国家使用壁挂锅炉已经处于成熟阶段,然而壁挂锅炉进入我国的历史还不长,在上个世纪八九十年代开始兴起,经过十几年的发展,壁挂锅炉已经成为分户独立供暖的主要供热热源
  由于现代人对个性化、环保性、舒适度的普遍追求,作为新兴采暖方式的一种,壁挂锅炉正切合了这一需求。壁挂锅炉的功率一般在18kW~32kW,比较适合于300m2以下的住宅使用,特别是安装于普通公寓住宅、楼房,通常它是单独使用,为家庭提供采暖及生活热水。随着我国能源形势的变化,燃气壁挂锅炉的发展趋向于高效、低污染方向。冷凝式壁挂锅炉是目前研究和发展的重要方向。天然气锅炉烟气中水蒸气容积成分一般在15%~19%,冷凝锅炉正是回收利用了烟气中水蒸气的汽化潜热来提高锅炉的效率,我们对于冷凝锅炉的研究起于1998年,目前还有一些问题尚在研究中。低污染燃烧目前主要有两个方向:一个方向是全预混低NOX(氮氧化物)燃烧技术,另一个方向是催化燃烧技术。提高壁挂锅炉效率,减少污染物排放量是燃气壁挂锅炉可持续发展的关键,我国城市用能结构的变化,也将会极大地促进燃气壁挂锅炉行业的发展。
 
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