從表1可見,壁溫和管內水流速關系很大。快裝熱水鍋爐若采取純自然對流循環,則管內(上升管)流速很難達到0.2m/s(計算許多鍋爐的上升管水流速多為0.1m/s以下),這時若要求不發生表面沸騰,則要求水壓為0.44MPa,而表壓要求0.4MPa,假定采用前蘇聯標準0.6m/s的上升管流速的強制循環,則水壓有0.1MPa就可以防止表面沸騰。
設計壓力即使為0.7MPa,但運行中的實際壓力取決于系統流阻。小型熱水鍋爐所對應的熱力系統的流阻常使鍋爐運行壓力為0.4至0.5MPa(表壓則為0.3至0.4MPa),若上升管流速確能保證0.2m/s以上,則有可能防止表面沸騰。另外,運行中常表現為進出水為低溫差70℃~80℃或65℃~85℃,這時會有更低的密度差,從而有更小的升力和更小的自然循環流速,使表面沸騰更易于發生。
有人可能認為:若水不含鹽堿則發生表面沸騰也不可怕。問題是:(1)中國含鈣鎂鹽的水的地區相當寬廣,且越來越多地用地下水,井越開越深,含鹽濃度越來越高;(2)所用軟化水皆為陽離子交換式,以鈉代鈣已不徹底,且由于使用小型熱水鍋爐用戶的運行工人訓練較差,經常不以食鹽水恢復水處理設備的工作能力,也不經常對水垢進行機械清除和酸、堿清除。以上兩條原因使常壓和自然循環鍋爐實際使用壽命縮短了許多倍。
還應考慮的另一個因素是:現在,常壓鍋爐變成誰都可搞,勞動部門基本管不著,許多完全不懂鍋爐設計、制作及安裝、運行的單位都可搞,變成“雨后春筍”,實際上會形成事故更加頻繁得多的局面。
在常壓鍋爐設計制造中,用材方面并非節約很多,管子一樣是?φ51×3之類,至于鍋筒及封頭或管板之類,設計中有個不小于6mm的規定。6mm和8mm或10mm相比能節省多少?與日后頻繁地爆管及結垢后的整體燒毀相比,經濟上并不一定合算。
3 結論
筆者認為對常壓和自然循環采暖熱水鍋爐應有條件地提倡,例如:①家庭用電加熱鍋爐和燒油(汽)鍋爐,功率在5×104kcal/h以下;②不管何種熱水鍋爐,都應經過認真的具體計算,且使用的循環方式在工作壓力下不會發生飽和沸騰及表面沸騰。
總之,為安全計,熱水鍋爐既要有循環流速又要有壓力,必須以不發生飽和沸騰及表面沸騰為設計中的必要條件。
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