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采暖系統堵塞對燃氣壁掛爐運行的影響

  • 作者:羽順高端壁掛爐
  • 閱讀量:665
  • 發布時間:2019-09-06

燃氣壁掛爐于20世紀50年代出現在歐洲,20世紀90年代,燃氣壁掛爐開始在中國應用,2017年“煤改氣”工程開始大量進入到我國北方農村地區。農村“煤改氣”工程中,采暖系統多數由原有的燃煤系統改造,原管道系統內有大量的雜質,堵塞過濾器,導致系統水流量減少,影響壁掛爐的運行。


本文從采暖系統的運行和熱平衡兩方面分析目前采暖熱水爐在采暖系統堵塞時的運行狀況。



1、采暖系統低流量的危害

在北方“煤改氣”工程中由于采暖系統多為燃氣鍋爐系統改造過來,原系統中含有大量的雜質,在運行過程中不斷的在回水管道上的過濾器內積累導致采暖系統的阻力越來越大,采暖系統水流量會越來越低,在低流量時換熱器的換熱效果低于高流量,燃燒器處于低負荷狀態,熱效率低下。


當流量低于最小流量時將會導致壁掛爐頻繁啟停而進一步降低燃氣壁掛爐的熱效率;由于水流量低,供暖系統向外散發的熱量低,達不到采暖效果。如果過濾器完全堵塞,將有可能觸發燃氣壁掛爐的自我保護裝置。



2、不同水流量對壁掛爐運行的理論計算

目前我國北方地區“煤改氣”工程使用的機型大部分為大氣式燃氣壁掛爐。以常用的兩種機型18kW、24kW為例計算。燃氣壁掛爐系統水流量的主要動力源為水泵,水泵的性能直接影響到燃氣壁掛爐的性能,以格蘭富水泵為例,5米揚程水泵性能參數見表1。


圖片2.1.png


燃氣壁掛爐系統堵塞影響采暖系統水流量,主要是因為增加了系統阻力,而根據表1的水泵特性參數可知,系統阻力增加,水泵的流量減少,功率下降,三檔時流量為1500L/h時效率達到最高為22.7%;二檔時流量為1250L/h時效率達到最高為19.3%;一檔時流量為750L/h時效率達到最高為13.3%。



燃氣壁掛爐在設計時考慮到采暖系統堵塞等不可預知情況,設計有旁通,旁通的特性開啟壓差為0.03MPa流量小于等于50L/h,壓差大于等于0.045MPa時流量大于等于250L/h。



熱平衡計算:

P=Q/3600×C×Δt

式中:

P—燃氣壁掛爐輸出功率,W;

Q—燃氣壁掛爐系統流量,kg/h;

C—水比熱容,J/kg·℃);

Δt—燃氣壁掛爐溫差,℃。

燃氣壁掛爐設計供回水溫差按20℃計算。


圖片2.2.png

從表2和表1可以得出燃氣壁掛爐正常穩定運行區間,系統能承受的最高阻力見表3。



圖片2.3.png


系統阻力過高將會導致系統水流量過低而使得供回水溫差超出20℃,從而導致燃氣壁掛爐頻繁啟動。如果出現堵塞現象,燃氣壁掛爐采暖系統隨著運行阻力的增大,其水流量無限接近于零。此時燃氣壁掛爐的旁通系統將會開啟,保證燃氣壁掛爐主換器的水的流動避免燃氣壁掛爐發生危險。


旁通未開啟時按旁通流量為0,旁通開啟后流量按250L/h計算。旁通開啟時燃氣壁掛爐的供回水溫差見表4。


圖片2.4.png


從表4可知,燃氣壁掛爐在低負荷運轉時,如果出現燃氣壁掛爐采暖系統突然堵死時,18kW和24kW機型供回水溫差分別為29.3℃和32.7℃,假設采暖系統此時正常運轉回水溫度為60℃,此時供水溫度會急速升高,但是不會達到極限溫度開關的設定溫度,燃氣壁掛爐會自動停機而不會出現超溫報警或別的危險事故。


如果燃氣壁掛爐在滿負荷運轉時突然堵塞,有可能出現燃氣壁掛爐出口溫度超出極限溫度,觸發燃氣壁掛爐的自我保護。



3、采暖系統堵塞的判斷與處理

燃氣壁掛爐的使用過程中,特別是舊系統改造的燃氣壁掛爐,需注意燃氣壁掛爐的狀態,如有發現燃氣壁掛爐異常時需及時準確的判斷,以免影響到正常采暖。



1、如果燃氣壁掛爐剛啟動時,一直小火燃燒而不會轉成大火快速提高水溫,并且燃氣壁掛爐出水溫度一直處在很高的溫度且回水溫度很低。此時很可能出現系統堵塞情況,導致供回水溫差很高,系統一直在小火狀態但出水溫度已達到定溫度,房間卻沒達到采暖效果,此時應檢查過濾器是否堵塞。檢查主管道閥門是否完全開啟。


2、燃氣采暖爐運行一段時間后燃氣壁掛爐開始出現燒到溫度熄火,而且頻率越來越快,此時應檢查過濾器是否堵塞。


3、采暖季第一次運行燃氣采暖爐,一開機就迅速升溫后熄火,甚至達到極限溫度,燃氣壁掛爐報超溫故障,此時應檢查水泵是否正常、過濾器是否堵塞、主管道閥門是否開啟和主管道是否堵塞。



總結

1、燃氣壁掛爐自身具有一定的克服系統堵塞而帶來不利影響的能力,在系統阻力低于0.0447MPa時能夠正常運行。燃氣壁掛爐的安全措施能夠避免由于燃氣管道堵塞而帶來的安全風險。


2、針對于我國北方“煤改氣”工程,舊系統改造工程等采暖管道系統雜質多,在運行過程中易于堵塞,在安裝完成后一定要按要求對采暖系統管道吹掃。


3、對于舊系統改造而且可預期系統內雜質較多,可能出現吹掃不干凈時,在燃氣壁掛爐與散熱系統匹配合理時,需指導用戶在燃氣采暖系統出現啟停頻繁時,需檢查過濾器是否堵塞。


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