常压锅炉供热系统常压控制方式的见解
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摘要： 通过对常压锅炉供热系统几种控制方式的比较，提出了吸水侧补水膨胀水箱加回水自动启闭阀的控制方案最佳，以及提出适用于分户热计量的动态平衡系统。
常压锅炉即无压锅炉，其供热系统的特点是热水循环系统启闭运行时锅炉均不受压，同时保持供热系统的满水位。在运行和停止时，系统水均不会外溢。常压锅炉供热系统虽有欠节能之嫌，但由于其造价低、无爆炸危险、布置灵活的优点，因此常压锅炉技术在城镇得到广泛应用。
常压锅炉技术虽广受欢迎，但在除锅炉出水口必须置于循环水泵的吸水侧外，如何隔开锅炉和用户系统，如何控制系统水压对锅炉的影响，如何保持系统水位不外溢，采用什么可靠的工艺系统和控制元件，诸如此类的问题是常压锅炉热源供热系统优化设计值得探讨的问题，本人从研究过的常压锅炉资料中总结出几点个人见解，提出以下几种常压锅炉供热系统控制方式的方案，供专业人员参考和讨论：
方案一：回水侧减压水箱加浮球阀或液压液位控制阀控制。
如图1所示，该系统见于早期的常压炉供热系统，其减压回水箱为常压，隔开水压对锅炉的影响，浮球阀控制系统启闭运行和静水位。由于浮球阀和液压液位控制阀均为浮子控制元件，短期使用便易损坏失控，自动控制最终成为手动阀控制，而不能及时有效的控制启闭，致造成系统失水严重，大量补水和热能浪费使系统运行费用增大。又由于减压回水箱直通大气，回水旋流挠动性大，溶氧量增大，加剧系统氧腐蚀。
方案二：回水侧减压回水箱加电磁阀，电动阀控制
如图2，为有效控制系统启闭运行，该常压炉供热系统，采用大口径电磁阀。但该阀理论启闭时间为9～10秒钟，实际启闭时间还会更长，每次完成启闭时仍有水外溢，加之电磁阀的频繁启动，阀瓣磨损严重，又由于系统水的不洁净，含杂质较多，启闭时有卡住的现象，使之不能持久使用，最终仍然成为手动阀控制。电动阀的启闭时间比电磁阀还长，同样存在上述问题，此种方式亦达不到经久耐用的理想的效果。
方案三：吸水侧常压补水膨胀水箱加回水自动启闭阀控制。
如图3所示，该常压炉供热系统将补水膨胀水箱置于锅炉出口与循环水泵吸水口侧，热源呈低位布置，箱低与出水管之间距离至少应≥500mm，锅炉与水箱相通为常压。系统启闭采用回水自动启闭阀控制，该阀利用水泵出口较大压力的水力传动管将阀瓣打开，锅炉进出水量平衡，补水箱水不会外溢，锅炉不承压，水泵停止时，水力管无压即关闭。由此启闭迅速、灵敏使用持久。由于水箱补水管置于水泵吸水口侧，系统缺水时能够及时得到补充，安装高度水头可有效防止水泵汽蚀。由于回水不再直接通过水箱，系统溶氧量减少，减缓系统腐蚀，运行效果较好
方案四：楼顶布置，吸水侧常压补水箱、回水流量调节阀控制
上述常压锅炉热源供热系统均为楼底布置，存在循环水泵扬升，电能消耗较大的缺点。
如图4所示，该常压锅炉供热系统可在楼顶布置，耗电小。水泵吸水侧补水箱和锅炉出水管呈常压，且安装高度容易覆盖热源系统高度，保护机组系统满水位安全运行，回水设流量调节阀，此时只需调节流量平衡，不用考虑低位布置时的静压高的问题。省去保持和控制系统静水位的控制元件，不再担心水系统压力对锅炉的影响。由于热源系统高位布置，水泵消耗在水位提升方面的能量很小，电能消耗亦很小。此系统是常压锅炉较理想的供热系统。
方案五：适合分户热计量的常压炉单级泵一、二次水供热动态平衡系统。
=实现分户热计量时，供热系统由静态系统转变为动态系统，即由定流量转变为变流量或定流量和变流量的混合系统。此时如果某些用户关闭或调节都将影响系统流量和压差发生变化。此系统采用旁通式自力式压差控制阀，该阀在额定压差范围内阀塞为关闭状态，工作压差一旦超过额定压差，自动阀塞开启，自动调节开度，在压差的作用下保证控制压差不变。起到恒定热源系统流量，支持用户系统变流量运行。该系统为单级泵系统的一、二次水系统，适合小型热源处调节二次水的变流量运行。
该系统配套使用气候补偿器，根据室外气温变化而改变供水温度。保证热源输出热量等于用户实际用热量，达到节能的目的，其运行效果更佳。
通过以上分析，得出一下结论：
1.方案三使用效果最好。优于其他几种控制方案。系统简洁，启闭迅速灵敏、压力稳定、溶氧量少、安全可靠。
2.方案五适合于小型热源调节二次水的变流量运行，配套使用气候补偿器随室外气温变化随时改变供水温度，更具节能效果。该系统也适于供热系统改造。
3.应该指出，常压锅炉如在低位布置，循环水扬升，耗能比闭式系统大，不节能。但在一定客观条件下必须选用时，设计时应注意最佳工艺方案的选择，使常压锅炉供热系统发挥出更好的效果。
参考文献：
《小型和常压热水锅炉安全监察规定》.国家质量技术监督局第11号