承压、常压、真空热水锅炉,三种锅炉的工作原理、应用和区别

   2025-02-21 120
核心提示:锅炉简单来说由‘锅’和‘炉’组成,通过‘炉’内燃料燃烧来加热‘锅’内的水。按照‘锅’内所承受压力的性质,可分为承压锅炉(正压)、常压锅炉(常压或无压)和真空锅炉(负压)。一、承压锅炉(热水、蒸汽)承压锅炉是指锅炉内部的汽水系统由密闭的容器和管道组成,

锅炉简单来说由‘锅’和‘炉’组成,通过‘炉’内燃料燃烧来加热‘锅’内的水。按照‘锅’内所承受压力的性质,可分为承压锅炉(正压)、常压锅炉(常压或无压)和真空锅炉(负压)。

一、承压锅炉(热水、蒸汽)

承压锅炉是指锅炉内部的汽水系统由密闭的容器和管道组成,工作过程中受到火焰加热,将水加热为蒸汽或热水,在工作中承受流体压力的一种特种设备。

承压锅炉包括蒸汽锅炉和工作压力大于0.1MPa 的热水锅炉,用以满足工业生产和供暖等领域对热能的需求。

1、工作原理

燃料在炉膛内燃烧产生高温烟气,通过换热器加热水,使锅炉内的水吸收热量升温。由于锅炉是密闭的,随着水温升高,水的体积膨胀,压力也随之升高,形成一定压力的热水或蒸汽。

热水或蒸汽进入外部系统中,在热水循环泵或蒸汽自身压力的推动下循环,将热量输送到各个用热设备,热交换后回到锅炉重新加热,如此循环往复。

2、应用场景

承压锅炉广泛应用于工业生产,如化工、纺织、印染、造纸等行业,提供蒸汽或高温热水,用于驱动涡轮机、加热设备和生产过程中的其他需求。

在集中供热领域,承压锅炉为城市大面积的居民住宅、商业建筑等提供采暖热水和热水供应。

此外,承压锅炉也用于对蒸汽或高温热水有需求的场所,如一些大型的医疗机构、科研单位等。

二、常压热水锅炉

常压锅炉也叫无压热水锅炉,是一种顶部设有通大气口,锅炉本体始终处于常压运行状态的无压热水锅炉。

常压锅炉为开放式系统,在大气压力下工作,锅筒内水位不能达到满水状态。常压锅炉主要用于生活所需,如澡堂洗浴、酒店住宿、冬季采暖等。

1、工作原理

常压锅炉按工作原理分为直接加热式和间接加热式:

1)直接加热式

锅筒内装满水,燃料在炉膛内燃烧直接加热锅筒内的冷水,产生热水,通过循环水泵输送到用户端。系统水与外界大气相通,压力始终保持在常压状态。

2)间接加热式

在锅炉本体中加装了换热盘管,燃料燃烧先加热热媒水,热媒水升温后再通过换热加热盘管中的冷水,产生热水。为提高换热效率,通常配置内部循环泵强制热媒水流动。

常压热水锅炉在大气压力下工作,因此不会产生高压蒸汽。热水通过循环水泵抽吸,加压后送至用户,再通过自动启闭阀流回锅炉房。

2、应用场景

常压锅炉常用于一些对压力要求不高、规模较小的场所,如澡堂洗浴、酒店住宿、冬季采暖等。由于其安全性较高,适合在居民区和公共设施中使用。

在一些经济相对不发达、对供热要求不是特别高的地区,如部分农村地区、乡镇等,常压锅炉也有一定的应用。

三、真空热水锅炉

真空锅炉通过真空抽气,在锅炉内部形成一个密闭的真空腔。通过燃烧加热真空腔内的热媒水,产生低温蒸汽,再通过换热盘管加热外部系统的循环水。

真空锅炉通过降低内部压力使水在较低温度下沸腾,不存在爆炸危险,安全性好、品质高。

1、工作原理

通过燃烧或其它方式加热炉体内的热媒水,利用水在低压情况下沸点低的特性,使热媒水快速沸腾蒸发为水蒸气。

热媒水蒸气在换热器表面凝结,将热量传递给换热器内的冷水,使冷水升温,用于外部的供暖或热水供应。

整个运行过程中,热媒水的吸热气化、放热凝结,都是在机组内部的真空环境下封闭循环,理论上不增加、不减少。

2、应用场景

真空锅炉主要用于民用领域,如酒店、住宅、办公楼、洗浴中心、学校、商场等,提供采暖和生活热水。

真空锅炉也可用于一些对环境要求较高、对安全性能较为关注的场所,如疗养院、幼儿园等。

真空锅炉还适用于一些对水温要求不是特别高,且希望系统运行简单、安全节能的场所。

四、三种锅炉对比

1、定义和结构:

承压锅炉为密闭系统,工作压力大于 0.1MPa,包括蒸汽锅炉和热水锅炉。

常压锅炉为开放式系统,工作在大气压力下,没有工作压力。

真空锅炉为真空腔结构,工作在真空状态下,产生低温蒸汽。

2、工作原理:

承压锅炉通过燃料燃烧产生高温烟气,加热水产生蒸汽或热水,蒸汽在一定压力下进入设备系统。

常压锅炉通过燃料燃烧加热水,热水通过循环泵送入用户,再流回锅炉房。

真空锅炉在真空腔内加热水,产生低温蒸汽,即使泄漏也不会释放高压蒸汽。

3、应用范围

承压锅炉广泛应用于工业生产和供暖领域,如发电厂、化工厂、纺织厂、造纸厂等。

常压锅炉主要用于生活所需,如澡堂洗浴、酒店住宿、冬季采暖等。

真空锅炉主要用于小型商业建筑、住宅小区、医院等场所的供暖和热水供应。

4、压力与安全

承压锅炉内部压力高于大气压力,属于特种设备,操作不当或故障时有爆炸风险,需配置多种安全保护措施,确保设备运行安全。

常压锅炉内部压力与大气压力相等,基本无压力过高引发的安全问题,适合在居民区和公共设施中使用。

真空锅炉内部处于负压状态,没有爆炸危险,安全性最高,适合对安全性要求较高的场所,无需报批和年检。

5、使用寿命

承压锅炉存在氧腐蚀、结垢问题,一般使用寿命不超过 10 年。

常压锅炉有氧腐蚀、结垢问题,使用寿命通常不超过 10 年。

真空锅炉无氧腐蚀、结垢问题,正常情况下使用寿命可达20年以上。


 
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