我最近审查了一个项目,该项目将市政建筑连接到由颗粒燃料锅炉提供的区域供热系统。该建筑物的现有系统有两个丙烷燃烧的mod / con锅炉,分别通过管道连接到系统中,如图1所示。

每个锅炉都有自己的循环器,仅在该锅炉被要求运行时才运行。每个锅炉管道组件均包含一个止回阀,以防止一个锅炉循环器打开而另一个循环器关闭时逆流。如有必要,也有阀门要隔离任何一个锅炉。不太典型,但仍然很好的是,设计人员选择在每个锅炉的出口管上都包括一个空气分离器。

 

绕过信念 

区域系统通过大型板框式热交换器与建筑物的系统连接。这在区域供热系统中很常见。它可以进行热交换,而无需将区域系统中的流体与建筑物的分配系统中的流体混合。如有必要,可以将建筑物的系统与区域系统完全隔离。这些系统之一的泄漏或其他服务问题并不排除其他系统的运行。

热交换器使用一组紧密间隔的三通连接到现有系统。在现有锅炉周围还安装了一条新的“旁路”管道。这两个修改都显示在图2中。

管道修改的目的之一是允许将颗粒锅炉的热量注入现有的分配系统,同时使热交换器循环器与现有锅炉中的任何一个循环器液压分离,因此使用了紧密间隔的三通来连接换热器到现有管道。

另一个目的是让已经从热交换器添加了热量的流绕过现有的锅炉,因为这些锅炉上的两个循环器都将关闭。确实在某种程度上发生了。

为什么“在某种程度上?”与图2中所示的管道组件的折衷之处在于,在A点和B点之间的旁通管道中存在压头损失。由于这种压头损失,相对于B点,A点处的动态压力略高。即使在其循环器关闭时,该压差也会驱动一部分流量通过现有锅炉进入A点。锅炉管道中的旋启式止回阀的前向打开阻力非常低,无法阻止这种流动。

水进入点A的温度相对较高-在设计负荷下约为180°F。通过现有锅炉的流量迁移已导致现有锅炉的上限“停工”。当系统从热交换器接收足够的热量时,该锁定不一定是问题。但是,下次调用现有锅炉时,必须从控制系统中手动清除此锁定,以重新启用锅炉点火。

热水在锅炉关闭时通过现有锅炉的迁移也增加了从锅炉到机械室的夹套和对流热损失。尽管在这种情况下,热量损失仍在建筑物的隔热层之内是有争议的,但也有争议的是,这意味着无法控制热量的流向。

 

解决问题 

有几种方法可以纠正此问题。一种是修改锅炉出口管道上的现有球阀,以便增加电动执行器。每个执行器将在允许相关锅炉点火之前打开其球阀。该打开将通过致动器内的端部开关触点的闭合来验证。当锅炉停止点火时,执行器内的弹簧复位机构将关闭阀门。图3中说明了这种方法。

另一个选择是消除旁通管产生的压降。可以使用紧密隔开的三通或液压分离器来完成。图4显示了如何在一组新近布置的三通周围重新布置管道。

因为在这套紧密排列的新三通之间几乎没有压降,所以当相关联的循环器关闭时,几乎没有“动力”促使流量通过任何一个现有锅炉。  

但是,紧密分布的三通之间的压降不为零。因此,为防止锅炉关闭时有任何流量流过,应将原始锅炉管道中的旋启式止回阀更改为弹簧式止回阀,前向开启压力至少为0.5 psi。  

三通管的紧密排列使来自生物质锅炉子系统的热注入点保持在注入点上游,以获取来自现有锅炉的热量。这使为热交换器提供热量的储罐下降到最低可能的温度,然后必须为下一个热量输入循环点火颗粒锅炉。它还允许从热交换器输入热量,同时从现有锅炉输入补充热量。  

图5显示了如何集成液压分离器,以实现与图4等效的布置。颗粒锅炉子系统的热注入点再次位于将从现有锅炉中注入热量的点的上游。出于与上述相同的原因,将换热器与系统连接的三通管布置在锅炉注入补充热量的位置的上游。

使用液压分离器将需要对现有管道进行更广泛的修改。但是,这还将为现有系统增加集中高效空气,污垢和磁性颗粒分离的能力。

在这些选择中,如果可能的话,在现有的球阀上增加电动执行器将是最简单,侵入性最小,可能也是最便宜的修改。

得出的结论是,即使是相对较短的“旁路”管也会有压头损失并产生相关的压差。请始终考虑这些压力差(即使很小)如何导致不希望有的部分流过系统。使用可以通过各种硬件配置实现的液压分离概念,以最小化或消除多余的流量及其伴随的热量损失。