從表1可見,壁溫和管內(nèi)水流速關(guān)系很大??煅b熱水鍋爐若采取純自然對流循環(huán),則管內(nèi)(上升管)流速很難達(dá)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(fā)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(lián)標(biāo)準(zhǔn)0.6m/s的上升管流速的強制循環(huán),則水壓有0.1MPa就可以防止表面沸騰。
設(shè)計壓力即使為0.7MPa,但運行中的實際壓力取決于系統(tǒng)流阻。小型熱水鍋爐所對應(yīng)的熱力系統(tǒng)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(xiàn)為進(jìn)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(huán)流速,使表面沸騰更易于發(fā)生。
有人可能認(rèn)為:若水不含鹽堿則發(fā)生表面沸騰也不可怕。問題是:(1)中國含鈣鎂鹽的水的地區(qū)相當(dāng)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(xùn)練較差,經(jīng)常不以食鹽水恢復(fù)水處理設(shè)備的工作能力,也不經(jīng)常對水垢進(jìn)行機械清除和酸、堿清除。以上兩條原因使常壓和自然循環(huán)鍋爐實際使用壽命縮短了許多倍。
還應(yīng)考慮的另一個因素是:現(xiàn)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(shè)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(shè)計制造中,用材方面并非節(jié)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(shè)計中有個不小于6mm的規(guī)定。6mm和8mm或10mm相比能節(jié)省多少?與日后頻繁地爆管及結(jié)垢后的整體燒毀相比,經(jīng)濟上并不一定合算。
3 結(jié)論
筆者認(rèn)為對常壓和自然循環(huán)采暖熱水鍋爐應(yīng)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(yīng)經(jīng)過認(rèn)真的具體計算,且使用的循環(huán)方式在工作壓力下不會發(fā)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(huán)流速又要有壓力,必須以不發(fā)生飽和沸騰及表面沸騰為設(shè)計中的必要條件。