摘要：文章對(duì)真空熱水鍋爐的組成結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)提高其傳熱效率的途徑進(jìn)行了深入的分析，以供參考。
　　關(guān)鍵詞：真空熱水鍋爐，傳熱
　　前言：真空熱水鍋爐的基本原理誕生于1972年蘇黎士理工大學(xué)。1975年日本TAKUMA（田熊）公司據(jù)此原理開發(fā)出了真空熱水鍋爐，并獲發(fā)明專利，后來逐步在全世界得到推廣，但以亞洲國家為主。在日本、韓國有TAKUMA、慶東等知名真空鍋爐生產(chǎn)企業(yè)。國內(nèi)在80年代后期就有一些廠家研制真空熱水鍋爐，但由于技術(shù)方面的問題，主要是無法解決鍋爐在密封的真空狀態(tài)下水和鐵發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成不相溶氣體導(dǎo)致真空度不斷下降的問題，一直未得到推廣。90年代后期國內(nèi)開始有鍋爐廠家生產(chǎn)真空鍋爐。
　　理論上，真空熱水鍋爐機(jī)組利用熱媒水蒸發(fā)和冷凝來傳送熱量，熱能損失小，熱效率高，避免了機(jī)體結(jié)垢和氧腐蝕，延長機(jī)組使用壽命，并保證了鍋爐的傳熱效率。但在實(shí)際應(yīng)用中，如何真正發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，更好提高其傳熱效率還有待于進(jìn)一步深入研究。
　　1.真空熱水鍋爐的優(yōu)點(diǎn)
　　1.1水質(zhì)要求較低
　　真空熱水鍋爐系統(tǒng)水水質(zhì)要求相反不如傳統(tǒng)鍋爐嚴(yán)格。真空熱水鍋爐采用耐腐蝕的不銹鋼換熱器，水質(zhì)要求低。
　　1.2節(jié)能
　　①輻射熱損失：爐體為密封的真空容器，本身具備很好的保溫性能，輻射熱損失小。②熱交換效率：爐體內(nèi)汽-水熱交換器的熱效率是水-水熱交換器熱效率的10倍。③熱惰性與低負(fù)荷性能：鍋爐體積小，熱媒水量少，熱容也小，因此熱惰性小，對(duì)負(fù)荷變化反應(yīng)靈敏。鍋爐開啟后，5～8分鐘即有熱水。
　　1.3不會(huì)爆炸
　　真空熱水鍋爐永遠(yuǎn)不會(huì)爆炸。爐體真空狀態(tài)下工作，不是壓力容器；爐體密封一定的熱媒水，在任何狀態(tài)下都不會(huì)空燒；機(jī)體配有多重自我保護(hù)裝置（防過熱、防凍結(jié)、防水位不足、防壓力過高、防震、防燃?xì)馊加凸��?yīng)不足等等。
　　1.4節(jié)約占地面積
　　真空熱水鍋爐采用高負(fù)荷燃燒方式，燃燒室長度縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體體積明顯變小，產(chǎn)品易于搬運(yùn)安裝。多臺(tái)可以并排安裝，占地面積小；鍋爐輔機(jī)設(shè)備減少使輔機(jī)占地面積減少，從而總體節(jié)約鍋爐房的占地面積。真空熱水鍋爐房比傳統(tǒng)鍋爐房節(jié)約占地面積30-50%。
　　1.5運(yùn)行費(fèi)用較低
　　真空熱水鍋爐的總體運(yùn)行費(fèi)用也較低，其原因如下：真空熱水鍋爐輔機(jī)減少，使用電量、維護(hù)費(fèi)用等運(yùn)行費(fèi)用直接減少；真空熱水鍋爐換熱器內(nèi)置，鍋爐本體不結(jié)垢，熱效率不衰減；真空熱水鍋爐內(nèi)置換熱器，直接加熱系統(tǒng)循環(huán)水，鍋爐內(nèi)體積小，熱媒水量少，熱容也小，因此熱惰性小，部分負(fù)荷運(yùn)行效率高，而鍋爐70%的運(yùn)行時(shí)間都是在50%～75%負(fù)荷下運(yùn)行。因此真空熱水鍋爐使用時(shí)，大大減少運(yùn)行費(fèi)用。
　　2.真空熱水鍋爐的組成結(jié)構(gòu)原理
　　真空熱水鍋爐爐體分上下兩部分，其中下半部分結(jié)構(gòu)類似于三回程濕背式鍋殼蒸汽鍋爐，即爐膽和煙道組成的受熱面；而上半部分為真空室（負(fù)壓蒸汽室），其空間內(nèi)裝設(shè)有管式汽-水熱交換器，用來加熱流過換熱器中的循環(huán)水。
　　運(yùn)行原理：真空熱水鍋爐運(yùn)行時(shí)，在真空負(fù)壓下爐體內(nèi)的熱媒水吸收燃料燃燒釋放的熱能，沸騰汽化為低溫蒸汽，低溫蒸汽上升遇到不銹鋼換熱器中的系統(tǒng)循環(huán)水，加熱循環(huán)水送給用戶用于采暖或衛(wèi)生熱水。水蒸氣自身被冷卻凝結(jié)成水滴下落到熱媒水面后再一次被加熱，從而完成了整個(gè)循環(huán)過程。熱媒水不斷地在封閉的機(jī)體內(nèi)進(jìn)行著“沸騰→蒸發(fā)→冷凝→熱媒水”的循環(huán)，因此無需補(bǔ)充冷凝水，也無空燒的危險(xiǎn)。真空熱水鍋爐利用的汽水凝結(jié)換熱，在所有換熱工況中，汽水凝結(jié)換熱傳熱系數(shù)是最高的。
　　3.提高鍋爐傳熱效率的途徑
　　3.1保持良好的真空度
　　真空度是指處于真空狀態(tài)下的氣體稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。當(dāng)真空鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生不凝性氣體時(shí)，壓力會(huì)隨之上升，也就是所說的真空度破壞。真空鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的不凝性氣體對(duì)換熱效率的影響是很嚴(yán)重的。當(dāng)不凝性氣體體積含量達(dá)到0.2%的時(shí)候,熱效率降低20～30%，出水溫度提高不上去，降低鍋爐出力，所以真空鍋爐運(yùn)行時(shí)，必須把不凝性氣體抽出去。
　　（1）真空度破壞的原因
　　真空熱水鍋爐在出廠的時(shí)候，鍋爐內(nèi)部為真空狀態(tài)，但是真空鍋爐在運(yùn)行過程當(dāng)中，真空度會(huì)被破壞，原因如下：①爐體泄露：焊縫、密封部位、鋼材的質(zhì)量缺陷。②不凝性氣體的產(chǎn)生（無法預(yù)防）：熱媒水和爐體（鋼板）會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出一種不凝性氣體（H2），不凝性氣體將直接影響真空鍋爐的真空度。但化學(xué)反應(yīng)同時(shí)在鋼板表面同時(shí)形成一種保護(hù)膜（氫氧化鐵），阻礙該化學(xué)反應(yīng)，按照經(jīng)驗(yàn)此化學(xué)反應(yīng)將在鍋爐運(yùn)行2-3年內(nèi)停止。
　　（2）防止真空度破壞的方法
　　對(duì)于爐體泄露，那么生成過程的檢測(cè)就很重要，真空鍋爐在生產(chǎn)過程中采用“氦質(zhì)譜檢漏氦質(zhì)譜檢漏”檢驗(yàn)，主要有零部件檢漏（溶解栓）、半成品檢漏（爐體焊接部位）和整機(jī)檢漏三種。檢測(cè)精度高（氦分子級(jí)別），檢測(cè)徹底，完全可以預(yù)防。另外，在真空鍋爐在運(yùn)行的過程中，必須把不凝性氣體抽出去也就是所說的抽真空。
　　3.2優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì)
　　真空熱水鍋爐機(jī)組是利用熱媒水蒸發(fā)和冷凝來傳送熱量，熱能損失小，熱效率高，避免了機(jī)體結(jié)垢和氧腐蝕，延長機(jī)組使用壽命。而在熱工計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，如果能夠采用最新的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算，對(duì)機(jī)組采暖進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，優(yōu)化設(shè)計(jì)及變工況計(jì)算，就會(huì)使得機(jī)組具有良好的工藝性，并且獲得最佳運(yùn)行參數(shù)，從另一方面也可以更好的保證鍋爐的傳熱水平，使得機(jī)組熱效率的提高。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]武偉.燃?xì)庹婵諢崴�鍋爐的構(gòu)造特點(diǎn)及工作特性[J].上海煤氣2005,(06).
　　[2]曲偉,劉永久.真空鍋爐的特點(diǎn)及節(jié)能分析[J].黑龍江科技信息,2009,(19).
　　[3]賀義勛,楊文海.Z30/SC型真空相變熱水鍋爐的開發(fā)研制[J].工業(yè)鍋爐,2003,(06).
　　[4]王伯興.談熱水鍋爐與熱水采暖系統(tǒng)[J].中小企業(yè)管理與科技(上半月),2008,(05).
　　[5]張秀瀅,劉強(qiáng).熱水鍋爐溫度控制的模糊PID參數(shù)自整定方法[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010,(09).
　　[6]張志紅,王雪錦,李聯(lián)友.真空熱水鍋爐的傳熱分析研究[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,(01).