真空鍋爐

真空鍋爐是一種熱水鍋爐，也叫真空熱水機，源於1972年蘇黎世理工大學發明的真空鍋爐的基本原理。真空鍋爐主要用於民用供熱，具體可套用於酒店賓館、住宅小區、商業場所等場合進行採暖、衛生熱水供暖。

基本介紹

• 中文名：真空鍋爐
• 全稱：真空相變鍋爐
• 類屬，：熱水SW
• 源於：1972年

定義

真空鍋爐的全稱叫做真空相變鍋爐，注意兩個名詞，一個是真空，一個是相變。真空鍋爐是在封閉的爐體內部形成一個負壓的真空環境，在機體內填充熱媒水，通過燃燒或其它方式加熱熱媒水，再由熱媒水蒸發、冷凝至換熱器上，再由換熱器來加熱需要加熱的水。中國第一台真空鍋爐是由浙江力聚公司生產的,又名真空熱水機。

基本信息

來源

真空熱水鍋爐的基本原理誕生於1972年蘇黎士理工大學。1975年日本TAKUMA公司據此原理開發出了真空熱水鍋爐，並獲發明專利，後來逐步在全世界得到推廣，此技術得到韓國企業的研製與發展，相繼出現韓國TAKUMA，

國內在80年代後期就有一些廠家研製真空熱水鍋爐，但由於技術方面的問題，主要是無法解決鍋爐在密封的真空狀態下水和鐵發生電化學反應生成不相溶氣體導致真空度不斷下降的問題，一直未得到推廣。90年代韓國的生產企業相對進入中國市場，後期約在2003年國內的鍋爐廠家開始生產真空鍋爐。

工作原理

真空鍋爐是在封閉的爐體內部形成一個負壓的真空環境，在機體內填充熱媒水。通過燃燒或其它方式加熱熱媒水，熱媒水被加熱產生蒸汽，蒸汽通過冷凝換熱加熱換熱器管子裡的水，實現熱水的供應。

真空鍋爐熱量轉換示意：

油、天然氣、煤氣、電 --> 燃燒（電轉換熱）-->熱媒水-->沸騰後的蒸汽冷凝換熱-->換熱器-->熱傳導-->水

真空鍋爐的工作原理：利用水在低壓情況下沸點低的特性，快速加熱封密的爐體內填裝的熱媒水，使熱媒水沸騰蒸發出高溫水蒸汽，水蒸汽凝結在換熱管上加熱換熱管內的冷水，達到供應熱水的目的 。

標準海平面大氣壓：1.013×105Pa=101.3kPa ，此時水的沸點為100℃；海拔越高，大氣壓越低，沸點也降低：

青藏高原：平均海拔4000m，大氣壓為62kPa，此時水的沸點為87 ℃；

珠穆朗瑪峰：海拔高達8848m，大氣壓33kPa，沸點71 ℃；

真空鍋爐通過抽真空，形成一個幾乎沒有空氣的低壓環境，然後利用水在低壓下（低於大氣壓）低溫沸騰產

生蒸汽，通過汽水凝結換熱方式將熱量輸出的原理工作的。

水的沸點與真空度對應表：

真空度(Kpa)	0	-31	-54	-70	-81	-89	-94	-97	-99	-101
水沸點(℃)	100	90	80	70	60	50	40	30	20	0

真空鍋爐正常工作溫度低於90℃，真空度低於-30kPa。

真空鍋爐內的熱媒水是經過脫氧、除垢等特殊處理的高純水，在出廠前一次充注完成，使用時在機組內部封閉循環（汽化→凝結→汽化），不增加，不減少，在機組使用壽命內不需要補充或更換。

因此，真空鍋爐爐體內部永遠不會結垢、腐蝕，正常使用壽命可達20年以上，遠遠超出普通熱水鍋爐10年左右的使用壽命。

結構

真空鍋爐真空熱水鍋爐的下半部結構與普通鍋爐一樣，由燃燒室與傳熱管組成；其下半部裝有熱媒介，上部為真空室，其中插入了U型熱交換器。由於鍋爐整體是在負壓狀態下，故絕對安全。爐內的熱媒介，在鍋爐運行的全過程中，不進、不出、不增、不減，只封閉在鍋爐的真空室內，在鍋爐的傳熱管與熱交換器之間傳遞熱量。爐內的熱媒介是完全脫氧的純淨水，無腐蝕，無水垢，使鍋爐壽命長達20多年。綜上所述，具有如此性能的鍋爐，其自然的發展趨勢就是替代傳統的鍋筒式與鍋殼式鍋爐；在日本的替代率高達85%以上，韓國也已達43%以上。

優勢

1.真空鍋爐不存在膨脹、爆炸、破裂的危險，安全可靠。2.一機多用，可以一台鍋爐同時提供取暖水、生活熱水、泳池加熱等。3.設計壽命在20年以上，可以放在地下室以及樓頂，國家有關部門不限制。4.高效、低成本。5.無結垢、腐蝕等現象。6.要比普通鍋爐體積小。可以進行模組化並聯設定，更有效的合理運行鍋爐。無需額定熱量時可只開其中任意一台。7.高度的自動化，樓宇自控連線，無人化管理。即使有人看守，看守人員也無需有操作證。簡單培訓即可。8.真空鍋爐正在慢慢被大家所接受，主要用於民用，如酒店、住宅、辦公樓、洗浴中心、學校、商場等地方。

分類

真空鍋爐主要是按燃料來分類的，它可以分為電加熱真空鍋爐、燃油真空鍋爐、燃氣真空鍋爐、燃煤真空鍋爐等。

電加熱

1、電熱真空熱水鍋爐具有耐腐蝕、不結垢、壽命長等優點。

2、由於電熱真空熱水鍋爐內部是大氣密閉的整體，因而在運行時，中間介質水中的氧析出，排出電熱真空熱水鍋爐外，真空熱水鍋爐內長期不會發生氧化腐蝕。

真空熱水鍋爐

3、電熱真空熱水鍋爐只需一次性加入小量的熱媒水，運行時不增不減，因此電熱真空熱水鍋爐內部不發生結垢。增加了鍋爐使用的壽命，是一般鍋爐壽命1.5~2倍。

4、電熱真空熱水鍋爐換熱器部分採用不鏽鋼管制造，耐腐蝕，設計使用壽命超過15年以上。

5、電熱真空熱水鍋爐質量可靠、價格合理、售後服務完善，深受用戶好評。

燃油/氣

1、真空熱水機組始終在負壓狀態下運行，永無膨脹爆炸的危 險， 具有常壓和有壓鍋爐所無法比擬的安全可靠性。

2、內置式不鏽鋼換熱器，換熱效率高，水質清潔。

3、煙管內置攏流片，增加了換熱效果，使結構更加緊湊。

4、進口燃燒器，高效燃燒，噪音、廢氣排放極低，達到國家一類地區要求。

5、整體採用方形結構，整體噴塗，外形緊湊美觀。

6、煙管內設有螺旋擾流片，強化了傳熱，提高了鍋爐效率，降低了運行成本。

7、間接式加熱：本體負壓，系統承壓。

8、大爐膽技術：有效增加了機組輻射受熱面積，降低了NOX排 放量。

9、爐水採用高純水，確保爐體內部永不結垢、腐蝕。

10. 鍋爐與換熱器的一體化設計，節省空間，大大減少占地面積。

11、採用鍋殼式全濕背三回程結構，動態加熱，換熱充分。

12、鍋爐在負壓狀態下低溫運行，安全可靠。

13、全自動控制系統，無須專人值守。

14、進口燃燒器，高效燃燒，噪音、廢氣排放極低。

15、獨特的脈衝水位檢測電路結構，性能可靠。

16、進、出水溫度顯示功能更加方便地掌握鍋爐及系統的運行狀 況。

17、採用高級離心玻璃棉多層保溫，熱損失少。

小結

思考

由於真空鍋爐具有不需要接受特種設備檢驗等優勢，最近幾年發展較快，但是真空鍋爐生產廠家，有意誇大機組的優點，對於其不足之處，沒有人仔細分析過。筆者從事鍋爐製造多年，具有豐富的生產、製造、調試經驗，經過分析對比後，列出主要的優缺點供大家參考。

真空熱水機組和常壓熱水爐的比較

真空熱水鍋爐系統	常壓間接換熱熱水鍋爐系統	說明
爐體為密封的真空容器， 熱損失取決於外保溫	爐體為開放容器，熱媒水直接與大氣接觸，主要熱損失取決於外保溫	常壓鍋爐通過一大氣連通細管，有熱量和水量損失，但是屬於水的表面蒸發，量非常少
爐體內汽水凝結換熱，理論熱效率高。但需要設獨立蒸汽空間。	爐腔內水-水熱交換器熱效率低; 設計足夠的換熱面積。	真空爐如果密閉爐腔存在不凝性氣體，換熱係數會急劇下降，換熱面積需要放大設計餘量，同時需要獨立蒸汽空間，機組體積比常壓熱水爐略小。
沸騰以後才開始輸出熱量，爐腔內熱媒水量少，熱容也小	爐腔內水溫上升即開始輸出熱量，鍋爐體積大，熱媒水量大，熱容大，溫度穩定	真空鍋爐一停止沸騰，馬上幾乎沒有熱量輸出，如果燃燒器開機時間長，壓力會升高，自動停爐，不能保持沸騰。因此出水溫度波動大，燃燒器或電啟停頻繁。
爐體真空狀態下工作，不是壓力容器。正常工作無安全問題	爐體保持滿水，大氣壓下工作，沒有壓力問題	真空鍋爐密閉爐體不能有承壓狀態，否則危險。
爐內部為真空，與大氣壓完全隔絕，機組配置的抽氣泵不斷排出機組內的氣氛，無內部腐蝕可能。	爐體內熱媒水與大氣由小管連通，理論上有氧氣竄入腐蝕可能性。實際未發現造成損害。	實際使用，真空鍋爐從1970年代日本開始有使用。國內生產製作不需要資質，無強制監檢，生產歷史較短。而常壓鍋爐更加普遍。爐體壽命兩者類似，真空鍋爐的真空泵及控制系統的壽命有待考證。
無需補充熱媒水，內部一般不結垢	有補水，理論上有結垢可能性。實際基本不補水。
鍋爐無需補水，不必設定補水系統，	鍋爐需設定一套水處理設備、補水泵、補水箱
鍋爐管側可承壓，可直接供採暖或者生活熱水	鍋爐管側可承壓，可直接供採暖或者生活熱水
系統簡單、操作方便，保證真空度，有一定工作量。	系統簡單、操作方便、維修管理工作量小
一次性設備投資與常壓間接鍋爐類似

真空鍋爐主要特點：製作簡單，不需要監檢，和常壓、微壓（<0.1MPa）鍋爐相同

真空鍋爐主要缺點：出水溫度不穩定，需增設儲水罐（採暖用時為承壓），啟停頻繁

主要說明：真空鍋爐不要神秘化，實際是必將最簡單的換熱容器，一般鍋爐的製造、質量的控制等要求遠高於真空鍋爐。

優點

(1) 真空負壓運行，真正不會爆炸的鍋爐，安全性極佳。

(2) 鍋爐受力鋼板高溫區、高壓區的成功分離，使鍋爐使用壽命延長2-3倍，設計使用壽命達到30年。

(3) 整體設計科學、合理、緊湊，節約占地面積50-70%。

(4) 在鍋爐本體內進行熱交換，整機效率高達91%以上，啟動後2-3分鐘內可提供70-80℃熱水，大大縮短了預熱期和減小能源浪費。

(5) 全自動控制，可實行智慧型化、無人操作或遠程網路控制。

(6) 內置不鏽鋼材質換熱器，對水質無任何污染。

(7) 比照間接式（鍋爐+外置換熱器+循環水泵+材料+安裝費用）供熱形式，安裝費用節省30-40%以上。

(8) 效率高、供熱快、換熱好，使燃料費用節約20-30%以上。

特點

壓運行安全可靠

真空鍋爐真空熱水鍋爐在運行的過程中，爐體的內部壓力，始終處於-15CMHG--76CMHG的真空狀態下，即使由U型換熱器因外界壓力產生泄露，或因操作故障在不能超過外界大氣壓情況下，控制器，水溫控制，過熱開關，真空壓力開關，都將自動切除電源。當壓力到0.025MPa時，泄壓閥將自動打開，進行排泄壓力。由於斯大真空鍋爐的控制採用先進技術，水位故障全部自動，低聲報警，系統能自動切除電源和告知用戶，避免因缺水而造成的損失。

長壽命

真空鍋爐由於真空鍋爐內部是大氣密閉的整體，而在運行時，中間介質水中的氧析出，排出爐外，爐內長期不會發生氧腐蝕，一次性加入小量的熱媒水，有限小量的鈣鎂離子，運行時不增不減，因此鍋爐內部不發生結垢，增加了鍋爐使用的壽命，是一般鍋爐壽命1.5~2倍。換熱器部分採用不鏽鋼管制造，耐腐蝕，設計使用壽命超過15年以上。

適用性強

真空鍋爐由於特殊的設計結構形成，可一機多用，同時提供多路及不同溫差的熱水，滿足用戶中央空調、採暖、衛生熱水、高級泳池、賓館酒店等熱水供應的多種需要，也可為各類工礦企業提供工藝用水。由於保溫效果好，採用進口燃燒器，適用於海拔高度小於3000米的地區。對於被加熱是通過負壓蒸汽，間接接受燃燒器的熱量。在標準狀態下-76CMHG的真空室內的真空度，是隨著真空室內的蒸汽壓力的提高而下降的；當熱媒介的負壓蒸汽溫度達94℃時，真空度下降到-15CMHG，這時，真空開關啟動，停止燃燒的運行；隨著熱交換器帶走熱量，熱媒介及其蒸汽溫度的降低，負壓隨之提高，隨時真空開關啟動燃燒器如此往復地循環，達到供熱水和供暖的目的。爐內真空室真空度最低為-15CMHG，最高為-76CMHG，始終保持負壓狀態，保證絕對安全，真空室內的熱媒介及其中蒸汽溫度可提高到94攝氏度，因此供暖及供熱水溫度可達80攝氏度以上。鍋爐本體與真空室不承受任何壓力，而換熱器可承受壓力。因此，從調試到運行全過程不需要檢查，不需要持證鍋爐工。

高效節能

真空鍋爐採用韓國真空熱水鍋爐技術，鍋爐在真空狀態下運行，沸點低，汽化潛熱（凝結潛熱）換熱，有效地提高了熱效率，換熱性能好，本體三回程濕背式設計，有效的提高輻射和對流換熱面積，鍋爐的熱效率高達91%。

機型豐富一機多用

真空鍋爐立式、臥式、燃油、燃氣、水管、煙管多種機型可供用戶自由選擇，熱交換器與集箱分離，採暖水、熱水的負荷可根據需要隨時切換，滿足用戶使用中對採暖水和清潔熱水的不同要求，確保熱水清潔穩定。

結構緊湊安裝簡便

真空鍋爐模組化設計，高性能換熱組件，機組體積小，使產品易於運輸、安裝，在小空間內，多台機組可並聯使用。

與眾不同的環保功能：

真空鍋爐採用高性能燃燒器，回焰式結構設計，燃料燃燒充分，名項環保指標達到國家旅遊區排放標準。

免除了繁雜的報批手續：

真空鍋爐機組處於真空狀態下運行，簡化了壓力容器的報批、年審等手續，操作無需持證。

注意事項

1. 每次運行鍋爐之前必需檢查鍋爐的煤氣壓力是否正常，一般要求靜壓在八個千帕左右，只有六個千帕時只能維持小火，這時候如果運行大火可能因壓力不足而熄火。同時也要檢查生活熱媒水及採暖的媒水壓力、溫度及管道閥門是否開啟，嚴防任一換熱支路進出水閥門都關閉，因為熱脹冷縮的緣故會使它產生的壓力會遠遠超出其工作範圍，引起爆管，造成鍋爐報廢的重大事故。

2. 如果一切正常的話先運行水泵，觀察其出水壓力和水泵聲音，確認工作正常再打開鍋爐控制電源，切勿合真空泵電源。在感應螢幕的參數設定項目中預先設定好鍋爐媒水溫度、出水控制溫度及火焰轉換溫度和控制溫差。對於一號鍋爐來說還要選擇主控對象是生活水還是空調水。一般實際目標溫度應低於設定控制出水溫度，高於火焰轉換溫度。火焰轉換溫差宜設定在1-2度，媒水火焰轉換溫度宜設定值大些在4-7度之間選擇。實際運行中一般要求鍋爐在媒水溫度高於設定值時停機，當媒水溫度低於設定值減去溫差時其出水溫度實際值也低於出水設定值減去溫差。以就是說充分利用鍋爐媒水溫度設定值和火焰轉換溫度設定值這兩個參數，來達到控制實際出水溫度和鍋爐大小火以及適當開停時間比例的目的。火焰轉換溫度一般比實際能夠達到的目標溫度低1-3度左右。

3. 參數設定還要注意煤氣的壓力，如煤氣壓力低於六個千帕說明只有小火運行的希望，所以火焰轉換溫度要儘可能低使其只能運行小火。等一切參數都設定好以後可進入系統狀態中點擊啟動，這時風機應該開始運行，等約2分鐘後鍋爐正常點火燃燒。如開機後風機不轉，而控制櫃繼電器已工作，說明可能是程控器保險燒壞，可以打開更換相同規格保險，即能恢復正常。在鍋爐點火的過程中人要處於安全距離觀察整個點火過程是否正常，點火時煤氣壓力是否下降過快過多。如果是這樣說明煤氣調壓站過濾器堵塞，需要及時修理。如果遇煤氣停氣後才送氣或修理過過濾器，這時在鍋爐開機前必需將旁通排氣閥打開排氣5-10秒，等排盡不純氣體才開機，以防鍋爐爆燃，危及設備和人身安全。

4. 當兩台鍋爐選擇運行或者同時運行時均需要打開或者關閉相應的電動閥，鍋爐房內挨自控箱子依次過去為：1號鍋爐熱水電動閥、1號鍋爐採暖電動閥 2號鍋爐熱水電動閥、2號鍋爐採暖電動閥。我們在運行水泵和鍋爐之前一定要仔細核對反覆確認無誤方能進行下一步操作，電動閥控制電路已經改完，閥開到位、關到位均有相應指示燈，在操作電動閥開關時我們一定要把握好時間，如逾時未能開、關到位一定請及時關閉電源，應急時可以用內六角手動開關。請各位同事注意：如果我們需要將電動閥相鄰的蝶閥或閘閥關閉時，只能夠關閉8隻電動閥中，4隻能受控電動閥的相鄰閥門。以免同一管路中出現一邊機械閥門關閉，一邊電動閥誤操作也關閉的嚴重事故。如果必需同時關閉同一管路閥門，必須是在徵得上級領導同意，且鍋爐在常溫下進行，而且關閉後必須從鍋爐盤管排污閥處泄壓。所有操作必須有二人在場，完工後及時打開閥門並仔細檢查核對無誤後，設備方可投入運行！！！所有開關閥的操作必須做書面記錄。

5. 鍋爐的大小火選擇除了溫度需求外，還要與負荷大小相匹配，一般在單獨空調保溫和熱水常規升溫時用一台鍋爐小火已經可以保證，空調熱水同時使用但是空調溫度基本符合要求時，一台鍋爐大火可以保證，當二者都必須同時大幅升溫時要兩台鍋爐大火運行。等媒水溫度接近設定值時可轉小火。匹配運行不但可以達到使用需求節約能源，而且可以避免小拉大溫度起不來，或大拉小造成鍋爐頻繁啟停或超壓報警的故障，如果鍋爐在運行中出現故障報警時可分兩大類，如超壓報警而真空表壓力已經恢復正常時只需要查看故障，再消音即可。如壓力還是較高一般是因為只開了一組換熱管引起的，這時只需要短時間同時兩組換熱都運行即可以降下來。這時可以調整成小火再開機運行。如程控器亮紅燈，一般是燃燒故障引起的，可以手動按下紅燈按鈕復位，再從新啟動，如還是報警說明鍋爐已有硬性故障，需要及時報告上級聯繫廠家維修。

6. 鍋爐溫度設定：採暖溫度應根據天氣變化在38-45度之間調整，生活熱媒水溫度應保持在65度以內，保證熱交換罐上的溫度在48-54度以內為宜，切不可過低，也不可過高既浪費能源又容易燙傷小孩引發事故！！！在夏天可以降至45-50度以內。

檢漏說明

可採用正壓肥皂水檢漏法。

首先擦淨被檢漏部位（如絲頭、法蘭等），並找一塊直徑在80mm左右厚3-4mm的木板或鋼板置於防爆片與刀片間，防止鍋爐正壓時防爆片鼓起被刀片刺破。讓燃燒器工作，關掉抽真空裝置與高真空隔膜閥，使鍋內壓力升至0.05MPa，關閉燃燒器，保壓，在所有可能存在泄露的部位用刷子塗抹肥皂液體，仔細查看，如有泄漏點將會產生氣泡。注意，鍋內壓力不得超過0.1MPa！需檢查部位：防爆閥、高真空隔膜閥（有軟管接頭）、爐體排污管座、視鏡裝置、自動抽真空裝置、壓力控制器裝置、爐體上水位、水溫探頭等安裝接口。如發現泄露位置需打開高真空隔膜閥放汽，重新安裝泄漏點。安裝完成後再次用正壓肥皂水檢漏法檢查，確認無漏點後，打開高真空隔膜閥放汽後關閉，並將防爆片與刀片間的板拿出，關閉循環泵，再使抽真空裝置運行半個小時抽至真空狀態即可。

免監檢說明

真空鍋爐為什麼能免監檢？根據《熱水鍋爐安全技術監察規程》規定，常規的承壓熱水鍋爐是需要安裝登記，並需要經過質量監督檢驗部門報批、年檢後才能投入使用。

為什麼真空熱水鍋爐就不用監檢呢？這得先從真空熱水鍋爐的原理開始說起。

我們通常說的真空，是指一種不存在物質的空間狀態。但在真空技術的套用中，一般說的都是工業真空。所謂工業真空，是指空間內的大氣壓力小於1個標準大氣壓，就叫作工業真空。真空鍋爐的真空就屬於工業真空的範圍，也就是說，真空鍋爐在運行的時候，其爐體內部封閉的環境內的壓力是小於大氣壓的環境。而鍋爐的爆炸，是由於空間內的介質膨脹，高於大氣壓力，並超過了爐體能承受的壓力範圍，才會發生的。就象是吹氣球，如果氣球里吹進去的氣太多，超過了氣球的承受壓力，氣球就會爆炸。而對於負壓運行的真空鍋爐而言，由於內部壓力是小於大氣壓力的，在爐內真空度能得到保持的情況下，是不可能出現爆炸的。

所以從鍋爐原理上而言，真空鍋爐是一種極其安全的鍋爐。真空鍋爐可以放置在樓頂、地下室、也不用單獨建造獨立的鍋爐房，使用戶在規劃和建設供熱系統時得到了很大的方便，投資也節省了。

對於真空熱水鍋爐，國家也出台了相關的法律檔案明確規定真空鍋爐是可以免登記、免年檢的。