一種車載加熱成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及選型

劉武琴　張晨

摘要：文章介紹了一種車載加熱系統(tǒng)的整體布局，同時(shí)重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)中鍋爐及換熱器的選型計(jì)算。此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車載加熱系統(tǒng)，整體布置，選型

中圖分類號(hào)：TG155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）12-0007-02

2011年，應(yīng)中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院委托，我公司、西安XX石化公司聯(lián)合研制生產(chǎn)了一套車載航空煤油加熱系統(tǒng)及設(shè)備，其用于將保溫加油車油罐中的航空煤油加熱到飛行試驗(yàn)所需要的溫度，然后由保溫加油車將航空煤油輸送到飛機(jī)油箱進(jìn)行飛行試驗(yàn)，我公司重點(diǎn)負(fù)責(zé)車載加熱成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選型以及裝配工作。

1 此套加熱系統(tǒng)的最大特點(diǎn)

1.1 整體布置方面

（2）此系統(tǒng)外觀為箱式設(shè)計(jì)，所有的設(shè)備，管道，閥門安裝在一規(guī)格為3310×2020×2140（mm）的方艙箱內(nèi)，為了易于安裝和操作，箱體左右兩側(cè)各設(shè)置三個(gè)上翻式開(kāi)啟門，后部設(shè)置一整體上翻式開(kāi)啟門，箱體頂部設(shè)置排煙口和通風(fēng)換氣窗口，四角設(shè)置吊裝吊耳，方艙用U型螺栓和副車架整體固定于依維柯汽車底盤上。

1.2 選型方面

（1）由于此系統(tǒng)對(duì)安全，外形尺寸以及檢修方面都有較高的要求，因此對(duì)設(shè)備的選型都很慎重，鍋爐選用的是常壓熱水鍋爐，爐膛設(shè)計(jì)寬大，熱效率高。配備有意大利MAIORP35型燃燒器，鍋爐外形為國(guó)際流行的外護(hù)板結(jié)構(gòu)，前、后煙箱可拆卸。

（2）板式換熱器采用SUS316不銹鋼材質(zhì)，質(zhì)量和性能穩(wěn)定，容積小，換熱效率高，耐腐蝕，通過(guò)特殊的釬焊工藝，確保不滲漏。

板式換熱器的工作原理是航空煤油在保溫車上循環(huán)油泵的壓力下進(jìn)入管程，熱水在加熱車上循環(huán)水泵的壓力下進(jìn)入殼程，殼程中有折流板以強(qiáng)化換熱。航空煤油進(jìn)、出口管上裝有溫度測(cè)點(diǎn)，可以對(duì)航空煤油的油溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。航空煤油進(jìn)、出口管路配置快卸自封接頭，以便在油溫在達(dá)到要求時(shí)進(jìn)行進(jìn)行快速關(guān)閉。換熱器制造過(guò)程中不采用水壓試驗(yàn)，以免對(duì)換熱器產(chǎn)生污染，而采用氣壓試驗(yàn)（氣密性試驗(yàn)），確保換熱器不會(huì)有任何滲漏。

2 鍋爐及換熱器的選型計(jì)算

2.1 鍋爐的選型計(jì)算

2.2 換熱器選型計(jì)算

2.3 本鍋爐設(shè)置具有獨(dú)特的煙囪結(jié)構(gòu)

鍋爐運(yùn)行的排煙溫度一般在150℃左右。我們?cè)阱仩t煙囪外側(cè)設(shè)有煙氣冷卻裝置即風(fēng)冷式雙層煙囪，將煙氣溫度降到100℃以下；冷空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)鼓入煙囪夾層，螺旋上升，對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，在出口處空氣與煙氣混合，進(jìn)一步降低煙氣溫度，另外煙囪出口加裝防火網(wǎng)確保鍋爐出口排煙無(wú)火星，經(jīng)冷空氣與熱煙氣換熱計(jì)算后，排煙的煙氣溫度大概為96.7℃。

2.4 鍋爐控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)控制采用溫度傳感器+PLC，對(duì)鍋爐的進(jìn)出口水溫和流量、循環(huán)泵轉(zhuǎn)速以及被加熱油的進(jìn)出口溫度進(jìn)行控制，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡點(diǎn)，保證燃燒器的火力穩(wěn)定燃燒、鍋爐出口水溫恒定，確?？梢蕴峁┖愣ǖ某鲇?/p>

溫度。

控制面板具有鍋爐進(jìn)出口溫度、被加熱油進(jìn)出口溫度顯示和所需要數(shù)值設(shè)定功能；具有燃燒機(jī)火力大小指示和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；具有手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行功能轉(zhuǎn)換。

3 試驗(yàn)情況

在整套設(shè)備制造完成后，為了確保其使用性能，對(duì)車載航空煤油加熱設(shè)備的功能及性能進(jìn)行了全方位的試驗(yàn)，試驗(yàn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）對(duì)相關(guān)部件在一定壓力下進(jìn)行密封性試驗(yàn)，對(duì)水側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，對(duì)油側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行了氣壓試驗(yàn)。

（2）對(duì)鍋爐進(jìn)行試運(yùn)行，在試運(yùn)行的環(huán)境下對(duì)控制系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行了測(cè)試。

（3）將車載加熱系統(tǒng)與保溫加油車聯(lián)試，檢驗(yàn)其是否能在2小時(shí)內(nèi)將500kg煤油從15℃加熱到70℃.

通過(guò)試驗(yàn)及部隊(duì)的使用情況來(lái)看，此加熱系統(tǒng)完全滿足用戶的要求，并得到了高度評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

此套車載航空煤油加熱系統(tǒng)前后取得了兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利，專利號(hào)分別為：ZL201020293733.6和ZL201020293735.5，此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值，同時(shí)為我公司向其他相關(guān)領(lǐng)域的拓展提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 航空煤油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及圖冊(cè)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2002.

[2] 鍋爐原理及計(jì)算（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 管殼式換熱器（第三版）[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

摘要：文章介紹了一種車載加熱系統(tǒng)的整體布局，同時(shí)重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)中鍋爐及換熱器的選型計(jì)算。此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車載加熱系統(tǒng)，整體布置，選型

中圖分類號(hào)：TG155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）12-0007-02

2011年，應(yīng)中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院委托，我公司、西安XX石化公司聯(lián)合研制生產(chǎn)了一套車載航空煤油加熱系統(tǒng)及設(shè)備，其用于將保溫加油車油罐中的航空煤油加熱到飛行試驗(yàn)所需要的溫度，然后由保溫加油車將航空煤油輸送到飛機(jī)油箱進(jìn)行飛行試驗(yàn)，我公司重點(diǎn)負(fù)責(zé)車載加熱成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選型以及裝配工作。

1 此套加熱系統(tǒng)的最大特點(diǎn)

1.1 整體布置方面

（2）此系統(tǒng)外觀為箱式設(shè)計(jì)，所有的設(shè)備，管道，閥門安裝在一規(guī)格為3310×2020×2140（mm）的方艙箱內(nèi)，為了易于安裝和操作，箱體左右兩側(cè)各設(shè)置三個(gè)上翻式開(kāi)啟門，后部設(shè)置一整體上翻式開(kāi)啟門，箱體頂部設(shè)置排煙口和通風(fēng)換氣窗口，四角設(shè)置吊裝吊耳，方艙用U型螺栓和副車架整體固定于依維柯汽車底盤上。

1.2 選型方面

（1）由于此系統(tǒng)對(duì)安全，外形尺寸以及檢修方面都有較高的要求，因此對(duì)設(shè)備的選型都很慎重，鍋爐選用的是常壓熱水鍋爐，爐膛設(shè)計(jì)寬大，熱效率高。配備有意大利MAIORP35型燃燒器，鍋爐外形為國(guó)際流行的外護(hù)板結(jié)構(gòu)，前、后煙箱可拆卸。

（2）板式換熱器采用SUS316不銹鋼材質(zhì)，質(zhì)量和性能穩(wěn)定，容積小，換熱效率高，耐腐蝕，通過(guò)特殊的釬焊工藝，確保不滲漏。

板式換熱器的工作原理是航空煤油在保溫車上循環(huán)油泵的壓力下進(jìn)入管程，熱水在加熱車上循環(huán)水泵的壓力下進(jìn)入殼程，殼程中有折流板以強(qiáng)化換熱。航空煤油進(jìn)、出口管上裝有溫度測(cè)點(diǎn)，可以對(duì)航空煤油的油溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。航空煤油進(jìn)、出口管路配置快卸自封接頭，以便在油溫在達(dá)到要求時(shí)進(jìn)行進(jìn)行快速關(guān)閉。換熱器制造過(guò)程中不采用水壓試驗(yàn)，以免對(duì)換熱器產(chǎn)生污染，而采用氣壓試驗(yàn)（氣密性試驗(yàn)），確保換熱器不會(huì)有任何滲漏。

2 鍋爐及換熱器的選型計(jì)算

2.1 鍋爐的選型計(jì)算

2.2 換熱器選型計(jì)算

2.3 本鍋爐設(shè)置具有獨(dú)特的煙囪結(jié)構(gòu)

鍋爐運(yùn)行的排煙溫度一般在150℃左右。我們?cè)阱仩t煙囪外側(cè)設(shè)有煙氣冷卻裝置即風(fēng)冷式雙層煙囪，將煙氣溫度降到100℃以下；冷空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)鼓入煙囪夾層，螺旋上升，對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，在出口處空氣與煙氣混合，進(jìn)一步降低煙氣溫度，另外煙囪出口加裝防火網(wǎng)確保鍋爐出口排煙無(wú)火星，經(jīng)冷空氣與熱煙氣換熱計(jì)算后，排煙的煙氣溫度大概為96.7℃。

2.4 鍋爐控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)控制采用溫度傳感器+PLC，對(duì)鍋爐的進(jìn)出口水溫和流量、循環(huán)泵轉(zhuǎn)速以及被加熱油的進(jìn)出口溫度進(jìn)行控制，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡點(diǎn)，保證燃燒器的火力穩(wěn)定燃燒、鍋爐出口水溫恒定，確保可以提供恒定的出油

溫度。

控制面板具有鍋爐進(jìn)出口溫度、被加熱油進(jìn)出口溫度顯示和所需要數(shù)值設(shè)定功能；具有燃燒機(jī)火力大小指示和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；具有手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行功能轉(zhuǎn)換。

3 試驗(yàn)情況

在整套設(shè)備制造完成后，為了確保其使用性能，對(duì)車載航空煤油加熱設(shè)備的功能及性能進(jìn)行了全方位的試驗(yàn)，試驗(yàn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）對(duì)相關(guān)部件在一定壓力下進(jìn)行密封性試驗(yàn)，對(duì)水側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，對(duì)油側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行了氣壓試驗(yàn)。

（2）對(duì)鍋爐進(jìn)行試運(yùn)行，在試運(yùn)行的環(huán)境下對(duì)控制系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行了測(cè)試。

（3）將車載加熱系統(tǒng)與保溫加油車聯(lián)試，檢驗(yàn)其是否能在2小時(shí)內(nèi)將500kg煤油從15℃加熱到70℃.

通過(guò)試驗(yàn)及部隊(duì)的使用情況來(lái)看，此加熱系統(tǒng)完全滿足用戶的要求，并得到了高度評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

此套車載航空煤油加熱系統(tǒng)前后取得了兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利，專利號(hào)分別為：ZL201020293733.6和ZL201020293735.5，此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值，同時(shí)為我公司向其他相關(guān)領(lǐng)域的拓展提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 航空煤油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及圖冊(cè)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2002.

[2] 鍋爐原理及計(jì)算（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 管殼式換熱器（第三版）[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

摘要：文章介紹了一種車載加熱系統(tǒng)的整體布局，同時(shí)重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)中鍋爐及換熱器的選型計(jì)算。此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：車載加熱系統(tǒng)，整體布置，選型

中圖分類號(hào)：TG155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）12-0007-02

2011年，應(yīng)中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院委托，我公司、西安XX石化公司聯(lián)合研制生產(chǎn)了一套車載航空煤油加熱系統(tǒng)及設(shè)備，其用于將保溫加油車油罐中的航空煤油加熱到飛行試驗(yàn)所需要的溫度，然后由保溫加油車將航空煤油輸送到飛機(jī)油箱進(jìn)行飛行試驗(yàn)，我公司重點(diǎn)負(fù)責(zé)車載加熱成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選型以及裝配工作。

1 此套加熱系統(tǒng)的最大特點(diǎn)

1.1 整體布置方面

（2）此系統(tǒng)外觀為箱式設(shè)計(jì)，所有的設(shè)備，管道，閥門安裝在一規(guī)格為3310×2020×2140（mm）的方艙箱內(nèi)，為了易于安裝和操作，箱體左右兩側(cè)各設(shè)置三個(gè)上翻式開(kāi)啟門，后部設(shè)置一整體上翻式開(kāi)啟門，箱體頂部設(shè)置排煙口和通風(fēng)換氣窗口，四角設(shè)置吊裝吊耳，方艙用U型螺栓和副車架整體固定于依維柯汽車底盤上。

1.2 選型方面

（1）由于此系統(tǒng)對(duì)安全，外形尺寸以及檢修方面都有較高的要求，因此對(duì)設(shè)備的選型都很慎重，鍋爐選用的是常壓熱水鍋爐，爐膛設(shè)計(jì)寬大，熱效率高。配備有意大利MAIORP35型燃燒器，鍋爐外形為國(guó)際流行的外護(hù)板結(jié)構(gòu)，前、后煙箱可拆卸。

（2）板式換熱器采用SUS316不銹鋼材質(zhì)，質(zhì)量和性能穩(wěn)定，容積小，換熱效率高，耐腐蝕，通過(guò)特殊的釬焊工藝，確保不滲漏。

板式換熱器的工作原理是航空煤油在保溫車上循環(huán)油泵的壓力下進(jìn)入管程，熱水在加熱車上循環(huán)水泵的壓力下進(jìn)入殼程，殼程中有折流板以強(qiáng)化換熱。航空煤油進(jìn)、出口管上裝有溫度測(cè)點(diǎn)，可以對(duì)航空煤油的油溫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。航空煤油進(jìn)、出口管路配置快卸自封接頭，以便在油溫在達(dá)到要求時(shí)進(jìn)行進(jìn)行快速關(guān)閉。換熱器制造過(guò)程中不采用水壓試驗(yàn)，以免對(duì)換熱器產(chǎn)生污染，而采用氣壓試驗(yàn)（氣密性試驗(yàn)），確保換熱器不會(huì)有任何滲漏。

2 鍋爐及換熱器的選型計(jì)算

2.1 鍋爐的選型計(jì)算

2.2 換熱器選型計(jì)算

2.3 本鍋爐設(shè)置具有獨(dú)特的煙囪結(jié)構(gòu)

鍋爐運(yùn)行的排煙溫度一般在150℃左右。我們?cè)阱仩t煙囪外側(cè)設(shè)有煙氣冷卻裝置即風(fēng)冷式雙層煙囪，將煙氣溫度降到100℃以下；冷空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)鼓入煙囪夾層，螺旋上升，對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，在出口處空氣與煙氣混合，進(jìn)一步降低煙氣溫度，另外煙囪出口加裝防火網(wǎng)確保鍋爐出口排煙無(wú)火星，經(jīng)冷空氣與熱煙氣換熱計(jì)算后，排煙的煙氣溫度大概為96.7℃。

2.4 鍋爐控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)控制采用溫度傳感器+PLC，對(duì)鍋爐的進(jìn)出口水溫和流量、循環(huán)泵轉(zhuǎn)速以及被加熱油的進(jìn)出口溫度進(jìn)行控制，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡點(diǎn)，保證燃燒器的火力穩(wěn)定燃燒、鍋爐出口水溫恒定，確?？梢蕴峁┖愣ǖ某鲇?/p>

溫度。

控制面板具有鍋爐進(jìn)出口溫度、被加熱油進(jìn)出口溫度顯示和所需要數(shù)值設(shè)定功能；具有燃燒機(jī)火力大小指示和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；具有手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行功能轉(zhuǎn)換。

3 試驗(yàn)情況

在整套設(shè)備制造完成后，為了確保其使用性能，對(duì)車載航空煤油加熱設(shè)備的功能及性能進(jìn)行了全方位的試驗(yàn)，試驗(yàn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）對(duì)相關(guān)部件在一定壓力下進(jìn)行密封性試驗(yàn)，對(duì)水側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，對(duì)油側(cè)管路在一定壓力下進(jìn)行了氣壓試驗(yàn)。

（2）對(duì)鍋爐進(jìn)行試運(yùn)行，在試運(yùn)行的環(huán)境下對(duì)控制系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行了測(cè)試。

（3）將車載加熱系統(tǒng)與保溫加油車聯(lián)試，檢驗(yàn)其是否能在2小時(shí)內(nèi)將500kg煤油從15℃加熱到70℃.

通過(guò)試驗(yàn)及部隊(duì)的使用情況來(lái)看，此加熱系統(tǒng)完全滿足用戶的要求，并得到了高度評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

此套車載航空煤油加熱系統(tǒng)前后取得了兩項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利，專利號(hào)分別為：ZL201020293733.6和ZL201020293735.5，此套系統(tǒng)不但在國(guó)防方面有一定的應(yīng)用，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)改型的系統(tǒng)已出口到海外，取得了一定的民用價(jià)值，同時(shí)為我公司向其他相關(guān)領(lǐng)域的拓展提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 航空煤油燃?xì)忮仩t結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及圖冊(cè)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2002.

[2] 鍋爐原理及計(jì)算（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 管殼式換熱器（第三版）[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.