封閉相變鍋爐體系從外觀上看同普通水暖鍋爐沒有什么區別，運行的方式也沒有什么本質區別，但功能原理則有本質的不同，普通水暖系統是靠重力和泵的動力帶壓運行，而封閉相變鍋爐系統則不用安裝循環水泵，水循環系統只是在重力狀態下運行。相變鍋爐系統相變就是從液體變成氣體，再從氣體變成液體的循環往復的過程，當然這個過程就要經加熱、冷凝兩個階段。
隨著相變鍋爐技術的應用和發展，同時適應市場需求，大容量封閉相變換熱熱水鍋爐也應運而生。本文將結合相變鍋爐設計原理，以HL53-1.25/115/70-AII型相變鍋爐為例，總體闡述大容量封閉相變熱水鍋爐設計規范和技術特性。
1、相變鍋爐工作原理
封閉相變鍋爐實質上是一個大的熱管構造。鍋爐整個受熱面相當于熱管的加熱段，鍋爐上部的相變換熱部分就相當于熱管的冷凝段，鍋水在封閉的空間內以液一汽一液相變的形式進行熱能傳遞，鍋水無損失．無須補水，所以鍋爐受熱面不結垢，這就保證了此種鍋爐在長期運行中熱效率穩定。相變換熱的優點在于：換熱系數大，換熱強度高，對于一般情況下的管外大空間自然對流換熱的水一水換熱方式，其對流換熱系數約為200～1000 W／(rri2．K)，而對于封閉相變鍋爐來說其換熱器管外的水蒸汽凝結換熱的系數可達到5000～100000 W/(m2·K)。
鍋爐相變換熱熱水鍋爐的形式：相變熱水鍋爐是間接加熱的熱水鍋爐，可以分為負壓相變（真空相變）熱水鍋爐、常壓相變熱水鍋爐和有壓相變熱水鍋爐三種，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
真空相變鍋爐由于是在負壓下工作的，一般其飽和溫度僅為90℃左右，從而使其出口熱水溫度受到限制，只能達到80℃左右或更低。且由于相變溫差小，在保持相同換熱量、相同出水溫度的情況下，真空相變鍋爐的換熱面積要比有壓和常壓相變鍋爐的換熱面積大。為維持真空在控制和運行上要求都比較高，只有在特定的環境下才有應用價值，不宜大力推廣。
常壓相變熱水鍋爐是負壓相變鍋爐向有壓相變鍋爐過渡的中間形式，在結構、控制上相對簡單一些，可以和常規熱水鍋爐操作相近，但還有兩個缺點：出口水溫不宜過高，相變區會發生一定程度的氧腐蝕。
有壓相變熱水鍋爐不但可以得到比前兩種相變熱水鍋爐更高的出水溫度，而且更大的優點是它可以實現蒸汽汽水兩用。
2、53 MW相變熱水鍋爐概況及性能特點
2.1鍋爐概況
鍋爐型號為DHL53-1.25/115/70-AII，額定蒸發量為53MW，屬有壓相變換熱熱水鍋爐，用于供暖。該鍋爐的燃料低位發熱量為19770 kj/kg，額定蒸汽壓力為1.25 MPa，額定蒸汽溫度為194℃，熱網水進口溫度為70℃，出口溫度為115℃，熱網水流量為1007 t/h。鍋爐設計效率為80.3%，空氣預熱器進風溫度為20℃，熱風溫度為116℃，排煙溫度為167℃，燃料消耗量為12 t/h。
鍋簡內部設置汽水擋板、水下孔板和冷凝換熱裝置。冷凝換熱裝置由分配集箱、高頻焊螺旋翅片管、匯集集箱等組成。飽和蒸汽上升經翅片管冷卻后的冷凝水返回到水空間。熱網回水的另一路由鍋筒一端進入分配集箱，經并聯連接的翅片管內的工質吸收蒸汽的汽化潛熱后使水溫升高，再以匯集集箱從鍋筒的另一端引出。翅片管內的工質屬單相強制流動。
該鍋爐采用橫置式層燃橫梁式鏈條爐排，鍋爐為“Ⅱ”型結構，爐膛采用膜式水冷壁，水平煙道和尾部煙道布置省煤器，空氣預熱器布置于尾部對流煙道后部。鍋爐構架為全鋼焊接結構。爐膛及尾部對流煙道均采用輕型爐墻，爐膛前后拱處采用耐火磚或耐火混凝土砌成，其重量分別通過鋼架傳到基礎。鍋爐采用室內布置，運轉層標高為7m。當燃用設計煤質，額定負荷工況下，鍋爐保證效率≥80%。鍋爐有良好的負荷調節性能，其最低穩燃負荷為30%額定負荷。排渣使用碎渣機向重鏈撈渣水槽排渣。
2.2性能特點
與傳統的水循環系統鍋爐相比其性能特點比較明顯，也是其優勢所在。
(1)工質蒸發段和冷凝換熱段內都是相變循環，由于對于同一流體來講，相變換熱比無相變系數要大數十倍。由于換熱效果好，相變鍋爐可比傳統意義上的熱水爐節省鋼材。
(2)傳統鍋爐系統將冷凝液從疏水器排空，根據理論計算，冷凝液熱值占總熱量20%左右，而鍋爐熱管體系將冷凝液在接近飽和狀態下即全部返回鍋爐，又不會因為排污損失熱量，加上前述的高效供熱機能，因此節能效果達30%以上。
(3) 由于鍋爐采用密閉方式運行，一次加水后不用補水，鍋爐內水從液體變成氣體，再從氣體變成液體的循環往復，不會有給水損失，可以節約大量的水資源，特別適合缺水地區和補水困難的單位使用。
(4) 由于本技術不用安裝循環水泵、補水泵、水處理設備、補水箱、膨脹水箱、除垢器等設備，減少了鍋爐房的占地面積，減少了用戶的投資費用。
(5)系統內不用補水，可以節省水費，系統運行不用循環水泵、補水泵，可以節省大量電費，每年不用往系統內投藥防腐、防垢，也可節省不少的開支。
2.3環保優勢
系統內不用補水，可以節省大量水費，系統運行采用自然循環，省去了給水泵，節省了電費，每年不用往系統內投藥防腐、防垢，省去加藥系統和相應的人員設置，節約大量的資金。因系統是封閉相變換熱，從環境保護來講，再沒有跑漏和加藥后的廢水排放污染環境的問題。應用相變換熱技術，可節省燃料消耗30%，也可以說減少了1/3的煙塵和廢氣排放，對環境起到了保護作用。使用本系統初投資省、熱效高、能耗少、不結垢、不腐蝕、煙塵少、耐低溫且運行安全穩定，維護費用低，可節省人力物力。
3、結論
綜上所述，大容量相變換熱熱水鍋爐不但不結垢、可以排除常規直接加熱熱水鍋爐常見的水冷壁管、對流管爆管、管板裂紋漏水等事故隱患，而且具有可不排污、獲得潔凈熱水、鍋爐效率高、可以免除或減輕鍋內氧腐蝕、對水質要求低而可以免除補給水軟化、除氧設備投資和減少運行費用等優點，有壓相變換熱還可以實現汽水兩用、減少用戶設備投資、提高設備利用率，應用前景廣闊。
