冷凝两用锅炉的研究及产业化可行性研究报告.docx
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冷凝两用锅炉的研究及产业化可行性研究报告
冷凝两用锅炉的研究及产业化
可行性研究报告
一、立项依据
（一）目的意义
近几年我国分户采暖的发展稳中求进，人们正试着接受这一新的取暖方式。
据对消费者供暖方式需求的调查显示：
市集中供热方式比例为46%，分户式取暖比例仅次于集中供暖，为42%。
其中分户式中央空调需求比例为23%，分户式燃气壁挂炉需求比例为21%。
中国的能源政策有利于推广分户采暖。
从环保角度讲，鼓励使用轻型能源如天然气、电等，可以改善大气环境。
《中华人民共和国节约能源法》实施办法第三章第二十四条明确规定：
发展和推广天然气、煤气、电、水煤浆等优质、清洁能源。
北京市政府规定，在市人民政府规划的禁止燃煤区内，燃煤设备应逐步改造为使用清洁能源，在非禁止燃烧区内，发展和推广洁净煤技术，提高煤碳利用率。
目前世界上有两大取暖方式。
和种是发韧于前苏联的集中供热；另一种是盛行于欧洲的分户采暖。
我国目前大部分地区采用的就是集中供热的形式。
而做为世界上最讲究环保的欧洲国家为什么独独选用分户采暖呢？
主要有以下几点，首先集中供热要么燃煤，要么燃油，对环境污染大。
其次就是因为通过管道线向市内输送热蒸气，保温不好，隔热不好，损失较大；而且管道的材料费用谁出，也不是十分明确的事情；再次，如果遇到暖冬，暖气就会很热，居民只能窗户降低室内的温度，热量就会损失，浪费很多的能源。
因为温度不能调整，用户用起来很不方便，这就是集中供热在欧洲不受欢迎的原因。
在欧洲的许多国家人们主要采用燃气壁挂炉取暖。
燃气壁挂炉既可供暖又可提供生活热水，而且体积小、重量轻、不占地、安装灵活方便，又可以根据个人的需要自由调节室内的温度，真正做到了冷暖由人、用多少付多少的人性化居住空间，受到当地许多居民的喜受。
销量呈逐年上升的趋势。
燃气壁挂炉成为欧洲家用供暖的主要产品。
在德国，1996年燃气壁挂炉占家用燃气锅炉市场的比例为69%，97年上千到71%，98年是73%。
在1997年，欧洲家用壁挂炉为370万台，2009年欧洲市场家用壁挂炉为450万台。
此外，燃气落地锅炉为85万台，燃油落地锅炉为92万台，加起来一共有620万台。
其中燃气壁挂炉占有量为72%。
公寓楼用燃气壁挂炉采暖达到了53%。
在中国燃气壁挂炉的市场不断的扩大，燃气壁挂炉的优越性能日益凸显。
随着进代的发展，采暖、热水一体化的独立分户采暖的方式一定会受到消费者的喜爱。
（二）国内外概况
（1）国外概况
壁挂炉是风行欧洲近百年的供热产品，它具有强大的家庭供暖和中央热水功能，能够满足多居室的采暖需求，各个房间可以根据需求随意设定舒适温度，并且能够提供大流量恒温卫生热水。
燃气壁挂炉供暖供热系统具有一次性投入不大、节省空间、运行费用低、操作简便舒适安全环保节能维护方便等特点。
它是一种个性化的家庭独立采暖热输出设备，其具有供暖及供热水两种功能，并且具有安全、可靠、节能、卫生、环保以及使用方便、投资少等特点，近年来已在国内许多新建、改造住宅小区中采用，国内的许多用户已经逐渐认识了壁挂炉这种个性化的采暖设备。
由于壁挂炉技术门槛相对较高，国外的生产工艺完善，产品的技术研发及配套能力强，所以壁挂炉产品的大多核心技术与关键零部件生产都在国外，国外进口的产品以其优良的品质在用户群中有着良好的口碑，并处于行业领先地位，主要生产国是美国，意大利、德国及法国，其中尤以意大利进入中国的品牌居多。
但由于原装进口其价位较高，不为大众所接受。
而且壁挂炉产品通常的使用寿命在15年以上，而且配件也应到位，因此售后服务就不可忽视，国外厂商为开发中国市场，在中国建立生产研发基地从国外引进技术、或引进零部件在国内生产加工也是理所当然的了。
德国品牌：
博世，威能、菲斯曼。
上述三个品牌身份各有特点：
①威能，德国原装进口。
②博世系原装进口。
其生产基地大多在葡萄牙，土耳其。
完全按照博士集团标准生产。
性能优越。
性价比高。
③菲斯曼，国内原件组装.
（2）国内概况
我国燃气壁挂炉相对于欧美国家及日本起步较晚，这是由于我国北方地区一般采用传统的集中供暖，但由于长期热力费难收，采暖能耗大等问题，很多城市在新楼盘设计时就开始考虑分户采暖。
壁挂炉产品在国内增长快速与国家宏观发展有关。
在宏观环境发展方面，国家“西气东输”工程，将西部丰富的天燃气引入中东部经济较发达地区。
到2003年有数十个大中城市近3亿人用上天燃气；国内房地产业的迅速发展，全国上市的商品房以超过30%的速度增长，且多居室公寓，高档商住用房，别墅的比例将上升到25%左右；再就是民用供热的市场化，人们对优质生活的追求，治理环境污染以及节约能源需求等等，都将为燃气单元式传热系统提供良好的发展契机，也为壁挂式采暖炉提供了巨大的发展空间。
另外，由于政府大力推广，北京地区成为中国最大的燃气单元式供热系统市场，也是目前广大用户，房地产商以及政府部门受益最大的城市供热采暖产品库。
而在西安，兰州，青岛，济南等城市，燃气壁挂炉作为热源的新型分式供暖系统也逐渐流行，甚至在温暖的长江流域，例如上海，南京，武汉等大城市，也逐渐被许多追求生活的用户所接受。
据阿里斯顿北京地区经理杨绪强介绍，2002年起阿里斯顿开始在中国进行市场推广工作，2003销售量突破18000台，可见燃气壁挂炉已经逐渐被中国的消费者所接受。
有数据表示，中国境内燃气壁挂炉产品每年都在以20%---50%的速度增加，2002年市场容量是5万台，2003年是6万台，其中国产品品牌占其总销量的20%。
但从大的环境看整个中国的市场销量仍与欧洲国家有差距，欧洲2002年的销量达到了400万台。
（三）市场预测和发展趋势
壁挂炉这种主要在欧洲发达国家居家才能享受的现代取暖、沐浴产品进中国短短10余年已显示其巨大的发展潜力。
家里只要装一台壁挂炉就可以解决家庭日常必需的采暖和洗浴两大问题，而且是健康自然、高质量的采暖、洗浴方式。
1.采暖：
壁挂炉作为家庭独立采暖的热源，采暖热效率可达90%以上，远高于使用煤、油、电暖、空调等的热效率。
也没有集中供暖的锅炉、管道等热损失和无效的热量流失浪费。
壁挂炉是一种自主控制、灵活调节的供暖方式，想什么时候开、开多高的温度、每间屋选择不同的温度都可以个性化轻松实现。
2.洗浴：
壁挂炉用于家庭日常热水洗浴是一种非常舒适、恒温、大水量的现代沐浴形式。
相当于家庭洗浴中心，其舒适性、对生活品位的提高是一般的热水器、电热水器和太阳能热水器都无法比拟的。
壁挂炉在中国一定会有大发展的一天，因为壁挂炉是一种灵活自由、舒适自主、节能环保的采暖方式，本身是一种具有强大内在生命力的产品，只要这个国家需要采暖，经济生活水平上来，只要是市场经济社会，都很适合这种产品的发展。
中国经过这二、三十年的飞速发展，各种社会特征已逐渐与世界接轨，在采暖方面也不会例外，壁挂炉在中国大力发展的社会基础和条件已具备：
▲我国北方供暖方式已由过去单一的社会、单位和社区福利性质的集中供暖向多元化方向转变，集中供暖能源浪费严重，供暖模式呆板等弊端给分户取暖创造了条件，大统一的采暖已越来越不太适应市场经济社会的发展形势。
▲原来没有集中供暖的“三北”地区（西北、华北、东北）大片农村、县、镇等随着城市化进程，生活水平和经济条件改善，将会是潜在的大市场。
▲中国社会市场经济，住房商品化、交易性、人口流动性等个体自由自主行为需要分户取暖这种灵活自主的采暖形式。
▲制约壁挂炉发展关键因素之一的气源条件，随着西气东输二期工程，独联体俄罗斯引进天然气工程、川气东送工程、陕京输气工程，新、甘、青天然气管道工程，鄂尔多斯天然气工程等的建成和完善以及几个天然气田的开采利用，将会大大改善我国很多地区的供气现状。
▲中国壁挂炉的技术水平和制造能力在未来3年到10年间将会逐步达到甚至超过欧洲水平，将会像家电一样成为世界壁挂炉的制造工厂。
▲中国老百姓的生活需求、经济条件已具备壁挂炉大发展的条件，壁挂炉将会像家电汽车消费一样，在未来几年到10年中迎来繁荣的消费高潮。
就算是家庭消费最昂贵的汽车，在经济危机下的08年都有900多万辆的销售量，作为生活必需的采暖洗浴产品在未来应有不俗的表现，市场容量每年几百万台到千万台应是正常的。
▲我国长江流域和大片南方地区对生活品质的追求也会青睐壁挂炉这种既能大水量洗浴又能舒适采暖（不像空调取暖那样干燥）的产品。
据统计在香港有超过1万户居民在使用壁挂炉，而广州、深圳这几年的地暖工程公司逐渐增多，也说明我国南方潜在的采暖市场需求是很大的。
二、研究开发内容、方法、技术路线
（一）具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题
（1）燃烧系统的设计：
①燃气系统设计
a.采用比例阀控制所需燃气量的大小。
比例特性：
比例阀电流在30mA～240mA内可任意调节；
b.燃烧器采用自然引风单U型结构，为了保证其使用寿命，燃烧器片材料采用不锈钢，材料厚度0.5mm，采用条形火孔，且着重考虑小火点火和传火的可靠性以及小火稳定性；
c.为了降低热传导和热辐射，燃烧室采用耐高温，无毒的新型隔热材料阻隔热量的散失，以提高整机的使用寿命；
d.为了保证整机的使用寿命，降低烟气和NOX的排放，尽可能将火孔热强度设计得低一些，为此我们设计采用了12排。
燃烧器单片平均承担约2.1kW的热负荷；
②空气系统的设计
由于燃烧器采用自然引风式的结构，空气系统设计采用将室外引入的空气从燃烧室下面的空腔通道供给燃烧需的空气，其空气通道为380×22=8360mm2。
这样，可预热空气，提高热效率。
（2）热交换器的设计：
①热交换器的制作材料为TU1，其翅片厚度为0.4mm；
②换热片与换热管采用整体烘焊设备焊接；
③结构形式为管套管，即采暖循环为外管，淋浴水换热为内管；
④为了提高换热效率，降低高温噪声，换热管采用椭圆管，且椭圆管的短轴为水平放置方向，在外管设有扰流片和扰流弹簧，使水的流动状态由层流变为紊流状态，既可提高换热效率，又能达到消除高温噪声的目的；
⑤换热管出口端设有稳流阀，以达到加热温度均匀，提高效率的目的；
（3）水系统设计
①采暖水路系统
a.采暖水路系统采用“格兰富”水泵进行采暖水的强制循环，其系统管路通径均为Φ25mm以上，以降低管路系统的阻力损失；
b.系统管路有三通阀，为了保证淋浴水的温度，使用淋浴功能时，采暖水通过三通阀走内循环系统；
c.为了保证系统的正常运行，系统上设有压力传感器，以保证系统在一定压力范围内能正常运行，系统压力有压力表显示，系统正常工作时压力为3kgf/cm2左右；
d.为了保证系统的正常运行，系统设有泄压装置，系统压力过高时能及时减压；
e.系统在高温运行过程中会产生水蒸发现象，系统设有自动补水装置，以保证随时补给系统蒸发所需水量；
f.循环系统的高温运行会产生一定水蒸气，水蒸气的产生会导致系统内流体体积的膨胀，为了消除水力的破坏性，在水路系统中设计了膨胀水箱，其容量为8L；
g.系统在运行过程中，会产生一定量的空气，致使系统压力增高，系统上设有排气阀，以及时排尽系统内的空气；
②热水系统设计
a.进水阀是热水系统中控制水量大小的一个阀门，其内有水流量传感器和水稳流装置，水流量传感器每升每秒输出的脉冲数为7±10%个；
b.热水出水设有温度传感器，以便系统随时监控出水温度的高低；
（4）排烟系统的设计
①排烟风机的设计：
a.排烟风机的蜗壳采用铝合金压铸成形，风轮为千叶风轮；
b.风机电机为罩极电机，其可靠性高，耐用度好，转速为2800rpm：
为了降低电机噪声，风机与蜗壳联接处配有减振胶垫；
②进排气管的设计：
a.进排气管双层结构，内层为排烟管，其直径为Φ60mm，外层为进空气通道，其直径为Φ110mm；
b.整个排烟管设计考虑了抗风防雨淋；
（5）主控制器设计：
①主控制器为了降低维修成本和维修方便性，在设计上作了充分考虑；
②为了增加电路控制板的可靠性和稳定性及耐温耐候性等，整个电路控制板采用灌封；
③为了增加调试和维修的方便性以及消除系统阻力误差对整机参数的影响、接口主要参数可调方式设计；
④整个电路和遥控器电路均为抗干扰设计；
⑤完全遵照程序控制框图设计控制电路；
（二）项目的特色和创新之处
（1）项目的特色
①省气：
热效率比传统的燃气热水器提高12％以上，达到欧洲标准。
②省事：
由于质量稳定，运行可靠，使用寿命长，因此极少维修。
③省钱：
由于节省燃气与耗电量，质量稳定可靠，维修极少，直接为消费都节约费用。
（2）项目创新之处
①封闭式强化燃烧技术，以提高产品的安全性和使用寿命；
②强制给排气技术将燃烧后产生的废气利用风机强制排至室外，以提高产品的安全性；
③平衡式结构，利用双层排烟管由室供给燃烧所需的空气和燃烧将燃烧产物排至室外，以提高产品的安全性；
④采用自然引风单U型结构及条形火孔，保证小火点火和传火的可靠性以及小火稳定性；
⑤采用将室外引入的空气从燃烧室下面的空腔通道供给燃烧需的空气。
这样，可预热空气，提高热效率。
⑥换热管采用椭圆管形式，既可提高换热效率，又能达到消除高温噪声的目的；
⑦冷凝换热技术，利用燃气热水器排出废气的热量预热冷水，热效率比传统的燃气热水器提高12％以上。
（三）要达到的技术、经济指标及社会、经济效益
（1）技术、经济指标
①额定输出功率：
26kW
②产热能力（淋浴）：
13L/min
③供暖输出功率：
23.45kW
④使用电源：
220V/50Hz
⑤适用气源：
Y（2800pa）、T（2800pa）、R（1000pa）
⑥供暖热效率：
≥85%
⑦淋浴热效率：
≥85%
（2）社会、经济效益
①大力提升行业技术竞争水平
无氧铜热交换器从诞生至今，经历了镀铅工艺，发展到现在，技术已经基本成熟。
而作为燃气热水器的革命性产品-无氧铜热交换器，受设备成本太高，原材料质量不稳定等因素制约，导致只有极少的一部分厂家研发生产。
祥基作为热交换器的龙头企业，增强了技术力量，引进了先进的无氧铜热交换器生产、检测设备，开发出符合中国国情的无氧铜热交换器，在技术上引领整个行业发展。
在未来的技术发展战略上，祥基将继续倡导自主创新精神，学习和引进国际和国外先进技术，致力于无氧铜技术的研究，开发出更多高效、节能、环保型产品，满足市场需求，获得经济效益的同时提升技术水平，引领整个行业技术不断创新。
②节能：
未来5年冷凝两用锅炉的社会需求量2300万台，每年可节省10.7亿Nm3燃气，将带来巨大的社会效率和经济效益。
③高效：
冷凝两用锅炉产品是一种高效节能环保型产品，跟普通燃气具产品相比，多增加了一级冷凝换热器，通过吸收高温烟气而预热冷水，利用了普通燃气热水器作为废气排走的热量，热效率较普通燃气具产品提高15％以上。
④解决就业人口：
此项目的开发，由于引进了国内外先进的生产设备和检测设备，需增加30位员工。
（四）采用的方法、技术路线以及工艺流程
（1）项目的冲压件、热交换器、燃烧器等部件由企业自行研发、生产制作。
其它部件采用外协采购的方式实施。
（2）技术路线
①采用杂质少,充分脱氧的无氧铜材料,利用其对各种有机酸和无机酸有很大的耐蚀性和其在含氢气氛中长时间加热或焊接,不会有氢脆性,使无氧铜交换器寿命、性能、质量大大提高。
②采用罩极电机，其可靠性高，耐用度好，转速为2800rpm：
为了降低电机噪声，风机与蜗壳联接处配有减振胶垫；
③为了增加调试和维修的方便性以及消除系统阻力误差对整机参数的影响、接口主要参数可调方式设计；
④为了保证整机的使用寿命，降低烟气和NOX的排放，尽可能将火孔热强度设计得低一些，为此我们设计采用了12排。
燃烧器单片平均承担约2.1kW的热负荷；
⑤燃烧器采用自然引风式的结构，空气系统设计采用将室外引入的空气从燃烧室下面的空腔通道供给燃烧需的空气，其空气通道为380×22=8360mm2。
这样，可预热空气，提高热效率。
（3）工艺流程
①模具加工工艺流程：
设计→原材料分解下料→精加工→线切割或电火花加工→抛光→装配→试模→检测→修模→二次试模→检测→入库
②钣金冲压加工工艺：
定尺钢板→冲孔切边→冲压成形→焊接→表面处理→涂装
③热交换器加工工艺流程：
开料→折边→剪边冲孔→剪边1→拉伸→剪边2→折边→冲字→连接、收口→组焊→温控片焊接→温控片焊接→全检外观→酸洗→调直→浸助焊剂→浸锡→吹/摇锡→洗出水咀→耐压测试→校正（全检）→包装→产品抽检
④装配工艺流程：
零配件库→按生产计划、物料清单领料→零配件按工艺卡片配发→部装→检验→传送带→整机→性能测试→成品→包装→入库
三、工作基础和条件
（一）承担单位概况（人员、资产、业务与管理状况）
1、单位基本情况
中山市祥基电器有限公司成立于1993年，现有员工600多人。
其中工程技术人员40余人，占地面积50000多平方米，是一家专业从事燃气具研发和制造于一体的综合性型企业，是国内目前规模最大的燃气热水器零部件、燃气壁挂炉和燃气热水器OEM和ODM生产基地之一，具备年产热水器160万台、热交换器300万套、燃烧器200万套、燃气壁挂炉3万台的生产能力。
公司长期致力于产品研发和品质创新，不断提高产品的科技含量，引进新技术，新工艺，全面实施ISO9001：
2000质量管理体系和叁级质量保证体系！
经过多年的探索努力，目前国内主要客户有：
海尔、美的、万家乐、万和、华帝、长青等知名企业。
同时不断开拓国际市场，产品远销欧洲、南美、中东、非洲等国际大市场。
2、财务基本情况
公司现拥有总资产6807万元。
其中流动资产5429万元，无形资产639万元，固定资产728万元。
销售收入从93年的100万元到2009年的9870万元。
3、创新条件
公司2008年成立了市级技术中心。
负责公司产学研合作及技术交流工作。
参与公司重大基建技改项目的前期考察、调研及技术论证工作。
收集分析与企业相关的先进技术和市场信息，研究行业发展动态，为公司领导决策提供咨询和建议。
负责超前研究开发有市场前景的新技术、新产品、新工艺、新材料、新装备，为公司生产装备的更新换代和形成新的经济增长点提供技术支持。
负责公司新产品、新技术的推广应用、消化吸收和再创新工作。
中心拥有有开发技术人员55人，其中专家级人员12人，设计人员39人，可以形成指导、分析、设计及开发的全套技术工作力量。
中心拥有研发实验室、产品检测室、型式试验室、环境试验室、配气站和计量室。
承担科研实验、产品检测和可靠性试验任务。
中心具有100余台（套）检测设备，设备先进齐全，技术力量雄厚。
通过十多年的发展，公司已经发展成为生产热交换器、燃烧器、壁挂炉、燃气热水器OEM的四大类专业燃气用具企业，是行业内生产涵盖四大类的生产厂家，热交换器以年销量超过150万台，成为中国热交换器最大的生产企业。
（二）本项目现有的研究工作基础（包括现有科研装备条件）
1、经济基础
中山市祥基电器有限公司是我国燃气热水器热交换器的龙头企业，拥有亚洲最大的燃气热水器热交换器生产基地。
销售收入从93年的100万元到2009年的9870万元。
公司每年提取销售收入3.5%做为研发费用，每年以千分之二的速度递增。
2、领导重视
公司2008年成立了市级技术中心。
由几个核心技术部门、科室组成，公司总经理亲自担任中心主任，确保研发资金及时到位，督导中心的日常工作。
3、人力资源基础
祥基拥有有开发技术人员55人，其中专家级人员12人，设计人员39人，可以形成指导、分析、设计及开发的全套技术工作力量。
4、基础设施
有独立的研发基地和部门，具有完善的基础设施。
空压、供水、电容量等能完全满足项目要求；设有安全的避雷装置，能保护实验、信息系统的正常运行和完整；配备有齐全的消防设施，防范于未然。
5、技术研究基础
祥基从2006-2008的三年之间，共开展重大项目研究21余项，投入研究经费2100元（不包括科研单位基本建设费，设备购置费），占企业销售收入的3.5%。
（三）对环境的影响及预防治理方案
项目采加工和装配过程只产生废水、废渣、噪音，不会对当地自然资源和环境造成破坏。
废水采用集中到地埋多污水处理站，达到二级排放标准；废渣定期交由社会专门部门处理。
噪音采用了隔震措施，使厂界区噪音低于72分贝，并通过绿化、美化、净化，使工作环境、生产环境以及生活环境都有有很大提高。
四、本项目各参加单位工作分工及经费投入、支出情况
1、项目由中山市祥基电器有限公司独立完成。
2、经费投入、支出情况
经费支出
金额（万元）
用途
基本建设费
30
基建费
其中：
20
生产、检测系统基建费用
10
其它辅助系统基建费
设备购置费
174
设备购置
其中：
135
专用设备购置
39
一般设备购置
专用业务费
120
专用业务费
其中：
90
开模、外协加工费
30
技术设计、调研、资料等费用
原材料购置费
140
原材料费
其中:
120
元器件、原材料购置费用
20
试验、检测费用
其他
31
市场波动费用
总计
495
五、以往承担项目完成情况及主要成果（近五年内）
（一）承担国家省部级有关课题完成情况（立项年度、项目编号、项目名称、计划类型、完成时间、投资规模、完成效果）
2009年承担中山市科技计划项目，项目名称：
无氧铜钎焊技术在热交换器产品中的应用
（二）以往科技成果转化情况（技术成果名称、实施单位、实施地点、实施时间、实施效果等）
（三）项目获奖及已发表的与本课题研究有关的主要论文、专著情况（年度刊物等说明）
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