同济院暖通培训教材之锅炉房和热交换站设计
发布于 2021-04-05 08:15
10 锅炉房和热交换站设计
10.1 民用锅炉房设计概述
10.1.1 基本要求
本章适用于燃油锅炉和燃气锅炉以及热交换站的新建、改建、扩建工程的设计,至于燃煤
锅炉,在我院的工程设计中很少遇到,故此部分内容省去,工程中如有遇到,请参阅其他资料。
10.1.2 本章适用于民用建筑工程建设中锅炉单台容量和运行参数为下列范围的锅炉房设计:
蒸汽锅炉: 单台额定蒸发量 0.15~20t/h
额定工作压力 ≤1.6MPa(表压)
热水锅炉: 单台额定出力 0.1~14MW
额定工作压力 ≤1.6Mpa(表压)
10.1.3 锅炉房设计必须符合《锅炉房设计规范》(GB50041-92)、《热水锅炉安全技术监察规
程》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》以及防火规范等的有关规定。
10.1.4 锅炉房的位置
锅炉房的位置,在设计时应配合建筑总图专业在总体规划中合理安排,并应符合下列基
本原则:
1 锅炉房宜设置在地上独立的建筑物内,在受条件限制并经当地消防、安全、环保等管理部门许可,可与主体建筑物相连或设置在主体建筑的地下室、半地下室、首层、顶层及中间楼层。
2 锅炉房和主体建筑相连或设置在其内部时,锅炉使用的介质、容量、运行压力、温度、燃料,以及工艺设计和建筑设计都应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16-87 (2001年版)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)、以及所在地区地方标准的有关规定。
3 无论蒸汽锅炉房或热水锅炉房都严禁设在人员密集场所(如公共浴室、教室、餐厅、影剧院的观众厅、候车室、商场等)内或在其上面、下面、贴邻或主要疏散口的两旁。
4 无论蒸汽锅炉房或热水锅炉房都不得与贮存易燃、易爆或其他危险物品的房间相连。
5 使用液化石油气或其他比重大于空气的气体燃料的锅炉房,不应布置在四周均比室外地面低的地下室或半地下室。
10.1.5 在总图规划许可的条件下,锅炉房的位置力求满足下列要求:
1 靠近热负荷比较集中的地区。
2 便于燃料贮运,并宜使人流和燃料运输途径分开。
3 全年运行的锅炉房宜位于居住区和主要环境保护区的全年最小频率风向的上风侧。季节性运行的锅炉房宜位于该季节盛行风向的下风侧。
4 有利于室外管道的布置和凝结水回收。
5 有利于锅炉房的自然通风和采光。
6 区域锅炉房设计,应根据本地区热力建设规划,对近期和远期供热规模统一考虑,锅炉房宜留有扩建余地。
10.1.6 独立建筑的锅炉房与其他建筑的间距应符合《建筑设计防火规范》GBJ16-87 (2001
年版)于《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中的规定。
10.1.7 蒸汽锅炉房设计应符合下列规定:
1 蒸汽锅炉房不应与住宅及人员密集的公共场所(见10.1.4条第3款)相连;
2 锅炉房设置在多层或高层建筑的半地下室或首层中,必须同时符合下列条件:
1)每台锅炉的额定蒸发量不超过10t/h;额定蒸汽压力不超过1.6Mpa;
2)每台锅炉必须有可靠的超压联锁保护装置和低水位连锁保护装置;
3)锅炉间的建筑结构应有相应的抗爆措施。
3 锅炉房设置在高层或多层建筑的地下室、中间层或顶层时应符合下列规定:
1)应使用燃油、燃气锅炉或电锅炉;
2)每台锅炉的额定蒸发量不超过4t/h;额定蒸汽压力不超过1.6Mpa;
3)每台锅炉必须有可靠的超压连锁保护装置和低水位联锁保护装置;
4)燃料供应管道的连接采用氩弧焊打底;
5)锅炉间的建筑结构应用相应的抗爆措施。
10.1.8 热水锅炉房设计应符合下列要求:
1 锅炉房若与住宅相连或设置在多层建筑的地下室、半地下室、首层或顶层时,须同时符合下列要求:
1)锅炉的额定出口热水温度≤95℃;
2)每台锅炉必须有超温报警装置;
3)燃油、燃气锅炉必须装设可靠的点火程序控制和熄火保护装置;
4)设置在半地下室或首层的锅炉,每台的热功率不应大于7MW;设置在地下室、楼层中或顶层的锅炉,每台热功率不应大于2.8MW。
2 锅炉房设置在高层建筑的地下室、半地下室、首层或顶层时,除应符合上述第1款的规定外,还应符合下列规定:
1)每台锅炉应有连锁保护装置;
2)锅炉间的建筑结构应有相应的抗爆措施。
10.1.9 设置在民用建筑内或与民用建筑相连的蒸汽锅炉房和热水锅炉房都应符合下列规定:
1 锅炉房与其他房间的隔墙应是无门窗洞口的防火墙,如需设置门窗,应是甲级防火门窗,并能自动关闭。
2 燃气锅炉房的锅炉间和燃气计量间必须设置可燃气浓度报警系统和防爆型事故排风机,并实施联锁自动控制。
3 锅炉房不得与储存或使用爆炸物品和可燃液体的房间相连。
4 锅炉房所在地区有关锅炉房设置的地方标准高于本《技术措施》的规定时,应按地方标准执行。
5 应符合第10.1.5条第2、3、4款的规定和10.3节中有关锅炉房土建、电气、给排水设计要求。
10.2 锅炉房工艺布置和锅炉选型
10.2.1 锅炉房布置
锅炉房区域内各建筑物、构筑物,以及燃料、场地的布置,应按工艺流程和规范要求合理
安排,一般应考虑下列要求:
1 锅炉房、贮油罐、燃气调压站之间以及和其他建筑物、构筑物的间距,均应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB16-87(2001年版)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)、《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)及有关标准规范的规定。并满足安装、运行、检修要求。
2 各种设备布置合理,郭鹏学暖通力求缩短燃料、排烟系统和各种管道的流程。
3 锅炉房主要产生嗓声的设备尽量布置在远离住宅和环境安静要求高的建筑,锅炉间和辅助间的主要立面尽可能面向主要道路。
10.2.2 锅炉间、辅助间和生活间的设置应考虑下列要求:
1 锅炉房应根据其规模大小和工艺布置需要设计锅炉间、辅助间(日用油箱间、燃气调压计量间、给水和水处理间、维修间、控制室、化验室、贮存室等)和生活间(厕所、浴室、值班室、更衣间等),对于产生高嗓声的机电设备分别集中布置在隔音的房间内。
2 蒸汽锅炉额定蒸发量为1~20t/h,热水锅炉额定出力为0.7~14MW的锅炉房,其辅助间和生活间可贴邻锅炉间的一侧。
3 当锅炉为多层布置时,其仪表控制室应布置在锅炉操作层,并宜选择朝向较好、震动较小的部位。
4 需要扩建的锅炉房,其燃料运输设施的布置应考虑燃料自固定端入炉前。
5 化验室应布置在采光较好,噪音和振动影响较小处。并便于取样操作。
6 热力除氧设备和真空除氧设备间的布置高度,应保证锅炉给水泵有足够的进水压头,防止发生汽蚀。
7 独立建筑的燃气锅炉房应设燃气调压间和计量间。燃气调压间与相邻房间的隔墙应为无门窗洞口的防火墙。
8 燃油、燃气锅炉房的控制室、变配电室与锅炉间的隔墙应为防火墙,观察窗应采用具有一定抗爆能力的固定玻璃窗。
9 锅炉间和同层的辅助间地面标高宜一致。
10 锅炉房底层地面宜高出室外地面0.15~0.3m。
10.2.3 锅炉房的设备布置应符合下列原则:
1 各设备布置均应考虑安装、运行和维修方便,工艺流程合理,整齐紧凑,便于监测,并力求风、烟、汽水管道短,配件弯头少,燃料、烟气流程畅通。
2 锅炉机组的布置应符合下列要求:
1)锅炉操作地点和通道的净空高度不应小于2m,并应满足起吊设备操作高度的要求。其他发热部位的上方,其净空高度不小于0.7m。
2)锅炉的前后端及两侧面与建筑物之间的净距应符合表10的要求。
3 锅炉房内所有的辅助设施和热工监测、控制装置等,当操作、维护高度超过1.5m时,应设置平台和扶梯。锅炉之间的操作平台可以根据需要加以连通。
表10.2.3 锅炉机组布置尺寸要求
锅炉容量 | 炉前净距 (m) | 锅炉两侧和后部通道净距(m) | 备注 | |
蒸汽锅炉(t/h) | 热水锅炉(MW) | |||
1~4 | 0.7~2.8 | ≥2.50 | ≥1.20 | 当锅炉前需要换锅管时,炉前净距应满足操作要求。 |
6~20 | 4.2~14 | ≥3.0 | ≥1.50 |
4 炎热地区的锅炉间操作层,可采用半敞开布置或在其前墙开门。操作层为楼层时,门外应设置阳台。
10.2.4 民用锅炉房设备不宜露天布置。
10.2.5 锅炉房设计容量和介质参数
锅炉房的设计总容量宜根据用户热负荷曲线或热平衡系统图,并记入管道热损失、锅炉房自用蒸汽量和热量,以及可供利用的余热等计算。可按下式计算:
Q=K(k1q1+k2q2+k3q3+k4q4+k5q5+……)
式中 Q ——锅炉房设计热负荷(t/h)(蒸汽炉)或(MW)(热水炉)
K ——室外热网热损失修正系数,其取值为:
蒸汽管道: 架空敷设 K=1.10~1.15,
地沟敷设 K=1.10~1.12;
直埋敷设 K=1.12~`1.15
热水管道: 架空敷设 K=1.10~1.12,
地沟敷设 K=1.05~1.08;
直埋敷设 K=1.02~1.06
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5——分别为采暖空调、通风、生产、生活及锅炉房自用热负荷(t/h)(蒸
汽炉)或(MW)(热水炉);
K1、K2、K3、K4、K5——分别为上述相应热负荷的同时使用系数。其值可参考10.2.5。
表10.2.5 热负荷同时使用系数
同时使用系数 | K1 | K2 | K3 | K4 | K5 |
推荐取值 | 1.0 | 0.7~`0.9 | 0.7~`1.0 | 0.7~1.0 | 0.8~1.0 |
当用户热负荷变动较大且较频繁,或有周期性变化时,经技术经济比较确定可设置蒸汽蓄
热器。
设有蒸汽蓄热器的锅炉房,其设计总容量应按平衡后的热负荷进行计算确定。
10.2.6 锅炉房供热介质的种类和参数,应根据用户的需要,并经技术经济比较确定,一般按
下述原则考虑:
1 专供采暖的锅炉房供热介质宜为热水。对于大型区域供热锅炉房,宜为130~150℃的高温热水;供热半径≤1.0km的中、小型锅炉房宜采用供水温度≤95℃的热水。
2 对于既有采暖通风热负荷,又有蒸汽负荷的热用户,应根据经济技术比较确定供热介质。
3 只有生产用汽和生活用热负荷的锅炉房,宜选用蒸汽锅炉。蒸汽参数根据具体要求确定。
4 锅炉房的设计压力应按供热用户中最高工作压力考虑。
1)蒸汽锅炉的运行压力,应根据用汽设备的最大供汽压力,并记入管网阻力和适当的富裕系数来确定。常用设备所需供汽压力参见表10.2.6。
表10.2.6 常用设备所需供汽压力
用汽设备名称或类型 | 采暖通风及生活用热换热器 | 空调加湿用汽 | 洗衣机烫平机 | 吸收式制冷机 | 厨房蒸煮或消毒设备 | 医用消毒设备 | 蒸馏水制 备设备 |
所需蒸汽压力(Mpa) | 0.02-0.6 | 0.05-0.1 | 0.5-0.9 | 0.4-0.9 | 0.15-0.25 | 0.3-0.6 | 0.3-0.5 |
2)热水锅炉的运行压力,应同时满足下列条件:
a 不小于循环水系统总阻力之和,并计入1.2倍的富裕系数。
b 钢制热水锅炉的出口水压力不应低于最高供水温度加20°C时的饱和压力(用锅炉自产蒸汽定压的热水系统除外)。铸铁热水锅炉的出水压力不应低于最高供水温度加40°C时的饱和压力。
10.2.7 锅炉选型一般要求
锅炉选型应综合考虑下列要求:
1 能满足用户所需要的热介质种类和运行参数(温度、压力)要求;能有效燃烧用户所提供的燃料,且有较高的热效率;锅炉在有效出力范围内调节性能好,和选用台数配合后能适应用户全年热负荷的变化,并有利于安全经济管理。
2 对环境的影响和污染较小。
3 辅机、附件及监控仪表配套完善合理,质量可靠,机械化和自动化水平较高,耗电量小;机组外型尺寸较小,节省机房面积;基建投资和运行管理费用较少。维修方便。
4 同一锅炉房宜选用型号、容量和燃烧设备相同且是同一厂家的锅炉。若必须选用不同的锅炉时,其种类不应超过两种。
10.2.8 锅炉台数的确定应考虑下列因素:
1 合理选配锅炉台数和单炉容量,保证锅炉房在设计容量下和全年热负荷低谷期,锅炉机组均能在良好的工况和效率下运行,并保证当其中最大一台锅炉检修时,其余锅炉能满足连续生产用热所需的最低热负荷和采暖通风、生活用热所需要的最低热负荷。
2 锅炉台数不宜少于2台,但当选用一台能满足热负荷和检修需要时,也可只设一台。
锅炉房的锅炉总台数,郭鹏学暖通新建时不宜超过5台,扩建和改建时,不宜超过7台。
3 单台锅炉容量的确定应考虑下列因素:锅炉不宜长期在低于锅炉额定出力50%的负荷下运行。
10.2.9 备用锅炉的设置按下述原则确定:
1 常年需要供热的锅炉房和减少供热量会造成重大损失和影响的锅炉房,应设置备用锅炉。
2 专供冬季采暖的锅炉房或以采暖热负荷为主的锅炉房,可不设备用锅炉。
3 在用户热负荷较低期间,一台锅炉检修,其余锅炉能满足用户热负荷需求时,可不设备用锅炉。
10.3 锅炉房的土建、电气、采暖、通风及给排水设计要求
10.3.1 锅炉房建筑结构的火灾危险性分类和耐火等级应符合下列要求:
1 锅炉间属于丁类生产厂房。蒸汽锅炉额定蒸发量>4t/h、热水锅炉额定出力>2.8MW时,锅炉间建筑不应低于二级耐火等级;蒸汽锅炉额定蒸发量≤4t/h、热水锅炉额定出力≤2.8MW时,锅炉间建筑不应低于三级等耐火等级。
2 油箱间、油泵间和油加热器间均属于丙类生产厂房,其建筑不应低于二级耐火等级。当其布置在锅炉房辅助间内时,应设置防火墙与其他房间隔开。通向其他房间的门窗必须为甲级防火门窗,并应能自行关闭。
3 燃气调压间属于甲类生产厂房,其建筑不应低于二级耐火等级。与锅炉房贴邻的调压间应设置防火墙与锅炉间隔开,其门窗应向外开启,并不应直接通向锅炉间,地面应采用不发火花地板。
燃气调压间不得与主体建筑相连或设置在主体建筑之内,和主体建筑的防火间距应符合《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的规定。
10.3.2 锅炉房的建筑结构设计应符合下列要求:
1 锅炉房为多层布置时,锅炉基础与楼板地面接缝处应采用能适应沉降的处理措施。
2 锅炉房的柱距、跨度和室内地坪至柱顶的高度,在满足工艺要求的前提下,应尽量符合现行国家标准《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-86的规定。
3 锅炉房楼板地面和屋面的荷载,应根据工艺设备安装和检修的荷载要求确定。提不出详细资料时,可按表10.3.2选用。
表10.3.2 楼板、地面、屋面荷载
名称 | 活荷载(kN/m²) | 备注 |
锅炉间楼面 | 6-12 | 1 表中未列的其他荷载,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定 2 表中不包括设备的集中荷载。 3 锅炉间地面考虑运输通道时,通道部分的地坪和地沟盖板可按20 kN/m²计算。 |
辅助间楼面 | 4-8 | |
除氧层楼面 | 4 | |
锅炉间及辅助间屋面 | 0.5-10 | |
锅炉间地面 | 10 |
4 单层布置锅炉房的出入口不应少于2个;当锅炉前端的总宽度(包括锅炉之间的过道在内)不大于12m,且面积不大于200m² 时,其出入口可只设一个。多层布置锅炉房各层的出入口都不应少于2个,楼层上的出入口,应有通向地面的安全梯。
5 锅炉房通向室外的门应向外开启,锅炉房内的工作间或生活间直通锅炉间的门应向锅炉间开启。
6 锅炉房应预留能通过设备最大搬运件的安装洞,安装洞可与门窗洞或非承重墙结合考虑。
7 锅炉房和其他建筑物相邻时,其相邻的墙应为防火墙。
8 油泵房的地面应有防油措施;有酸、碱侵蚀的水处理间地面、地沟、混凝土水箱和水池等,应有防酸、碱措施。
9 锅炉房内装有振动较大的设备时,应采取隔振措施。
10 地震区锅炉房建筑应有抗震措施。
11 需要扩建的锅炉房,土建设计应考虑便于扩建的措施。
12 锅炉间宜采用每平米重量不超过120kg的轻型屋顶。否则用作泄压的天窗、玻璃窗、薄弱外墙的面积之和不得小于锅炉间占地面积的10%。(包括锅炉前后左右检修场地1m)
13 锅炉房门、窗或外墙上应开设保证锅炉燃烧所需风量的百叶进风口或其他消音进风口。
14 平台和扶梯应使用不燃烧的防滑材料。操作平台宽不应小于800mm,扶梯宽度不应小于600mm,栏杆高度一般不小于1.2m,平台和扶梯上方净高不应小于2m 经常使用的钢梯坡度宜小于60º。
10.3.3 设置在主体建筑内的锅炉房,土建设计除应符合10.3.2条的规定外,尚应满足下列要求:
1 锅炉房应靠外墙设置,宜有良好的自然通风;与相邻房间用防爆墙(耐火极限>2h)和现浇楼板(耐火极限>1.5h)隔开。
2 大于100 m²的的锅炉间应有两个出口,其中直通室外的不得小于一个。但楼层中屋顶锅炉间必须有两个出口通向安全楼梯或从露天平台通向室外地面的楼梯。
3 锅炉房的日用油箱间、油泵间应分别用耐火极限≥2h的墙和≥1.5h的楼板与相邻房间隔开,隔墙上的门应为能自行关闭的甲级防火门(向疏散方向开启的平开门,且能从任何一侧手动开启)。油箱油泵间应有挡油门槛。
4 锅炉房设置在主体建筑的首层、地下一层或中间楼层时,外墙开口部位上沿(如门、窗、设备入口等)应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐(不燃材料)。
5 锅炉间泄爆面积不应小于其面积的10%,地上锅炉房可采用轻型屋顶、门窗等作泄爆面,低于室外地面的锅炉房可在锅炉间外墙侧开设泄爆竖井。
10.3.4 锅炉房电气设计应符合下列要求:
1 砖烟囱和钢筋混凝土烟囱应设置避雷针或避雷带,可利用烟囱的金属爬梯作其引下线,但必须有可靠的连接。
2 钢烟囱也应设避雷针,当以钢烟囱自身作引下线时,如果烟囱是用法兰连接的各段组成,并在法兰之间有非金属垫圈时,则应用扁钢作跨接线焊在法兰上。
3 应根据当地航空部门的要求在烟囱上设置飞行标志障碍灯。
4 锅炉房应设置通讯设施。
5 锅炉水位表、锅炉压力表,仪表屏和其他照明要求高的部位,应设置局部照明。
6 在装设锅炉水位表、锅炉压力表、给水泵地点以及其他主要操作区和通道,宜设置事故照明灯。
10.3.5 燃油、燃气锅炉房的电气设计还应满足下列要求:
1 在燃气放散管的顶端或其附近应设置避雷针,其针尖应高出管顶3m以上,且其保护范围应高出管顶1m以上。
2 气体和液体燃料的管道应设静电接地措施。其接地导线,可与防雷接地线或电气系统其他接地线相连,不另设静电接地装置。
3 金属油罐顶板厚度不小于4mm时,可不装设避雷针,但必须设接地线,接地点不应少于2处。当油罐装有呼吸阀和放散管时,其防雷设施应符合第1款的规定。
覆土层厚度在0.5m以上的地下油罐,可不设防雷措施,但当有通气管引出地面时,在通气管处应作局部防雷处理。
4 燃气调压间、燃气表间、油箱油泵间及锅炉间应设置可燃气体浓度报警系统,并和燃气(染油)进口总管上的紧急切断阀、相关房间的事故排风机等连锁,当报警系统启动时,自动关闭紧急切断阀,事故排风机立即启动。
5 设置在民用建筑内的锅炉房,应设置火灾自动报警系统,并接至总消防控制室,消防中心应有显示其报警器和事故排风机工作状态的装置,并能显示报警点的位置;能显示紧急切断阀的启闭状态,并能遥控紧急切断阀启闭。
10.3.6 锅炉房采暖通风设计要求
锅炉房的冬季采暖室内计算温度应符合表10.3.6的要求,在不经常有人场所,冬季室内计算温度也不宜低于5°C。
表10.3.6锅炉房冬季室内采暖计算温度(℃)
房 间 名 称 | 温 度 |
锅炉间 | 12 |
水处理间、水泵间 | 15 |
控制室、化验室、办公室、值班室 | 16~18 |
更衣室 | 23 |
浴室 | 25 |
风机间、水箱间、化学品库、油泵房、燃气调压间 | 5 |
注:1 在有设备散热的房间,当散热量不能保证表中规定的温度时,应设置采暖散热器。
2 常年运行的锅炉房,其控制室、化验室等宜配置夏季降温设备。
10.3.7 燃油燃气锅炉房的通风还应符合下列要求:
1 燃气调压间等有爆炸危险的房间,通风换气数不应小于3次/ h。当自然通风不能满足要求时,应设置机械通风装置,按换气量不小于2次/ h选择通风设备,其机电应为防暴型。
2 油泵房和贮存闪点≥45℃的易燃油品的地下油库,除采用自然通风外,油泵房应设有换气不小于10次/ h的机械通风设置,油库应设有换气不小于6次/ h的机械通风装置。换气风量可按房间高度为4m计算.
3 设置在地面上的易燃油泵房,当其外墙下部设有百叶窗、花格墙等对外常开孔时,可不设置机械通风装置。
4 设置在民用建筑内的锅炉房还应满足下列要求:
1)锅炉房应有独立的送风、排风系统,送风量应大于燃烧所需要的空气量。
2)控制室、操作室、化验室、值班室等应根据人数提供足够的新风量,并宜配置冬季供暖和夏季降温设备。
10.3.8 锅炉房给水排水及消防设计要求
锅炉房的给排水设计应符合下列要求:
1 贮存酸碱设备的化学水处理间,应设置给水冲洗装置。
2 锅炉排污应设排污降温池,排污水应降至40℃后方可排入室外排水系统。
3 地下室设备间应设置积水坑并配置排除积水的装置。
10.3.9 锅炉房消防设计应符合下列要求:
1 锅炉房应设置室外消火栓给水系统。
2 独立设置的燃油锅炉房应设置蒸汽喷雾或水喷雾消防系统,室外油灌区应根据容量大小及环境情况,设置泡沫灭火设施或水冷却设施。
3 设置在民用建筑内或与民用建筑贴邻的燃油、燃气锅炉房应符合下列要求:
1)锅炉间、日用油箱间、燃气调压间等应设置蒸汽喷雾或水喷雾系统。
2)应设置火灾自动报警和自动灭火系统,并接至消防控制中心。
10.4 锅炉房烟风系统设计
10.4.1 锅炉产生1 t/ h蒸汽或0.7MW热量的风量和烟量可按下表估算
炉型 | 过剩空气系统 | 送风量(20℃) (m³/h) | 在下列排烟温度下的烟气量(m³/h) | ||||
炉膛出口 | 排烟 | 150(℃) | 200(℃) | 250(℃) | 300(℃) | ||
燃油燃气锅炉 | 1.05~1.10 | 1.3 | 1000 | 1800 | 2000 | 2230 | 2500 |
10.4.2 燃油、燃气锅炉通风系统的设计要求应符合下列要求:
1 机械通风时,鼓风机应单炉匹配,吸风口不得布置在聚集可燃气体和有爆炸危险的区域。
2 对于单台锅炉出力≥10 t/ h或7MW的锅炉房,鼓风机和燃烧器宜分开设置,鼓风机宜集中布置在隔音机房内。
3 对于微正压燃烧的燃油、燃气锅炉,锅炉机组排烟出口后的烟道、烟囱阻力,一般可由烟囱的抽力来克服;当烟囱抽力不足时,应采用下列有效措施:
1)由锅炉厂家提高燃烧机组和炉膛的燃烧正压;
2)在排烟系统设置引射排烟设施;
3)在排烟系统设置调频引风机。
4 对于设置在高层建筑内的锅炉房,应注意核算排烟系统的阻力平衡。当烟囱抽力过大时,应考虑减小烟道、郭鹏学暖通烟囱端面尺寸,提高流速,增加阻力,适应平衡;或在烟道系统设置抽风控制器,调节阻力平衡。
10.4.3 燃油、燃气锅炉房的烟道、烟囱设计应考虑下列要求:
1 烟油、燃气锅炉的烟道、烟囱应采用钢制或钢筋混凝土构筑。
2 在烟道的闷顶、转弯烟室和容易受炉内爆炸波冲击的部位,应设置防暴门。
3 烟道防爆门和防爆膜直径不应小于200mm。防爆门和防爆膜均宜是可靠的定型产品。
4 燃油、燃气锅炉的烟囱宜单炉配置。当多炉合用烟道、烟囱时:
1)多台负压燃烧的燃油燃气锅炉可以合用烟道、烟囱,但在气流组织设计中应避免互相干扰。
2)燃油、燃气锅炉不得合用烟囱、烟道。
3)正压燃烧锅炉和负压燃烧锅炉之间,不应合用烟囱烟道。
10.4.4 防爆门的布置应遵循些六规定:
1 防爆门应布置在靠近被保护的设备管道。膜板前的短管长度不应大于10倍的短管当量直径。
2 防爆门宜布置在便于检修的管断上,其上方如有维护平台,应为无孔平台。
爆炸喷出物应采用引出管,将气流引至安全地点或室外。
3 带引出管的防爆门,膜板前的短管长度不大于2倍的端管当量直径,膜板后的引出管长度不大于10倍的引出管当量直径。
引出管宜尽量减少转弯,其截面积不得小于防爆门的截面积。在紧邻防爆门上方的引出管处设置检查孔。当引出管引至室外,其端部向上时应装设防雨罩。
4 防爆门前的短管宜垂直布置,当倾斜布置时,其与水平面的倾斜角不宜小于45º。
5 室外防爆门的膜板面应与水平面成45º的夹角,否则应有防雨雪的措施。
10.4.5 烟风管道穿过墙壁、楼板或屋面时,所设预留孔的内壁与管道表面(包括加固肋及保温层)之间的间隙,一般为30~50 mm,当管道的径向热位移较大时,应另加考虑。郭鹏学暖通管道穿过屋面或各层楼板时应有防雨或挡水措施。
钢制烟风管道中的介质温度大于50℃或由于防冻需要应给予保温。保温层的厚度若小于加固肋的高度,则应对保温层和加固肋进行调整。对经常操作检修的管道零部件,如防爆门、人孔、锁器、手孔等,宜设置维护平台。平台一般由格栅板制成,荷载按2kN/m2
设计。
10.4.6 烟囱设计
新建锅炉房的烟囱设计应符合下列要求:
1 锅炉房烟囱高度的规定:
1)燃气、燃油(轻柴油、煤油)锅炉烟囱高度应按批准的环境影响报告表要求确定,但不得低于8m。
2)烟囱出口内径应保证在锅炉房最高负荷时,烟气流速不致过高,以免阻力过大;在锅炉房最低负荷时,烟囱出口流速不低于2.5-3m/s,以防止空气倒灌。烟囱出口烟气流速参见10.4.6-1,烟囱出口内径参见表10.4.6-2。
表10.4.6-1 烟囱烟气流速表(m/s)
运行情况 | 全负荷时 | 最小负荷时 |
机械通风 | 12-20 | 2.5-3 |
微正压燃烧 | 10-15 | 2.5-3 |
表10.4.6-2 燃油、气锅炉钢制烟囱出口直径参考值
单台锅炉容量[t/h(mw)] | 1(0.7) | 1.5(1.05) | 2(1.4) | 3(2.1) | 4(2.8) | 5(3.5) | 6(4.2) |
烟囱出口直径(m) | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.45 | 0.5 | 0.55 | 0.60 |
单台锅炉容量[t/h(MW)] | 8(5.6) | 10(7.0) | 12(8.4) | 15(10.5) | 18(12.6) | 20(14) | |
烟囱出口直径(m) | 0.70 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 | 1.00 |
3)自然通风的锅炉,烟囱高度除应符合上述规定外,还应保证烟囱产生的抽力,能克服锅炉机组和烟道系统的总阻力。对于负压燃烧的炉膛,还应保证炉膛出口处有20-40Pa的负压。每米烟囱高度产生的烟气抽力参见表10.4.6-3。
表10.4.6-3 烟囱每米高度产生的抽力(Pa)
烟囱内的烟气平均温度(℃) | 在相对湿度Φ=70%,大气压力为0.1MPa下的空气比重 | ||||||||||
1.420 | 1.375 | 1.327 | 1.300 | 1.276 | 1.252 | 1.228 | 1.206 | 1.182 | 1.160 | 1.137 | |
空气温度(℃) | |||||||||||
-30 | -20 | -10 | -5 | 0 | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | |
140 | 5.65 | 5.15 | 4.70 | 4.42 | 4.15 | 3.91 | 3.68 | 3.45 | 3.20 | 3.00 | 2.77 |
160 | 5.97 | 5.50 | 5.02 | 4.75 | 4.51 | 4.27 | 4.03 | 3.81 | 3.57 | 3.35 | 3.12 |
180 | 6.31 | 5.85 | 5.37 | 5.10 | 4.86 | 4.62 | 4.38 | 4.16 | 3.92 | 3.70 | 3.47 |
200 | 6.65 | 6.20 | 5.72 | 5.45 | 5.21 | 4.97 | 4.73 | 4.51 | 4.27 | 4.05 | 3.82 |
220 | 6.98 | 6.50 | 6.02 | 5.75 | 5.51 | 5.27 | 5.03 | 4.81 | 4.57 | 4.35 | 4.12 |
240 | 7.28 | 6.78 | 6.30 | 6.03 | 5.79 | 5.55 | 5.31 | 5.09 | 4.85 | 4.63 | 4.40 |
260 | 7.55 | 7.05 | 6.57 | 6.30 | 6.06 | 5.82 | 5.58 | 5.36 | 5.12 | 4.90 | 4.67 |
280 | 7.80 | 7.28 | 6.80 | 6.53 | 6.29 | 6.05 | 5.81 | 5.59 | 5.35 | 5.13 | 4.90 |
300 | 8.00 | 7.51 | 7.03 | 6.76 | 6.52 | 6.28 | 6.05 | 5.82 | 5.58 | 5.36 | 5.13 |
320 | 8.20 | 7.72 | 7.24 | 6.97 | 6.73 | 6.49 | 6.25 | 6.03 | 5.79 | 5.57 | 5.34 |
4)燃油、燃气锅炉烟囱底部应设置泄油装置或泄水装置。
10.4.7 对于在不同季节或不同时段热负荷变化大,烟囱设置可采取下列方案:
1 每台锅炉分别设置独立烟囱;
2 当锅炉房有多台锅炉,但只允许建一座烟囱时,可采取下列措施:
1)将每台锅炉独立的排烟管组成外形一体的组合烟囱;
2)在圆筒形或矩形烟囱内设置隔板,分成各自独立的流道,分别连通各台锅炉的排烟管,构成分流烟囱。
3 在烟囱出口设置能防护高空气流影响的烟囱帽罩,帽罩结构宜不影响排烟的抬升高度。10.4.8 钢烟囱的设计应符合下列要求:
1 钢烟囱应有足够的强度和刚度,烟囱壁厚要考虑一定量的腐蚀裕度,当烟囱高度为
20~40m,直径为0.2~1.0m时,无内衬的筒体壁厚取4~10mm,有内衬的壁厚取8~18mm。
2 当烟囱高度和直径之比超过20时,必须设置可靠的牵引拉绳,拉绳沿圆周等弧度布置
3~4根。
3 烟囱与基础连接部分一般作成锥形,支承板厚度一般为20~40mm。
4 带内衬的钢烟囱,内衬可分段支承,每段长4~6m,内衬和筒体之间保持20~50mm的间隙,并应在顶部装防护环板将内衬盖住。
5 钢烟囱宜选用由专业厂加工制造的焊制不锈钢烟
10.4.9 噪声治理
锅炉房的噪声治理应达到现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB3096-93和有关卫生标准的规定,见表10.4.9-1和表10.4.9-2。
表10.4.9-1 城市区域噪声标准[dB(A)]
适用区域 | 昼夜 | 夜间 | 备注 |
特殊住宅区 | 50 | 40 | ① 本表摘自《城市区域环境噪声标准》(GB3096—93) ② 特殊住宅区是指特别需要安静的住宅区 ③ 一类混合区是指一般商业和居民混合区 ④ 二类混合区是工业、商业、少量交通和居民混合区 ⑤ 工业集中区是一个城市或区域内规划明确规定的工业区 |
居民、文教区 | 55 | 45 | |
一类混合区 | 55 | 45 | |
商业中心、二类混合区 | 60 | 50 | |
工业集中区 | 65 | 55 | |
交通干线道路两侧 | 70 | 55 |
表10.4.9-2 锅炉房内噪声标准
锅炉房区域名称 | 锅炉间、水处理间 | 控制室、化验室 | 办公室 | 值班、休息室 |
允许最大噪声值db(A) | ≤85 | ≤70 | ≤60 | ≤50 |
注:本表摘自《工业企业卫生标准》有关用房的噪声标准。
10.4.10 锅炉房的噪声治理,应考虑下列措施:
1 合理布置锅炉房的设备分区,尽可能将产生噪声大的设备集中布置,并远离对环境噪声要求严格的方位和房间。
2 选择噪声较低的设备。
3 对风机、多级水泵、燃烧器、传动机械和其他电动机等高噪声设备应分别加隔吸声罩,或集中布置在隔声间内,隔声间内应采用隔声门窗(如双层真空玻璃窗),墙壁贴吸声材料等隔声措施。
4 转动机械和电动机的基础,应作成减振基础,或在设备基座和基础之间设置隔振器。
5 与转动机械连接的管道,在连接处用柔性管道或柔性管接头,管道支架宜采用弹性支架。
6 在鼓风机的吸入口、噪声设备的隔声间或隔声罩的进风口等处宜设置消声器。
10.5 蒸汽锅炉房汽水系统设计
10.5.1 锅炉给水系统
蒸汽锅炉房的锅炉一般设置一根给水母管。对常年不间断供汽的锅炉房和给水泵不能并联运行的锅炉房,应采用双母管或一泵一炉的给水系统。
10.5.2 同类型且扬程和流量特性曲线相同或相似的给水泵,可并联运行;类型不同或同类型但流量曲线不同的水泵,不应并联运行。
10.5.3 锅炉给水泵的选择和设置要求:
1 给水泵台数的选择,应能适应锅炉房全年热负荷变化的要求,且不宜少于2台。同时并联运行的给水泵不宜多于4台。
2 给水泵应设置备用。当最大一台给水泵停止运行时,其余运行水泵的总流量,应能满足锅炉房给水总流量的要求。
3 备用泵的设置应符合下列要求:
1)采用电动给水泵为常用给水设备时,宜采用汽动给水泵为事故备用泵,其流量应能
满足所有运行锅炉的额定蒸发量时所需给水量的20%~40%,且不应小于最大一台电动给水泵:①有一极电力负荷的锅炉房;②停电后锅炉停止给水不会造成锅炉缺水事故的锅炉房。如有自动保护装置的燃油、燃气锅炉房。
2)采用汽动给水泵为备用泵时,如果不与电动给水泵同时运行,可合用一根给水管,但必须在汽动给水泵的出口加装止回阀。
4 额定蒸发量≤1t/h、出口蒸汽压力≤0.7MPa锅炉,可用注水器作为常用或备用给水装置。注水器应单炉配置。
5 锅炉房所需给水总量按下式计算:
G=K(G1+G2)
式中:G ——锅炉房所需总给水量(m³/h)
G1——所有运行锅炉在额定蒸发量时所需的给水量(含边连续排污耗水量)(m³/h)
G2 ——锅炉房减温器、蓄热器等其他设备所需给水量(m3/h);
K ——富裕系数,取k=1.10。
6 给水泵的扬程按下式计算:
H=k(H1+H2+H3)
式中 H——给水泵的扬程(m);
H1——锅炉锅筒在设计使用条件下安全阀的开启压力(m);
H2——省煤器和给水系统的压力损失(m);
H3——给水系统的水位差(m);
K——裕量系数,一般取k=1.15~1.20。
10.5.4 对于有多台离心水泵并联运行的给水系统,并联运行水泵的总流量小于各水泵单独运行时流量的叠加。设计时应根据并联运行水泵总性能曲线核算选用水泵的供水能力,以保证锅炉房所需要的给水量。
10.5.5 锅炉房给水箱的设置应符合下列要求:
1 给水箱的数量和容积。季节性运行的锅炉房,一般只设置一个给水箱,但如果在给水箱内加药软化给水时,宜设置两个给水箱,以便轮换清小船洗。常年不间断运行的锅炉房或容量大的锅炉房应设置两个给水箱(或除氧水箱)或一个中间带隔板的可分别进行清洗的隔板水箱。给水箱的总有效容量宜为所有运行锅炉在额定蒸发量时20~60min所需的给水量(小容量锅炉房取较大值,大容量的锅炉房取其较小值)。
2 给水箱应配置下列附件:
1)开式水箱应配置:水位计、温度计、进出口水管、排污管、益流装置、排气管和人孔。水箱顶部安装高度>1.5m的水箱应设外爬梯,水箱内部高度>1.5m的应设置内爬梯。
2)热力除氧水箱应配置水位计、压力表、安全阀(安全水封)、排污管、进出水口、溢流水封装置、温度计等,有条件时,还可配置水位变送器、高低水位报警器、压力变送器等。在水箱底部沿长度方向布置带孔(Φ4~Φ6)的再沸腾加热蒸汽管。在两台并联工作的除氧水箱之间应分别设置汽连通管和水连通管,其管径按除氧水箱制造厂给定尺寸,也可参照表10.5.5选用。
表10.5.5 热力除氧水箱汽连通管和水连通管管径
水箱容积(m) | <15 | 15~24 | 25~34 | 35~44 | 45~59 |
汽连通道管径(DN) | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
水连通道管径(DN) | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 |
10.5.6 锅炉给水箱或除氧水箱的布置高度应满足在设计最大流量且水箱水位最低时,保证给水泵不发生汽蚀。其值不应小于下列四项的代数和:
1 给水泵进水口处水的汽化压力和给水箱的工作压力之差;
2 给水泵的汽蚀余量(由制造场提供);
3 给水泵进水管的压力损失;
4 采用3~5kPa的富裕量。
10.5.7 锅炉给水系统应配备下列安全保护装置和控制装置:
1 每台给水泵入口应安装切断阀,出口依次安装止回阀、调节阀。
2 锅炉的每个进水管上应安装一个截止阀(靠近锅炉)和一个止回阀。额定蒸发量>4t/h的锅炉还应装设自动给水调节阀,并在司炉便于操作的地点装设手动控制给水装置。
10.5.8 锅炉房凝结水系统
蒸汽锅炉房应尽可能回收凝结水。凝结水系统设计一般应考虑下列原则:
1 根据用户凝结水的回流方式(如压力回水、自流回水等),确定锅炉房内凝结水系统的工艺流程、设备配置,和给水系统的协调。
2 根据用汽设备的性质和凝结水被污染程度,确定是否应设置加药处理或其他处理装置。
3 在凝结水支管或总管上应设置过滤器;对被污染的凝结水,应设置监测仪表装置。
10.5.9 凝结水泵的设置应符合下列要求:
1 凝结水泵不应少于2台,有一台备用。当任何一台停止运行时,其余凝结水泵的总流量应能满足系统凝结水输送的要求。
2 选用水泵应能适合所需输送凝结水的温度和压力。
3 当凝结水和软化补充水在凝结水箱混合后用泵输送至锅炉时,运行水泵总流量应能满足所有运行锅炉在额定蒸发量下所需给水量的1.1倍。
4 凝结水泵的扬程可按下式计算确定:
H=P+H1+H2+H3
式中 H——水泵扬程(m);
P——水泵出口侧设备压力,当凝结水送至开式水箱时,取P=0;当凝结水送至热力除氧水箱时,取P=2~3m;
H1——凝结水管路系统阻力(m);
H2——凝结水箱最低水位和泵出口侧水箱(给水箱或除氧水箱)内最高水位之间的高差(m);
H3——富裕压头,取H3=5m。
5 当由凝结水泵直接向锅炉供水时,其扬程应按给水泵的要求计算。
10.5.10 凝结水箱的设置应符合下列要求:
1 季节性运行的锅炉房,可设置一个凝结水箱,常年不间断运行的锅炉房应设两个凝结水箱或一个中间带隔板的可分别进行清洗的隔板水箱。
2 凝结水箱的总有效容量按系统20~40min最大凝结水回收量考虑。当软化水直接进入凝结水箱时,水箱容积应根据水处理设备的设计出力和运行方式适当加大。当设有再生备用设备时,软化或除盐水箱的总有效容量宜按30~60min的软化水或除盐水消耗量考虑。
3 凝结水箱应配置进出水管、排污管、排气管等管接头,还应设置水封溢流装置、水位计、温度计、高低水位控制器、人孔等附件,爬梯设置要求同10.5.5条的第2款。
4 凝结水箱和凝结水管应进行保温。
5 当凝结水温度高于90°C时,水箱内宜设置冷却降温排管。凝结水管的进水口宜接至水箱最低水位以下,但应有防止进水管产生虹吸或倒流的措施。
6 凝结水箱间应有良好的自然通风或机械通风。地下凝结水箱间应设置积水坑和排水设施。
10.5.11 锅炉房蒸汽系统
锅炉房蒸汽系统的设计,应考虑下列要求:
1 有多路蒸汽供应时宜设置分汽缸。
2 锅炉房内运行参数相同的锅炉,蒸汽管宜采用单母管,对常年不间断供汽的锅炉房可采用分段双母管。
3 每台锅炉的蒸汽管母管(或分汽缸)连接时,应安装两个阀门,其中一个靠近母管(或分汽缸),另一个紧靠锅炉汽包(或过热器出口),两个切断之间应有通向大气的输水管和阀门,其内径不得小于18mm。
10.5.12 蒸汽系统安全阀的设置应符合下列要求:
1 锅炉机组上的安全阀按锅炉制造厂的规定设置安装。如发现锅炉产品配置的安全阀类别、规格或数量不符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定时,应书面提出,由锅炉制造厂家选配。
2 蒸汽系统采用的安全阀应选用全启式弹簧式安全阀或杠杆式安全阀和控制式安全阀(脉冲式、气动式、液动式和电磁式等)。选用的安全阀应符合有关技术标准的规定。
额定蒸汽压力≤0.1MPa的锅炉可采用静重式安全阀或水封式安全装置。水封装置的水封管内径不应小于25mm,且不得装设阀门,同时应有防冻措施。
3 对于额定蒸汽压力≤1.6MPa的锅炉,安全阀的流道直径不应小于25mm。(流道直径与公称直径的关系参见表10.5.12)
表10.5.12 安全阀流通直径和公称直径关系表
全启式 | 安全阀流道直径d(mm) | 25 | 32 | 50 | 65 | 100 | ||
公称通径(DN) | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | |||
微启式 | 安全阀流道直径d(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 65 | 80 | 100 |
公称通径(DN) | 25 | 32 | 40 | 50 | 80 | 100 | 125 |
4 安全阀应装设排汽管、排汽管应直通安全地点,并有足够的流通截面积,保证排汽畅通。同时排汽管应予以固定。
如排汽管露天布置而影响安全阀的正常动作时,应加装防护罩。防护罩的安装不应妨碍安全阀的正常动作与维修。
安全阀排汽管底部应装有接到安全地点的输水管。在排汽管和疏水管上都不允许装设阀门。
10.5.13 疏水系统
蒸汽系统的下述地点应装疏水器和疏水管道:
1 在汽水分离器、汽水换热器、分汽缸等设备的下部、饱和蒸汽管和蒸汽伴热管的最低点,以及蒸汽管道的鞍形弯曲段等处设置疏水器、疏水管道以及相应的阀门。
2 在蒸汽干管末端、蒸汽立管底部、减压阀和自动调节阀及流量孔板的两侧应装疏水阀和疏水管。
3 顺坡水平蒸汽干管每隔150-200m,逆坡水平蒸汽干管每隔100-200m,水平蒸汽伴热管每隔50m左右,应设疏水点,配疏水阀和疏水管道。
10.5.14 疏水器的选择和安装应符合下列要求:
1 根据凝结水排量和输送系统背压的要求,设计选型。可按下式计算:
G=n1 (10.5.14-1)
PB =n2 (△P+ H1 + H 2) (10.5.14-2)
式中 G——疏水器排水能力(t/h)
G1——实际凝结水排量(t/h);
n1——流量安全系数,取 n1= 2-3;
PB——疏水器在确定排量下的背压,在数值上等于疏水器前的汽水混合物压力减去疏水器的阻力(MPa)
n2——压力富裕系数,取 n2 =1.3-2.0
△P——疏水器到排放终点之间的管道系统阻力(MPa);
H1——排放终点,疏水接受容器内压力(MPa);
H 2——疏水管出口侧管道提升高度产生的水柱静压力(MPa)
2 疏水器应水平安装在蒸汽管道或用汽设备的下方。安装在蒸汽管道下的疏水器,前方应有直径较大的存水短管。
3 启动时有大量凝结水的疏水点,疏水器处应装旁通管,旁通管和疏水器水平安装或布置在疏水器的上方,不得布置在疏水器的下方。
4 当疏水器排出的凝结水要提升到其上方的凝结水(疏水)母管时,在疏水器后宜装一个止回阀,且支管应接至母管的上游。
5 当有多种压力不同的疏水支管时,宜将压力相近的支管接到同一疏水母管。对于压差>0.3MPa的、不同参数的疏水支管,不宜合并输送,可先引入二次蒸发箱,分离出二次蒸汽后,再合管输送。
6 疏水管、放水管和排气管的管径,可参照表10.5.14选取。
表10.5.14 蒸汽系统疏水管、放水管、排气管管径
蒸汽管道公称直径(DN) | ≤125 | 150-200 | 225-300 | 350-600 |
启动疏水管公称直径(DN) | 20-25 | 25-32 | 32-50 | 32-50 |
经常疏水管公称直径(DN) | 20 | 20 | 20 | 20 |
放水管公称直径(DN) | 20 | 20 | 25 | 32 |
排气管公称直径(DN) | 15 | 15 | 20 | 20 |
10.5.15 汽水管道应有一定的坡度,以便放气、放水和疏水。对于蒸汽管,其坡向应与介质流动方向一致;对于水管的坡向可与介质流动方向一致或相反。坡度应小于0.002。
10.5.16 汽水管道的低点和可能积水处、应装设疏、放水阀。放水阀的公称直径不应小于DN20。
汽水管道的高点应装设放气阀,放气阀公称直径可取DN15-20.
10.5.17 汽水管道的流速可按下表选用:
介质名称 | 管径范围和类别 | 推荐流速(m/s) |
饱和蒸汽 | DN<100 DN=100-200 DN>200 | 15-30 25-35 30-40 |
排放蒸汽 | 从压力容器排出的排汽管 从无压容器排出的排汽管 安全阀排汽管 | 80 15-30 200-400 |
凝结水 | 凝经水泵吸水管 凝结水泵出水管 自流凝结水管 | 0.5-1.0 1.0-2.0 ≤0.5 |
锅炉给水 | 水泵吸水管 水泵出水管 给水母管 | 0.5-1.0 2.0-3.0 1.5-3.0 |
冷水 | DN15-DN50 DN65-DN100 DN125-DN200 | 0.3-0.8 0.6-1.2 1.0-2.0 |
热水 | DN15-DN50 DN65-DN100 DN125-DN200 DN250-DN500 | 0.3-0.8 0.5-1.2 1.0-2.0 1.5-3.0 |
10.5.18 汽水管道的管材选用原则如下:
1 蒸汽锅炉或有压热水锅炉的蒸汽管、热水管和锅炉给水管,应采用无缝钢管;
2 无压热水锅炉可采用无缝钢管或焊接钢管
3 锅炉排污管、安全阀的排汽管采用无缝钢管。
10.6 热水锅炉房系统设计
10.6.1 有多个供热点的锅炉房宜设置分水缸(器)、集水缸(器)。
10.6.2 锅炉房内连接循环水泵、锅炉、分(集)水缸的供回水母管宜采用单母管。
运行参数(压力、温度)相同的热水锅炉和循环水泵可合用一个循环管路系统;运行参数不同的热水锅炉和循环水泵应分别设置循环水管路系统。
10.6.3 钢制热水锅炉的热水出水压力,不应低于“额定出口热水温度+20℃”时的饱和压力;铸铁锅炉的热水出水压力不应低于“额定出口热水温度+40℃时的饱和压力。
10.6.4 热水锅炉房循环水系统的设计还应符合下列要求:
1 在循环水泵上游艺机的回水母管上(或水泵进水管上)装设除污器,在除污器的前后管路上应配置压力表和切断阀,并应设旁通管和旁通阀。
2 在循环水泵进出口侧的母管之间应设置旁通管,旁通管上装一个止回阀,其管径宜和母管径相近,但旁通管的截面积不得小于母管截面积的1/2,止回阀的安装方向是在循环水泵停运时,能使进水母管中的水流向水泵的出水母管。
3 在水泵进口侧的母管上应设置安全阀。安全阀的排水管可接至开式水箱或排水沟。安全阀宜装在除污器的出水一侧。
4 循环水管路系统的最高处及易聚集气体的部位,应设置自动排气装置;在系统的最低处或低凹处,应设置排水管和排水阀。
10.6.5 循环水泵的总流量应符合下列要求:
1 循环水泵的总流量按下列计算:
(10.6.5-1)
式中 G——循环水泵总流量(t/h);
K1——考虑管网热损失的系数,取K1=1.05-1.10
Q——供热系统总热负荷(W)
C——热水的平均比热 [KJ/(kg·℃)]
t1、t2——供热循环水系统供、回水温度(℃)
G0——锅炉出口母管和循环水泵进口母管之间旁通管的循环流量(t/h);不设
旁通管时,取G0 = 0。
2 循环水泵的扬程按下式计算:
H = K(H1 + H2 +H3 +H4) (10.6.5-2)
式中 H——循环水泵扬程(m)
H1 ——热水锅炉的流阻压力降,该值应由锅炉制造厂提供(5.6MW以下强制循环热水锅炉,约为8-15m)
H2 ——锅炉房内循环水管道系统(含分/集水缸和除污器)的压力损失,根据系统大小可按5-10m考虑;
H3 ——室外热网供、回水管道系统的压力损失(m)
H4 ——最不利的用户内部循环水系统压力损失(m)
K ——裕量系数,一般取K=1.05-1.10
3 循环水泵的台数不应少于2 台,当一台停止运行时,其余水泵的总流量应满最大循环水量的需要。
采用分阶段改变流量调节的设计系统时,循环水泵可按各阶段的流量、扬程要求配置,其台数不宜少于3台。
4 并联运行的循环水泵,应选用型号相同、流量特性曲线平缓且相同的水泵。
5 循环水泵的承压能力和耐温能力,应大于等于循环水系统可能出现的最大压力和最高温度。
6 循环水泵宜采用变频调速水泵。
10.6.6 补给水泵的选择和设置应符合下列要求:
1 补给水泵的流量,应根据热水系统的正常补给水量和事故补给水量确定,并宜为正常补给水量的4—5倍。正常补给水量一般按正常系统水容量的1%考虑。初步设计时可按循环水量1%估算。
2 补给水泵的扬程,不应小于补水点压力加30—50kPa的富裕量。
3 补给水泵的台数不宜少于2台,其中一台备用。
4 补水点的位置一般宜设在循环泵吸入侧母管上。
10.6.7 补给水箱设计应考虑下列要求:
1 补给水箱的有效容量,应根据热水系统的补水量和锅炉房软化水设备的具体情况确定,但不应小于1—1.5h的正常补水量。
2 常年供热的锅炉房,补给水箱宜采用中间隔板可分开清洗的隔板水箱。
3 补给水箱应配备进、出水管和排污管,溢流装置、人孔、水位计等附件。
10.6.8 热水系统定压设施
热水系统的恒压装置和加压方式,应根据系统规模、供水温度和使用条件等个具体情况确定。通常≤95℃的热水系统可采用高位开式膨胀水箱定压或补给水泵定压;高温热水系统可采用氮气加压装置或补给水泵加压装置定压。
10.6.9 采用氮气或蒸汽膨胀水箱作恒压装置时,应符合下列要求:
1 氮气系统应配置可靠的调压设施。
2 恒压点一般设在循环水泵进口侧,并保证循环水泵运行时,系统不应汽化;停泵时,系统不宜发生汽化。
3 热水系统宜配置闭式膨胀水罐。
10.6.10 采用高位膨胀水箱作恒压装置时,应符合下列要求:
1 高位膨胀水箱与热水系统连接的位置,宜设置在循环水泵时口母管上。
2 高位膨胀水箱的最低水位,应高于热水系统最高点1m以上,并应保证循环水泵停止运行时系统不汽化。
3 设置在露天的高位膨胀水箱及管道应有防冻措施。高位膨胀水箱设置自循环水管,应接至热水系统回水母管上,并与膨胀管接点相距2m以上。
4 高位膨胀水箱与热水系统的连接管上,不应装设阀门。
10.6.11 热水锅炉水系统的安全阀应按下列要求设置:
1 热水系统应采用微启式安全阀。
2 安全阀应装设泄放管,在泄入管上不允许装设阀门。泄放管应直通安全地点或水箱,并有足够的截面积和防冻措施,保证排放畅通。
10.7 锅炉水处理
10.7.1 水质标准
民用锅炉房锅炉给水、锅水、补给水、循环水的水质,应符合现行国家标准《工业锅炉水质》(GB 1576—2001)的规定。
1 蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用外化学水处理,水质应符合表10.7.1—1的规定。
表10.7.1—1蒸汽锅炉水质(GM1576—2001)
项 目 | 给 水 | 锅 水 | |||||
额定蒸汽压力,MPa | ≤1.0 | >1.0 ≤1.6 | >1. 6 ≤2.5 | ≤1.0 | >1.0 ≤1.6 | >1.6 ≤2.5 | |
悬浮物,mg/L | ≤5 | ≤5 | ≤5 | ||||
总硬度,mmol/L① | ≤0.03 | ≤0.03 | ≤0.03 | — | — | — | |
总碱度,mmol/L② | 无过热器 | — | — | — | 6-26 | 6-24 | 6-16 |
有过热器 | — | — | — | — | ≤14 | ≤12 | |
pH(25℃) | ≥7 | ≥7 | ≥7 | 10-12 | 10-12 | 10-12 | |
溶解氧,mg/L③ | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.05 | — | — | — | |
溶解固形物,mg/L④ | 无过热器 | — | — | — | <4000 | <3500 | <3000 |
有过热器 | — | — | — | — | <3000 | <2500 | |
SO2-③,mg/L | — | — | — | — | 10-30 | 10-30 | |
SO2-④,mg/L | — | — | — | — | 10-30 | 10-30 | |
相对碱度=(游离NaOH/溶解固形物)⑤ | — | — | — | — | <0.2 | <0.2 | |
含油量,mg/L | ≤2 | ≤2 | ≤2 | — | — | — | |
含铁量,mg/L⑥ | ≤0.3 | ≤0.3 | ≤0.3 | — | — | — |
注:①硬度mmol/L的基本单元c(1/2Ca2+、1/2Mg2+),下同。
②碱度mmol/L的基本单元为c(OH-、1/2CO2-3、HCO-3),下同。
对蒸汽品质要求不高,且不带过热器的锅炉,使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构同意后,碱度指标上限值可适当放宽。
③当锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧,额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时,给水应采取除氧措施。
④如测定溶解固形物有因难时,可采用测定电导率或氯离子(Cl-)的方法来间接控制,但溶解固形物与电导率或与氯离子(Cl-)的比值关系应根据试验确定,并应定期复试和修正比值关系。
⑤全焊接构锅炉相对碱度可不控制。
⑥仅限燃油、燃气锅炉。
2 额定蒸发量≤2t/h,且额定蒸汽压力≤1。0MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉(如对汽、水品质无特殊要求)也可采用锅内加药处理。但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药、排污和清洗工作,其水质应符合表10.7.1—2的规定。
表10.7.1—2 蒸汽锅炉水质
项 目 | 给 水 | 锅 水 |
悬浮物,mg/L | ≤20 | — |
总硬度,mmol/L | ≤4 | — |
总碱度,mmol/L | — | 8-26 |
pH(25℃) | ≥7 | 10-12 |
溶解固形物,mg/L | — | <5000 |
3 承压热水锅炉给水应进行锅外水处理,对于额定功率≤4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉,可采用锅内加药处理,但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药工作,其水质应符合表10.7.1—3的规定。
表10.7.1—3 热水锅炉水质
项 目 | 锅内加药处理 | 锅外化学处理 | ||
给 水 | 锅 水 | 给 水 | 锅 水 | |
悬浮物,mg/L | ≤20 | — | ≤5 | — |
总硬度,mmol/L | ≤6 | — | ≤0.6 | — |
pH(25℃)1) | ≥7 | 10-12 | ≥7 | 10-12 |
溶解氧,mg/L2) | — | — | ≤0.1 | — |
含油量,mg/L | ≤2 | — | ≤2 | — |
注:1 通过补加药剂使锅水pH值控制在10-12。
2 额定功率大于等于4.2MW的承压热水锅炉给水应除氧,额定功率小于4.2MW的承压热水锅炉和常压热水锅炉给水应尽时除氧。
4 直流(贯流)锅炉给水应采用锅外化学水处理,其水质按表10.7.1—1中额定蒸汽压力为>1.6≤MPa2.5MPa的标准执行。
5 余热锅炉及电热锅炉的水质指标应符合同类型、同参数锅炉的要求。
10.7.2 锅炉给水和补给水的软化处理
锅炉水处理方式应符合下列要求:
1 选用的水处理方式应符合本节第一部分的规定。
2 处理后的锅炉给水,不应使锅炉产生的蒸汽对生产或生活使用造成有害影响。
3 采用锅炉内加药水处理时,应符合下列要求:
1)原水总硬度≤4mmol/L(C aCO3表示);
2)应设置必要的加药设施;
3)应有更于锅炉经常排泥渣和清洗的措施;
4)原水悬浮物含量≤20mg/L。
10.7.3 锅炉给水除氧
锅炉给水和补给水的溶解氧含量应符合第10.7.1条的规定。除氧方式应根据锅炉类型、给水温度以及锅炉房具体条件确定。常用除氧方式有:热力除氧、真空除氧、解析除氧、还原铁(海绵铁)过滤除氧及化学药剂除氧等方式。
10.7.4 采用热力除氧应注意下列要求:
1 热力除氧符合调节有效范围一般在除氧器设计额定出力的30%~120%。
2 除氧器的进汽管上应装设自动调压装置。调压器的调节信号应取自除氧头(器)。运行时保证除氧器内蒸汽压力在0.02~0.03MPa(水温约104°C)。
3 除氧器进水管上应装流量调节装置,保持连续均匀给水,并保持除氧水箱内一定水位。
4 除氧水箱底部沿长度方向应布置再沸腾蒸汽加热管。
5 多台除氧器并联运行时,在除氧水箱之间应设置汽连通管和水平衡管。
6 除氧水箱的布置高度,应保证锅炉给水泵在运行中不产生气蚀。除氧水箱应配置便于操作、维修的平台、扶梯。设备上方应设置起吊装置。
10.7.5 采用真空除氧方式应注意下列要求:
1 真空除氧器内应保持足够的水温,使除氧器内的水处于饱和沸腾状态。
2 除氧器的进水管上应配备流量调节装置;除氧水箱应有液位自动调节装置,保持水箱内水位在一定范围。
3 除氧器应配备根据进水温度调节真空度,或根据真空度调节进水温度的自动调节装置。
4 保证除氧气器内真空度的要点是:
1)根据喷射器设计要求,保证足够的喷射水(或蒸汽)流量和压力。
2)在喷射水管上设置过滤器,防止喷射器堵塞。
3)在除氧器抽气管上安装常闭电磁阀,并和喷射泵连锁,停泵时立即关闭电磁阀。
5 除氧器及其除氧水箱的布置高度,应保证给水泵有足够的灌注头。除氧设施应设置便于运行维护的平台、扶梯。其上方宜设置起吊设施。
6 真空除氧系统的设备和管道应保持郭鹏学暖通高度的气密性,管道连接应采用焊接,尽量减少螺纹连接。
10.7.6 采用化学药剂除氧应符合下列要求:
1 化学除氧方式只宜用于≤4t/h (2.8MW)的小型锅炉或作辅助除氧方式。常用药剂有亚硫酸钠(Na2SO3)和二硫四氯化钠。采用Na2SO3除氧时,应监测水中的硫酸根含量。
2 药剂制配输送系统的设备和管道必须严密防止空气渗入。
3 采用亚硫酸钠除氧时,配置液质量浓度一般为5%~10%,溶液箱容积不宜小于一天的药液用量,压力式加药罐容积不宜小于8h的药液用量。
10.7.7 锅炉排污
蒸汽锅炉应根据锅炉本体的设计情况配置连续排污装置和管道。定期排污和连续排污的锅水应在排污降温池降温至40°C以下后,才可排入室外管沟或下水道。
采用锅外化学水处理时,蒸汽锅炉蒸汽压力≤2.45MPa 时,单台容量〈20t/h,锅炉排污率不宜大于10%。
10.7.8 蒸汽锅炉的连续排污水的热量应合理利用。锅炉房宜根据总的连续排污量设置连续排污扩容器和排污水换热器。
10.7.9 锅炉排污管道系统的设计应符合下列要求:
1 锅炉机组排污管道及其配备的阀门,按锅炉制造厂成套供货的产品进行布置安装。当锅炉制造厂成套配置的产品不符合《蒸汽锅炉安全技术监察规定》或《热水锅炉安全技术监察规定》的规定时,应按该“规程”的要求选配。
2 锅炉上的排污管和排污阀不允许用螺纹连接,排污管不应高出锅筒或联箱相应排污口的高度。
3 每台锅炉应安装独立的排污管,并分别接至排污扩容器或排污降温池。排污管尽量减少弯头,保证排污畅通,并接到排污冷却器或排污降温池。
4 当多台锅炉的定期排污管合用排污母管时,在每台锅炉接到母管的干管上必须装设切断阀,在切阀前宜装设止回阀。在排污母管上不得装设任何阀门。
5 锅炉连续排污管道上应安装节流阀,在锅炉出口和连续排污扩容器进口处,应各设一个切断阀。2~4台锅炉可合设一台连续排污扩容器(又称连续排污膨胀器),连续排污扩容器上应装设安全阀。
10.8 锅炉房燃料系统设
10.8.1 首层锅炉房可选用轻油、重油或渣油作为燃料;地下锅炉房应选用轻油作为燃料,不宜用重油或渣油。
10.8.2 锅炉房贮油罐的总容量一般宜符合下列要求:
1 火车或船舶运输:20~30d锅炉房最大计算耗油量。
2 汽车油槽车运输:5~10d锅炉房最大计算耗油量。
3 油管输送:3~5d锅炉房最大计算耗油量。
10.8.3 从贮油罐至锅炉房的输油系统设计应符合下列要求:
1 从贮油罐输油至室内日用油箱的输油泵不应少于2台,一台备用。输油泵的容量不应小于锅炉房小时最大计算耗油量的110%。
2 在输油泵进口母管上应设置油过滤器两台,一台备用。油过滤器的滤网网孔,宜符合下列要求:离心泵、蒸汽往复泵前的过滤器网为8~12目/cm;螺杆泵、齿轮泵前的过滤器滤网为16~32目/cm滤网面积宜为其进口接管截面积的8~10倍。
3 油泵房至贮油罐之间的管道地沟,应有防止油品流散和火灾蔓延的隔绝措施。
输油管道宜采用地上敷设。当用地沟敷设时,在地沟进建筑物的连接处应用耐火材料隔断。
4 重油贮油罐内油的加热温度,应比当地大气压下的水的沸点低5°C,且比油的闪点低10°C,取两者中的较低温度为加热的最高温度。
10.8.4 锅炉房输油管系统的设计应考滤下列要求:
1 锅炉房的供油管道一般采用单母管,但长年不间断运行的锅炉房供油系统宜用双母管,每根母管的流量按锅炉房最大计算耗油量和回油量之和的75%计算。回油母管应采用单母管。
2 输油管路宜采用无缝钢管。除设备、附件等连接处需要法兰连接外,一般都宜采用焊接。管内流速应根据油品粘度,运行安全合理选定。管内一般常用流速可参见表10.8.4。
10.8.4 油品常用流速选用表
油品粘度 | 平均流速(m/s) | ||
恩氏粘度(OE) | 运动粘度(mm²/s) | 泵吸入管 | 泵压出管 |
1-2 | 1-11.5 | ≤1.5 | ≤2.5 |
2-1 | 11.5-27.7 | ≤1.3 | ≤2.0 |
1-10 | 27.7-72.5 | ≤1.2 | ≤1.5 |
10-20 | 72.5-115.9 | ≤1.1 | ≤1.2 |
20-60 | 145.9-138.5 | ≤1.0 | ≤1.1 |
20-120 | 138.5-877.0 | ≤0.8 | ≤1.0 |
3 锅炉配置机械雾化燃烧器时,在油加热器之间的管段上应设置油过滤器。其过滤网网目不宜小于20目/cm,滤网流通截面积不宜小于其进口管截面积的2倍。
4 每台锅炉的供油干管上,应设关闭阀和快速切断阀。每个燃烧器前的燃油支管上,应设关闭阀。当设置有2台或2台以上锅炉时,在每台锅炉的回油干管上设止回阀。
5 供油管道宜顺坡敷设,柴油管道坡度不应小于0.3%,重油管道的坡度不应小于0.4%,但接入燃烧器的重油管不宜坡向燃烧器。
10.8.5 日用油箱的设计应符合下列要求:
1 锅炉房日用油箱应布置在专用房间,与其他房间的隔墙应是2.0h的防火墙,1.5h的楼板,通往其他房间的门应是甲级防火门。
2 日用油箱的容量轻油不得大于1m³,重油不应超过5m³,油箱设计应符合下列要求:
1)应采用钢制焊接闭式油箱,油箱上部应设直通室外的通气管,其出口处应设置阻火器,排气口应高出屋面1m 以上,与门窗之间的距离不得小于3.5m。
2)日用油箱的进油管和回油管,宜从顶部插入,出口均应位于油箱液位以下(一般插至离油箱底部200mm左右)。
3)油箱上的液位计,宜采用可就地显示和远控联锁的电子式液位计,不得使用玻璃管液位计。
4)油箱底部应设紧急排空装置和排空系统。
a 当油箱底部高于室外油罐或其他紧急泄油设施时,泄油管可接到储油罐或泄油设施,以便紧急泄油;
b 当油箱底部低于室外油罐或其他设施时,泄油系统应设防爆型自动启闭阀门和防爆型泄油泵。该阀门和油泵应具备就地启动和在防灾中心遥控启动的功能。
c 油箱排空阀应装在油箱底部安全和便于操作的地点。
5)油箱底部设置油水分离装置。
6)油箱进油管上宜装防爆型自动启闭阀,并和油箱的液位计联锁,当箱内液位达到上限时,自动关闭阀门,低油位时阀门自动开启进油。
7)当油箱和储油罐的油位高差,可能产生虹吸作用时,应采取措施避免虹吸。
8)油箱的接管均宜采用无缝钢管焊接。
10.8.6 锅炉房供油泵的设置应符合下列要求:
1 集中设置的供油泵不应少于2台,当一台停止运行时,其余油泵的总容量不应小于锅炉房最大计算耗油量和回油量之和。
2 供油泵的扬程不应小于下列各项的代数和:
1)供油系统的压力降;
2)供油系统的油位差;
3)燃烧器前所需的油压;
4)适当的富裕量。
3 不带安全阀的容积式供油泵(如齿轮泵和螺杆泵),在其出口的阀门前靠近油泵处的管段上,必须装设安全阀。
10.8.7 燃油锅炉房的油罐区、日用油箱间、油泵间的所有电力设备和电气设施,如油泵、事故排风机、电气仪表、电动电磁阀门、灯具、电气插座等都应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50195-92的规定,正确安装布置。
10.8.8 燃油锅炉的炉膛、烟室及烟道均应设置泄爆装置,泄爆门的位置应有利于泄压。当泄爆气流可能危及人员或设备仪表安全时,在防爆门处应装设泄压导向管。
燃用重油锅炉的尾部受热面和烟道,宜设置蒸汽吹灰装置和蒸汽灭火装置。
10.8.9 室内油箱间、油泵间、锅炉间等处应设置可燃气体浓度报警系统,该系统应和事故排风机联锁。
10.8.10 日用油箱间应有每小时换气3次的机械通风装置,燃油泵和日用油箱在同一间时,应有换气10次的机械通风装置。
10.9 锅炉房燃气系统设计
10.9.1 燃气锅炉常使用的燃料有人工煤气、天然气和液化石油气。为了安全,尽量不选用液化石油气,地下锅炉房严禁使用液化石油气。
10.9.2 燃气锅炉的燃气管道工程技术措施应符合国家标准《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)和地方现行的有关标准和规范。
10.9.3 锅炉房燃气系统宜采用低压(<5kPa)和中压(<5-150kPa)系统,不宜采用高压系统。
10.9.4 锅炉房燃气引入母管,应在安全和便于操作的地点设置总关闭阀。
10.9.5 锅炉房燃气管道宜架空敷设。郭鹏学暖通输送密度比空气小的燃气管道,应装设在空气流通的高处;输送密度比空气大的燃气管道,宜装设在锅炉房外墙和便于检测的地点。
10.9.6 每台锅炉的燃气干管上,应装设关闭阀和快速切断阀。每个燃烧器前的燃气支管上,应装设关闭阀,交换机后串连装设2个电磁阀。
10.9.7 点火用的燃气管道,宜从干管上的关闭阀后或燃烧器的关闭阀前引出,并应在其上装设关闭阀,阀后串连装设2个电磁阀。
10.9.8 燃气管道上应装设放散管、取样口和吹扫口,其位置应满足将管首内燃气或空气吹净的要求,放散管应引至室外,其排出口应高出锅炉房屋脊2m以上,并使放出的气体不致窜入邻近的建筑物和被吸入通风装置内密度比空气天燃气放散,应采用高空或火矩排放,并满足最小频率上风侧区域的安全和环保要求。
10.9.9 燃气放散管管径应根据吹扫段的容积和吹扫时间确定。其吹扫量可按吹扫段容积的10-20倍计算,吹扫时间可采用15-20min。锅炉房燃气系统放散管管径可参考下表:
燃气管道直径/mm | 25-50 | 65-80 | 100 | 125-150 | 200-250 | 300-350 |
放散管道直径/mm | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 |
10.9.10 城市燃气管网供应的锅炉房应设燃气计量表,燃气表不得设在蒸汽锅炉房内。宜装设在单独房间内,度应通风良好,换气次数不应小于2次/h,环境温度应在0-40℃之内。
10.9.11 燃气锅炉房应设置专用的调压设施和供气系统,以保证锅炉房安全有效运行。燃气调压站(间)或调压箱的设计应符合本《技术措施》第9章的规定。
1 调压间(站)设置在锅炉房建筑内时,还应符合下列规定:
1)应设置在靠外墙的单层建筑物内,与相邻房间用无门窗和洞口的防火墙隔开,建筑耐火等级不低于“二级”,采用轻结构屋顶和向外开启的门窗,地面为不发生火花的材料,泄 爆面积《建筑设计防火规范》的规定。
2)通风换气次数不应小于2次/h,并设置事故排风设施。
3)所有电气设施,均应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)中“1区”的设计规定。
2 调压装置设置在锅炉间内时,还应符合下列要求:
1)调压装置进气压力不大于0.2MPa。
2)调压装置与用气设备的净距,不应小于3m。
3)电气照明装置符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058)》中“1区”的设计规定。
10.9.12 锅炉房的调压间、燃气表间、锅炉间以及其他有燃气设施的房间,应设置可燃气体浓度报警系统并和相应部位的事故排风机联锁控制。
10.9.13 燃气系统的设备、管道以及烟囱等应设置防静电、防雷击的接地装置。
10.10 常压热水锅炉、真空相变锅炉房设计
10.10.1 安装常压热水锅炉、真空相变锅炉的锅炉房,均应符合民用锅炉房设计的基本要求,进行设计。
常压热水锅炉房设计特点
10.10.2 常压热水锅炉一般只宜用于供水温度≤90℃、总热负荷较小的低层或多层建筑的供热系统。当用于高层建筑供热时,应认真核算其能耗,进行技术经济分析,合理确定常压热水锅炉供热方案。
10.10.3 常压热水锅炉的选型除应符合本措施的一般要求外,还应符合:
1 常压锅炉的制造厂家必须具备由省(市)级质量技术监督行政部门颁发的、有效期内的“常压锅炉制造许可证”,其产品质量和出厂技术文件应符合《常压热水锅炉通用技术条件》(TB /T7985)的各项规定。
2 然油、燃气的常压热水锅炉应有性能可靠的燃烧装置和完备的程序控制与安全保护设施。
10.10.4 常压锅炉房循环水系统的设计,应有防止锅炉和高位膨胀水箱“跑水”、循环水泵汽蚀、管道系统产生水击或振动的有效措施,保证供热系统安全、稳定经济运行。
10.10.5 当常压锅炉房需要同时向低层建筑和高层建筑供暖或需要两种不同供水温度的用户(如采暖和空调系统)供热时,可采用带换热设备的两次间接供热系统。
10.10.6 每台常压热水锅炉必须有与大气相通的开孔和通大气管,其管径不小于表10.10.6的推荐值。
表10.10.6 常压热水锅炉通大气管径
锅炉额定功率,MW | 0.35 | 0.70 | 1.05 | 1.40 | 1.75 | 2.10 | 2.45 | 2.80 |
通大气管管径,DN | 80 | 100 | 125 | 125 | 150 | 150 | 150 | 200 |
1 通大气管的布置力求平直,与大气畅通,管上不得安装任何阀门。
2 通大气管的出口应接至安全排放点,如将出口插入水箱水面以下进行水封时,则插入
水面以下的深度一般不超过300mm,管口距箱底或侧面净距不小于400mm。水箱必须为开式,且有可靠的防冻措施。
3 当锅炉通大气的开孔处,直接用一短管与一个开式水箱相连时,该水箱的体形大小应与锅炉协调,水箱上应配备水位计、溢流管等。水箱最高水位不应高于锅炉顶部1.0m。水箱的安全不得影响锅炉刚度、强度及热伸缩。
10.10.7 常压热水锅炉系统循环水泵的流量计算方法与承压热水锅炉房设计相同,见第10.6.5条。
1 常压热水锅炉循环水泵扬程,应按下述情况确定:
1)当锅炉循环水供热系统的最高点高于锅炉的最低水位时,循环水泵扬程按下式计算:
H=h+△h1+△h2+△h3+△h4 (10.10.7-1)
式中 H——循环水泵扬程(m);
h——循环水泵轴线至循环水系统最高点之间的差位(m);当系统采用高位膨胀水箱定压时,取循环水泵轴线与高位膨胀水箱最高水位之间的位差植(m);
△h1——循环系统最不利环路的供、回水母管的阻力(m);
△h2——循环系统最不利用户内部的阻力或调节要求压差值(m);
△h3——锅炉房内部管道系统阻力(m);
△h4——设计富裕量,取2~5.0m。
2)当锅炉房设置在供热系统最高建筑的屋顶,或循环水泵的安装高度高于供热系统的最高点时,循环水泵扬程按下式计算:
H=h′+△h1+△h2+△h3+△h4 (10.10.7-2)
式中H、h′、△h1、△h2、△h3、△h4与(1)相同;
h′——循不水泵轴线和锅炉的最高水位的位差(m)。
3 当锅炉房设置有多台锅炉,热水系统采用母管制时,循环水泵的流量应考虑与锅炉出力相匹配,避免在锅炉启动时,将锅炉“抽空”或将水位线降到最低水位线以下。
4 循环水泵安装在锅炉的高温水侧,应选用允许进水温度高于100℃的离心泵。
5 循环水泵的安装位置,应力求水泵进水口中线比锅炉最低水位低2.0m。
6 从锅炉出水口至水泵进水口之间的管道,力求短直、阻力小,水泵进口阀门应采用阻力小的闸阀或球阀,不得使用调节阀。
7 循环水泵不应少于2台,当其中任何一台停止运行时,其余水泵的总流量应满足最大循环水流量的需要。
8 并联运行的循环水泵,应选用型号和特性曲线相同的水泵。
9 循环水泵宜采用调频控制。
10.10.8 常压热水锅炉进水管上安装的阻力调节阀,宜选用调节范围大的专用阻力调节阀,不宜用闸阀、球阀等调程短的阀门。
10.10.9 常压热水锅炉循环水泵出口、回水管道的启闭阀进口应设置压力表;循环水泵入口应设置量程为-0.1~0.06MPa的压力真空表。
真空相变锅炉的锅炉房设计特点
10.10.10 真空相变锅炉只能为用户供应水温≤85℃的热水,因此只适用于低温热水供热系统;对该类锅炉的管理按照常压热水锅炉的规定执行,单台出力限定在2.8MW以内,一般只适用于中、小型锅炉房。
10.10.11 真空相变锅炉可根据用户要求在一台锅炉内设置多个热交换单元,供应不同参数和用途的热水,但调节管理较复杂,难以同时满足各系统的运行要求。因此,不宜采用一台锅炉内直接供应多个不同供热参数的系统方案。
10.10.12 真空相变锅炉的内置热交换器,当以不锈钢或铜质管材作换热元件时,应控制锅水和循环水的氯、铁、氨离子及氯化物和氟化物的含量,一般规定如下:
1 对于铜质换热器,要求水中氯离子C1ˉ含量<200mg/L,氨离子含量NH4+<1.0mg/L,水中残留氯和铁均<1.0 mg/L。
2 对于不锈钢热交换器,要求水中氯化物离子和氟化物离子的合计含量<200 mg/L。
3 钛管热交换器对水质要求不受1、2款条件的限制。
10.10.13 真空相变锅炉的选型,要特别注意燃烧控制系统和真空调节系统的可靠性,要保证安全装置(如溶解栓)和监控仪表的质量和先进性。
10.10.14 真空相变锅炉及其管件的安装设计应符合下列要求:
1 锅炉前端离墙净距应满足热交郭鹏学暖通换器检修拆卸的要求。锅炉两侧及尾部应有运行操作配套仪表、阀件的通道。
2 锅炉基座和基础之间宜设置减振橡胶垫圈,并用螺栓固定。
3 热交换器的进出水管道应设置支吊架,其重量和热变形不得影响锅炉机组的出入口部位,锅炉不能直接承受扭曲和冲击。
4 锅炉热交换器进出水接口处应设置挠性承压软管,炉前管段应采用在拆卸换热器时可拆卸的法兰连接。当锅炉房循环水系统为母管制时,在每根支管的拆卸处应设置切断阀门。
10.11电锅炉房设计
10.11.1 电能为高级能源,拟用作供热热源时,应根据国家政策和当地条件,并进行技术经济比较后才可考虑建电锅炉房作供热热源。
10.11.2 电锅炉房的工艺设计应符合《锅炉房设计规范》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《热水锅炉安全技术监察规程》、《工业锅炉水质标准》及其他有关的现行国家标准规范的规定。
10.11.3 供热电锅炉房,应按蓄热式供热系统设计。并应尽可能使用低谷电、少用平价电、严格控制使用峰时电。
对于因条件限制、不能设置足够容量的蓄热容器满足全用低谷电的用户,在经技术经济比较后,可按合理比例设计谷电+平电运行方式的部分蓄热电锅炉房。
10.11.4 电锅炉房设计,应力求准确计算供热系统的最大小时用热量和全日总热负荷,作为合理可靠选用设备,确定锅炉房规模的依据。
10.11.5 直供电热锅炉房的设计规模和总热负荷计算:
蓄热式电热锅炉房的设计规模和总热负荷应根据用户供热系统的热负荷曲线和蓄热量比例及锅炉运行方式合理确定,一般可按下式计算。
(10.11.5)
式中——锅炉房总负荷(W);
——室外管网热损失系数,同10.2.5条;
——采暖供热面积(m2);
——空调供热面积(m2);
——采暖供热指标 (W/ m2),由采暖设计提供;
——空调供热指标 (W/ m2),由空调设计提供;
——生活、生产等非24h连续供热用户的用热指标(W);
——采暖、空调供热时段不平衡修正系数。一般取=0.7~0.8,办公楼、学校
可取较小值,医院、住宅、宾馆等取较大值;
——蓄热时间(h);
Qir——生活、生产等非24h连续用热用户全日用热量(W)。
10.11.6 锅炉房蓄热水箱(罐)总有效容积(V),可按下式计算:
式中——水的比热〔kJ/(㎏·℃)〕;
——水的密度(㎏/m2);
——蓄热水箱内开始蓄热水温和蓄热最高水温之差(℃)。其他符号含义同
10.11.5条;
——有效容积系数,取0.9~0.93。
10.11.7 锅炉房宜采用高温蓄热系统,而供热系统采用较低的供水温度(室内采暖设计协调);蓄热水最低运行温度应比供热系统(二次水系统)的供水温度高10℃左右。
10.11.8 电热锅炉选型,应综合考虑下列要求:
1 在锅炉房布置条件许可时,宜选用制热蓄热一体化、蓄热温度高的承压电锅炉。
2 电锅炉应配备高质量、使用寿命长的电热元件;电热元件组件应装卸方便,且配置有逐级投入—退出的步进式控制程序,在启动和运行中,不致对电网造成冲击。
3 电锅炉应具有先进完善的自动控制系统,应配置安全可靠的超温、超压、缺水、低水位等参数的自动保护装置。电路系统应配备过流、过载、缺相、短路、断路等项目的自动保护装置。在保护装置动作时应有相应的报警信号显示。
4 电锅炉应配置完整阀件仪表,宜配备可靠的辅助设备。
5 电锅炉的单台容量应和电力变压器的容量相匹配。同一台锅炉不宜由多台变压器供电。但多台小容量电锅炉及其他电气设备可共用一台变压器。单台锅炉的功率不宜大于2.4MW。
6 锅炉房宜设置两台或两台以上的电锅炉。
蓄热电锅炉房的蓄热水温度,在运行中会不断降低,为保证供热系统供回水温度要求,可采用如下控制措施:
1)对于由蓄热水直供的热系统,可调节循环水泵进水侧回水量和蓄热水量比例达到供水温度要求。对于电热锅炉直供的供水温度可通过改变电热管组投入数量自动调节供水温度。
2)对于蓄热水(含边蓄边供)和供热水各自分开的锅炉房热力系统,可调节通过热交换器的一次水流量,控制一、二次水之间的热交换量,达到二次水的供水温度要求,对一次水的流量调节宜采用如下措施:
a 一次水循环水泵选用变频调节水泵。根据二次水供水管上温度传感器的输入信号进行调频,使水泵在换热要求的流量工况下运行。
b 一次循环水泵的进水侧管道上设置电动调节阀或自力式调节阀,根据供热系统供水或回水管上的温度传感器输出的信号,按设顶参数要求,调节阀开度,控制进水流量。
10.11.10 专用于蓄热时驱动电热锅炉和蓄热水箱之间的循环水泵设置,应符合下列要求:
1 水泵允许介质温度,应比锅炉额定出水温度高10~15℃。
2 水泵流量:按电锅炉额定出力条件下,进出水温差为10℃时,计算流量的1.1倍考虑(当锅炉制造厂另有规定时,按锅炉厂规定)。
3 水泵扬程:按该循环系统中电锅炉、蓄热水箱及管路系统三部分的阻力之和,再加2~5m的富裕压头。
4 循环水泵不宜少于两台,当其中任何一台停止时,其余水泵的总流量应满足大循环水流量的需要。
5 并联运行的循环水泵应为相同型号。
10.11.11 兼作蓄热水泵和高温水(一次热水)侧循环水泵使用时应符合下列要求:
1 水泵允许工作介质温度,应比锅炉额定出水温度高5~10℃。
2 循环水泵台数:对低温蓄热的锅炉房,不宜少于2台,对于高温蓄热的锅炉房不宜少于3台;当其中任何一台停止时,其余水泵的并联运行总流量应能满足最大循环水流量的要求。
3 循环水泵并联运行的总流量按下列两种计算值较大值的1.1倍考虑。
1)电热锅炉额定出力条件下,进出水温差为10℃的计算流量。
2)按热交换系统所有换热器在额定出力条件下,换热器中高温水(即蓄热水)的进出口温差为15℃,且高温水的出口温度比二次供热水回水温度高5~10℃时的高温水计算流量。
4 循环水泵的扬程,按该循环水系统中最大流量时电锅炉、换热器、蓄热水箱等项的内部水流阻力和管道系统的阻力之和,再加2~5m的富裕压头确定。
5 并联运行的循环水泵应为相同型号。
10.11.12 蓄热水箱(罐)的设计应符合下列要求:
1 蓄热水箱宜采用钢质材料、焊接加工制造。
2 蓄热水箱(罐)应有足够的强度和刚度,常压水箱(罐)的设计制造应符合《钢制焊接常压容器》(JB/T7435)的规定;承压蓄热水箱(罐)的设计制造应符合《钢制压力容器》(GB150)的规定。
3 蓄热水箱(罐)应配置进出水管、排污管、水位计、温度计等。常压水箱(罐)还应设置溢流管。承压水箱(罐)还应配置压力表、安全阀及相关的温度、压力传感器。各种管接头和测试点的位置应合理布置,保证蓄热和共热时箱内水流和温度场分布合理。
4 蓄热水箱应配置检修人孔,必要时还应配置内外爬梯。水箱内部应考虑设置在蓄热时防止进出水流短路、运行时防止箱内温度场不合理的措施(布水器)。
5 蓄热水箱(罐)内外表面应刷防锈油漆,外表面应保温。其保温外壳表面温度宜控制在25~30℃左右,室外设置的蓄热水箱(罐)还应有可靠的防雨防冻设施。
6 锅炉房蓄热水箱不宜少于2个。大型方形水箱可设计成隔热水箱,以便于水流加温和分段排污和检修。
12.11.13 电锅炉房的位置宜靠近本地区或部门的总变配电站,当锅炉单独设置变配电设备时,锅炉房和变配电设施宜靠近高压电网布置。
10.11.14 电热锅炉房的电气设计应符合下列基本要求:
1 电热锅炉房宜按一、二级负荷设计。
2 电锅炉额定工作电压一般为380V,工作电压的波动应控制在90%~100%的范围内。
3 电热锅炉和大型用电设备应设置可靠的接地装置。
4 对危及工作人员安全或电热装置正常运行的静电荷,应采取接地、屏蔽或提供足够距离等措施。
5 电锅炉房对电气设计的其他要求和一般锅炉房相同。
10.11.15 电热锅炉房对土建、通风采暖和给排水设施的要求与其他锅炉房设计的通用要求基本相同。
10.12 锅炉房的热工监测和热工控制
10.12.1 热工监测
市场上凡具备由省(市)级质量技术监督行政部门颁发的制造许可证的整装式锅炉,均配有必备的热工监测仪表。至于汽水流管路上的热工监测仪表应按规范规定设置。
10.12.2 热工控制
锅炉房下列设备和工艺系统应设置自动调节或远距离控制装置:
1 蒸汽锅炉应设置给水自动调节装置。其中额定发量≤4t/h的锅炉,可设位式给水自动调节装置;额定蒸发量≥6t/h的锅炉,宜设连续给水自动调节装置。采用备用电动给水泵宜装设自动投入装置。
2 热水系统应设置自动补水装置;加压膨胀水箱应设置水位和压力自动调节装置。
3 热交换站(间)宜设置加热介质流量自动调节装置。
4 热力除氧设备应设置水位自动调节装置和蒸汽压力自动调节装置。
5 真空除氧设备应设置水位自动调节装置和进水温度自动调节装置。
6 喷水式减温装置宜设置蒸汽压力和温度自动调节装置。
7 燃油、燃气锅炉宜装设燃烧过程自动调节装置(微机控制)。整套锅炉的自动控制或者同一锅炉房内多台锅炉综合协调自动控制,宜采用集散控制系统。
8 蒸发量≥6t/h或热功能≥4.2MW的锅炉,宜设置风机进风门的远距离控制装置。
9 电力驱动的设备、阀门和烟风道阀门可按需要设置远距离控制装置。
10 重油输配系统的油罐、油加热器应装设油温自动调节装置。
11 热力除氧设备应设置水位自动调节装置和蒸汽压力自动调节装置。
12 真空除氧设备应设置水位自动装置和进水温度自动调节装置。
13 燃油燃气锅炉,应设置点火程序控制和熄火保护装置。
14 锅炉最低进水温度应进行控制。
10.12.3 锅炉房的下列设备和工艺系统应设置电气连锁装置:
1 燃油、燃气锅炉,应设置下列电气连锁装置:
1)鼓风机故障时,自动切断燃料供应;
2)燃油、燃气压力低于规定值时,自动切断燃油或燃气供应。
2 燃油、燃气锅炉对其燃烧供应系统和通风系统的设备,应按程序控制要求,实现自动连锁控制。
3 锅炉的鼓风机和引风机之间,应设置自动连锁装置。启动时先开引风机,停机时先停鼓风机。
10.12.4 锅炉房的下列设备和工艺系统应设置自动保护装置:
1 蒸汽锅炉应设置极限低水位保护装置,蒸发量≥6 t/h的锅炉,应设置蒸汽超压保护装置。
2 热水锅炉应设置在锅炉运行压力降低道热水可能气化、水温升高超过规定值或循环水泵突然停止运行时,能自动切断燃料供应和停止鼓、引风机运行的保护装置。
3 燃油、燃气锅炉应设置点火程序控制和熄火保护装置。
10.13 热交换站
10.13.1 热交换站的规模和站房设计
热交换站的规模和站房位置及站房数量,一般应考虑下列原则:
1 热交换站的规模应根据用户长期总热负荷确定。分期建设的小区或企业,应统一考虑热交换站的位置和站房建筑,工艺系统和设备可一次或分期设计安装。
2 对于小区采暖用的热交换站可一次或分期设计安装。
3 自然地形高差大的小区或企业,宜根据管道布置条件和设备承压能力,部分集中分区设置热交换站。
4 燃油、燃气锅炉房提供热源时,供热半径及换热站规模不宜过大。
10.13.2 热交换站的位置,一般应考虑下列要求:
1 热交换站宜靠近热负荷中心,站房可以是独立建筑,也可附设在锅炉房或其他建筑物内。
2 当用户需同时建锅炉房和热交换站时,两者合建,可共用水处理设备和辅助用房,且锅炉的连续排污热水可用作循环水系统的补充水。
10.13.3 热交换站站房设置要求:
1 独立的热交换站应根据其规模大小、设置热交换间、水处理间、控制室、化验室和运行人员必要的生活用房(如厕所、浴室、值班室等)。
对于兼作小区维修中心的站房,还应考虑设置维修间和存放备用设备、仪表、阀件及维修工具的贮存间。
2 设备用房的净高,应满足安装、检修时起吊设备的空间和管道安装的需要。热交换间高度不宜小于3.0m。
3 设备用房的面积,应保证设备之间有运行操作通道和维修拆卸设备的场地。管壳式换热器前端应留有抽卸管束需要的空间;板式换热器侧面应留有维修拆卸板片垫圈的空间,设备运行操作通道净宽不宜小于0.8 m。
4 热交换站宜有良好的通风散热条件,当自然通风不能满足排热通风要求时,应设置机械通风。
5 站房设计应考虑预留设备安装出入口。
10.13.4 热热交换站的工艺设计
热交换站热力系统设计,应符合下列要求:
1 热力系统加热介质一侧的设计应考虑下列要求:
1)加热介质在进入热交换站的入口总管上应设置切断阀、过滤器、流量计等设备。有条件时应安装热量计。
2)由热源来的加热介质工作压力高于热交换站设备的承压能力时,在入口总管上应设置减压阀,减压阀后应配置安全阀,安全阀泄压管出口应引至安全放散点。
3)当加热介质来自市政管网,而入口处资用压头小于热交换站内的系统阻力时,应在取得市政热力主管部门的同意后,设置管道增压泵,必要时,对增压泵进行调频控制,保证回水压力符合市政管网运行要求。
4)每台热交换器的加热介质出入口管道上应装切断阀,在入口管道上一般还应装自力式流量调节阀,以便根据被加热介质出水温度要求控制调节加热介质的流量。
5)当加热介质为蒸汽时,凝结水的出水温度和回流水压应符合热源(或市政)管理部门的规定。从节能考虑,凝结水温度宜在热交换站内降至85℃以下,当选用的汽水换热器凝结水出口温度达不到这一要求时,宜在汽水换热器后串联设置水-水换热器,并在汽水换热器出口管上装设配水器。
6)当加热介质为高温热水时,换热站的回水温度也应符合热源主管部门的要求。
2 热力系统被加热介质侧的设计应符合下列要求:
1)热交换站被加热水的供热参数(温度、压力)应符合用户设备的运行要求。
2)当一个热交换站需要供应多种不同参数或不同水质要求的热水时,可根据需要设置多个不同的热交换系统分别满足不同用户的需要。
3)当然交换站需要向外供应多路循环水时,宜设置分水器和集水器。分水器和集水器的每根进出口水管上均应装切断阀,还应配置安全阀、排泄阀及温度计、压力表等附件。
4)循环水泵的进口侧回水管(或母管)上应设置过滤器,过滤器前后应设置切断阀和旁通管。
5)循环水泵进出口侧的母管之间应设置旁通管,旁通管管径宜与母管相近,当布置困难时,可用较小管径,但其最小截面面积不得小于母管截面积的1/2,旁通管上安装止回阀,止回阀安装方向是在水泵停运时,进水母管中的水能流向出水侧母管。
10.13.5 热交换站循环水和补给水的水质,以及水处理设施的选定,应根据有关规范、用热设备及用户的使用要求确定,一般按下述原则考虑:
1 为采暖、空调用户供热的系统,其补给水一般应进行软化处理,宜选用离子交换软化水设备。对于原水水质较好,供热系统较小,且用热设备对水质要求不高的系统,也可采用加药水处理或电磁水处理。
热交换站水质标准可参照表10.13.5执行
表10.13.5 水质标准
项目 | 加药水处理 | 化学处理 | ||
补给水 | 循环水 | 补给水 | 循环水 | |
悬浮物mg/L | ≤20 | — | ≤5 | — |
总硬度mmol/L | ≤4 | — | ≤0.6 | — |
pH(25℃) | ≥7 | 10~12 | ≥7 | 10~12 |
溶解氧mg/L | — | — | ≤0.1 | — |
含油量mg/L | ≤2 | — | ≤2 | — |
2 对于为加热生活用热水或其他非循环使用的热水的加热系统,当直接使用的原水(自来水或自用井水)硬度很高,容易在热交换系统或使用设备中严重结垢时,可采用电磁水处理或采用局部钠离子交换,适当降低进水硬度。
3 当用热设备或用户对循环水的含氧量有规定时,热交换站的补给水系统应设置除氧设施,可采用真空除氧、解析除氧或还原铁除氧等方式,系统设计参见本章水处理部分。
10.13.6 热交换站的各个循环系统,都应配备各自的定压装置和相关设备,定压系统设计参考地10.6.8~10.6.10条。
10.13.7 汽—水热交换站,应设置凝结水回送系统,其系统设计应考虑下列要求:
1 当凝结水温度≤80℃时,可采用开式凝结水箱收集各换热设备的凝结水,然后用水泵送回锅炉房或热源的市政凝结水回收母管。开式凝结水箱的容量可按20~40min储水量考虑。水箱上的人孔应密封关闭,溢流管应配水封,排气管应接至室外。
2 当凝结水温度>80℃时,应采用闭式凝结水罐收集凝结水,然后用凝结水泵送回热源。凝结水罐应按压力容器设计制造,应配备安全阀和水位计。凝结水收集装置宜选用定型产品。
3 凝结水泵应设有备用。凝结水罐和凝结水泵的承压、承温能力,应符合系统使用条件。
10.13.8 热交换站工艺系统安全装置设置要求:
1 当加热介质入口处设置有减压阀时,减压阀后应装安全阀。
2 热交换器被加热水的壳程应设置安全阀。
3 闭式凝结水罐、闭式定压膨胀水罐、分汽缸、分集水器等容器上一般宜设置安全阀。
4 循环水泵进水侧母管上应设置安全阀(当集水器上已配安全阀时,此处可不再装安全阀)。
5 水路系统的安全阀,应选用微启式弹簧安全阀。蒸汽系统的安全阀应采用全启式弹簧安全阀。
10.13.9 主要设备的选择与计算
交换器选型,应考虑下列基本原则:
1 换热器的设计参数和适用介质,应符合热交换站的使用要求。
2 热交换器的单台出力和配置台数组合结果应能满足热交换站的总供热负荷及其调节的要求。
在满足用户热负荷调节要求的前提下,同一个供热系统中的换热器台数不宜少于2台,也不宜多于5台;
一般采暖、空调用的换热系统,可不设备用换热器。但当其中一台停用时,其余换热器的换热量应能满足75%总计算热负荷需要。
3 汽水换热系统,宜选用管壳式换热器,并宜选用在设计满负荷下,能将凝结水出口水温降至85℃以下的产品。
当选用凝结水出口温度为饱和水温或温度超过100℃的汽水换热器时,宜在其汽水换热器后再串联设置水—水换热器,以将凝结水温度降至85℃以下。
4 水—水换热系统可采用板式换热器或管壳类换热器。
5 换热器选型计算:
1)热交换站总计算热负荷:
(10.13.9—1)
式中 ——热交换站总计算热负荷(W)
——各用户所需热负荷之和(W)
——考虑室外管网损失的系数,取值范围1.05~1.10,供热半径
长的室外热网采用较大的系数。
2)当加热介质为热水时,其总流量按下式计算:
= (10.13.9—2)
式中 ——加热水总流量(㎏/h);
——热交换系统计算总负荷(W);
——加热水平均定压比热〔kJ/(㎏·℃)〕。
3)当加热介质为蒸汽时,其计算流量按下式计算:
(10.13.9—3)
式中 —— 蒸汽流量(㎏/h);
—— 热交换系统总计算热负荷(W);
—— 蒸汽入口焓值(kJ/㎏);
—— 换热系统凝结水出口焓值(kJ/㎏)。
4)循环水(被加热水)流量:
(10.13.9—4)
式中 ——循环水流量(㎏/h);
——换热系统总热负荷(W);
——循环水供水温度(℃);
——循环水回水温度(℃);
——循环水平均定压比热〔kJ/(㎏·℃)〕。
5)单台热交换器的热负荷,根据调节需要和换热器选用台数确定:
(10.13.9—5)
式中 ——热交换系统总计算热负荷(W);
——同一规格换热器台数;
——同一规格换热器的出力(W)。
6)单台换热器的传热面积计算:
(10.13.9.—6)
式中 ——换热器有效换热面积(m2);
——单台换热器的换热量(出力)(W)
——传热系数,该值应由换热器制造厂提供,因不同厂家产品, k 值相差
很大,应慎用参考书上推荐值〔W/ (m2·h·℃)〕
—— 换热器对数平均温差。
——加热介质与被加热介质之间的对数平均温差(℃);
——最大温差端温差(℃);
——最小温差端温差(℃)。
10.13.10 循环水泵的设置和选型参考第10.6.5条;补给水泵的设置和选型参考第10.6.6条。
10.13.11 热交换站工艺系统应按表10.13.11的规定设置热工监测仪表和热工控制仪表。
大型热交换站宜设置微机控制系统。
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