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第八章热源及冷源 1 第一节热源及冷源概述 一 热源概述1 锅炉 局部锅炉房 分散供热锅炉房 多为小型锅炉 热效率低 排放的烟尘和有害物质多 区域锅炉房 集中供热锅炉房 热效率高 燃烧排放物较少 节能环保 热电厂 锅炉容量大 热效率在90 以上 节省燃料 排放有害物质较少 2 局部锅炉房示意图 区域锅炉房 热电厂 3 2 自然资源以及余热利用余热利用 指对废气废水中的剩余热进行回收利用 这一类型热源主要是热泵 地源热泵示意图 4 5 二 冷源概述 天然冷源 定义 指温度低于环境温度的天然物质 特点 节能造价低 具有节能效益和环保效益 人工冷源 定义 使用各种制冷机组用来制备低温冷水 向空调系统提供冷量 分类 按驱动方式 电动冷水机组 热驱动的吸收式冷水机组 按冷却方式 水冷式冷水机组 风冷式冷水机组 按结构形式 模块式 整装式 多机头式 按功能 冷热水机组 单冷式制冷机组 6 三 冷热源组合方式1 电动冷水机组供冷 锅炉供热优点 电动冷水机组能效比较高 一般冷热源集中布置 方便对设备的运行 维护和管理 缺点 需要占据一定的建筑面积 并对环境有影响 2 溴化锂吸收式冷水机组供冷 锅炉供热优点 耗电省 噪音低 运行平稳 能量调节范围广 自动化程度高 安装 维护 操作简单 缺点 溴化锂溶液对普通碳钢具有强烈的腐蚀性 影响机组的寿命以及机组的性能和正常运转 机组在真空下运行 空气容易漏入 气密性要求高 7 3 电动冷水机组供冷 热电厂供热能源利用率比分散供暖热效率高 降低了二氧化碳 二氧化硫和粉尘等的排放量 热媒参数稳定 供热质量高 4 溴化锂吸收式冷水机组供冷 热电厂供热吸收式制冷利用了汽轮机的低压抽气 减少了冷源损失 使制冷 供热功率增加 凝汽发电功率减少 发电煤耗降低 5 直燃型溴化锂吸收式冷热水机组分类 按燃料 燃气型 燃油型 8 按热水制备方式 用蒸汽器制备热水 用冷凝器制备热水 另设热水器制备热水按制冷和供热组合形式 制冷与采暖专用机 同时制冷与采暖的机组 同时制冷与热水供应的机组特点 直燃机一机两用 甚至多用 制冷量范围广 结构紧凑 体积小 机房占用面积小 安装无特殊要求 使用操作方便6 空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源分类 按机组容量大小 小型机组 中 大型机组按热输配对象 空气 水 空气热源泵冷热水机组 空气 空气 空气热源泵冷热水机组按驱动方式 燃气直接驱动 电力驱动 9 优点 1 用空气作为低位水源 可以无偿就地获取 2 空调系统的冷源和热源合二为一 夏季提供7 冷冻水 冬季提供45 50 热水 一机两用 3 空调水系统中省去冷却水系统 且无需另设锅炉房或热电站 4 可将空气源热泵冷水机组布置在室外 如布置在裙房楼顶上 阳台上等 这样可以不占用建筑屋的有效面积 5 安装简单 运行管理方便 且不污染使用场所的空气 有利于环保 10 7 天然冷热源种类 太阳能 蒸发冷却技术 冷却塔供冷技术 全新风运行 地下水 夜间自然冷却等常用冷热源组合系统环境行为的排序 电制冷机加电锅炉系统 电制冷机加燃油 气 锅炉系统 空气源热泵系统加燃油 气 锅炉系统 直燃机系统 燃气综合能源系统 天然冷热源 11 四 暖通空调系统冷 热源选择原则 一个统一 两个选择和三个原则 一个统一 指能源的终端用户利益与社会和国家利益之间的协调统一 两个选择 指能源形式的选择和能源利用方式的选择 三个原则 指合理利用能源资源的原则 减少对环境影响的原则和技术经济合理可行的原则 12 第二节锅炉房系统的组成 一 锅炉的基本知识1 锅炉的定义锅炉是一种将煤炭 木材 石油 天然气等能源所蕴含的化学能以及工业生产中的余热或其他热源 转化为一种温度和压力的水或蒸汽的换热设备 2 锅炉的分类 1 按烟气在锅炉中流动的状况 水管锅炉 锅壳锅炉 水火管组合式锅炉 13 2 按锅筒放置的方式 立式锅炉 卧式锅炉 3 按用途 生活锅炉 工业锅炉 电站锅炉 4 按介质 蒸汽锅炉 热水锅炉 汽水两用锅炉 有机热载体锅炉 5 按燃料 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 余热锅炉 电加热锅炉 生物质锅炉 6 按水循环 自然循环 强制循环 混合循环 7 按燃料在锅炉内部或外部 内燃式锅炉 外燃式锅炉 8 按安装方式 快装锅炉 组装锅炉 散装锅炉 9 按工质在蒸发系统的流动方式 自然循环锅炉 强制循环锅炉 直流锅炉 14 3 锅炉基本参数 1 蒸汽或热水参数蒸汽参数包括蒸汽压力和温度给水温度 省煤器进水温度 无省煤器时即是锅筒进水温度 单位为Mpa和 2 蒸发量指蒸汽锅炉每小时连续蒸汽产量 用符号 D 表示 单位为t h 3 热功率 产热量 指热水锅炉每小时连续产热量 用符号 Q 表示 单位为MW 4 受热面蒸发率指蒸汽锅炉每 受热面每小时产生的蒸汽量 用符号 D A 表示 单位为kg h 15 5 受热面热功率指热水锅炉每平方米受热面面积每小时产生的热量 用符号 Q A 表示 单位为MW 或Kj h 6 锅炉热效率指锅炉额定负荷运行时 燃料送进的热量中有效热量所占的百分数 7 锅炉金属耗率指锅炉单位额定蒸发量所用金属材料的质量 单位为t h t 8 锅炉电耗率指生产1t蒸汽耗用电的度数 单位为KW h t 16 二 锅炉房系统的结构 锅炉本体和辅助设备 17 18 一 锅炉本体 锅炉中的炉膛 锅筒 燃烧器 水冷壁过热器 省煤器 空气预热器 构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分 锅炉本体包括锅和炉两大部分 锅是指在火上加热的盛水容器 炉是指燃烧燃料的场所 炉膛和锅筒是锅炉本体中两个最主要的部件 19 1 炉膛又称燃烧室 是供燃料燃烧的空间 将固体燃料放在炉排上 进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉 将液体 气体或磨成分装的固体燃料 喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉 空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧 并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉 在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管 塔既保护炉墙不致烧坏 又能吸收火焰和高温烟气的大量辐射热 20 室燃炉燃烧设备 21 沸腾炉燃烧设备 22 2 锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中 接受省煤器来的给水 连接循环回路 并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器 锅筒的主要功能是贮水 进行汽水分离 在运行中排除锅水中的盐水和泥渣 避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中 锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置 给水分配管 排污和加药设备等 汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽和水分离开来 并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴 23 二 锅炉辅助设备 燃料系统燃煤锅炉房燃料系统上煤系统 煤场 卸煤 堆放 运煤 筛分 破碎 磁选 计量等设备除灰系统 干式除渣系统 灰渣场 渣斗 除渣机水力除灰渣系统 灰沟 渣沟 沉灰池 过滤池 清水池 灰渣泵 喷嘴及循环水管路等 24 烟风系统送风系统 鼓风机 冷风道 热风道 消声器等引风系统 烟道 引风机 除尘器 脱硫 脱氮 装置 烟囱净化系统 重力除尘器 惯性除尘器 离心力除尘器 水膜除尘器 静电除尘器 布袋除尘器 脱硫塔 25 汽水系统蒸汽 热水地供给 排放 凝结水系统和锅炉出水处理给水系统 给水泵 补给水泵 给水箱 补给水箱 给水管路 阀门附件等水处理系统 软化设备 除碱设备 除氧设备 中间水箱 中间水泵 再生系统蒸汽系统 蒸汽母管 支管 分汽缸凝水系统 凝结水箱 凝结水泵及其管路排污系统 连续排污和定期排污管路附件 排污扩容器 排污冷却池 取样冷却器 26 锅炉水处理 1 炉内水处理 炉内加药处理2 炉外水处理 净化预处理 凝聚 沉淀 或澄清 过滤软化 离子交换软化与加药沉淀软化除盐 阴阳离子交换除盐 电渗析除盐等除氧 热力除氧 真空除氧 化学除氧 除二氧化碳等 27 28 锅炉房热工监测与控制系统温度监测仪表 压力监测仪表 流量监测仪表 物位测量仪表 气体成分分析仪表等 通过自动调节阀和计算机数控系统 可以达到自动对锅炉运行情况进行调节的目的 使锅炉运行更稳定 高效 29 三 锅炉的运行 30 四 锅炉房的总体布置 包括锅炉房在总平面图上的布置 区域布置 和锅炉房的工艺布置 31 2 锅炉房区域布置工艺