燃气锅炉房设计课件2014

供热工程,中元国际工程设计研究院（董益波）二一四年九月,锅炉房火灾危险性类别、数据及单位换算,（一）建筑物,（二）储存物品,（三）常用燃气的特性表,供热锅炉的类型,（一）常用供热锅炉按供热介质分为2类：1蒸汽锅炉2热水锅炉（只有采暖热负荷的项目一般均采用热水锅炉作为热源）（二）常用供热锅炉按燃料种类分为4类1燃煤锅炉2燃气锅炉3燃油锅炉4电锅炉,（三）型号DZL64-1.6/130/70ADZ单锅筒纵置式L链条炉排64额定供热量Q=64MW1.6介质出口压力1.6MP130/70额定供回水温度130/70A燃料种类为烟煤,（四）燃气锅炉燃气蒸汽锅炉燃气热水锅炉1、承压燃气锅炉（p0.1MPa）2、常压燃气锅炉（开式大气压）3、真空燃气锅炉（p0.1MPa负压锅炉）常压锅炉及真空锅炉不受特种设备协会等部门检查范围，设置在地下室时不需要特种设备协会进行安全检查。,供热工程的建设程序,一、供热规划（一）编制供热规划的目的及作用通过对当地供热区域进行供热规划，指导当地供热项目有序的进行工程设计及建设。二、可行性研究报告（一）编制可行性研究报告的目的及作用1通过详细的研究分析确定供热项目合理的建设规模、工艺方案及经济可行的投资估算。2作为上报政府立项的依据性文件。三、初步设计（一）编制初步设计的目的及作用1作为开展主要设备及系统招标的技术支持文件。2作为确定规划许可证的技术文件。3作为上报政府评审工程概算的依据性文件。,四、施工图设计（一）施工图设计的目的及作1作为项目施工及设备安装的用途2作为报消防、报人防、报设计强审、报建等用途,五、锅炉房施工（一）项目采购（二）土建施工（三）工艺设备安装1设备基础复查2主要设备安装3辅助设备安装4非标设备制作5工艺管道安装6阀门及附件检验7风、烟系统安装8管道无损检测9系统压力试验10管道设备防腐、保温、标识,（四）电气安装（五）热工自控安装（六）系统试运行1烘炉煮炉2系统联合试调,六、完成施工后的报验手续：1向环保局申请环保验收2向消防局申请消防验收3向防疫站申请水质验收4向电力建设办公室申请报验5向建委申请报验6向质量监督局申请报验7向公用质量监督站申请报验8向城乡建设档案馆申请报验9向气象局申请报验在完成上述报请验收并获得通过的基础上方可进行业主单位、施工单位、监理单位、设计单位的四方验收及竣工验收。,采暖热负荷及热指标,建筑采暖热耗量由下列组成（1）围护结构散热影响因素：室内采暖温度、室外采暖计算温度、外墙结构及保温、层高、窗墙比（2）新风量（3）人员及设备散热（4）辐射热,热指标(W/m2),空调冷、热负荷及冷、热指标,建筑空调冷耗量由下列组成（1）围护结构散热影响因素：室内空调温度、室外空调计算温度、外墙结构及保温、层高、窗墙比（2）新风量（3）人员及设备散热（4）辐射热,空调冷、热指标(W/m2),水泵的主要技术参数,Q：水泵额定输送流量N：电机额定功率H：水泵扬程作用：（1）克服静压（2）克服沿程阻力LRL：管、渠输送长度R：比摩阻,水泵的主要技术参数,泵体耐压等级：必须满足最高扬程的要求，一般1.0MPa、1.6MPa、2.4MPa叶轮及泵体材料：根据输送流体的腐蚀性选择铸钢、青铜、不锈钢等材质水泵的各种辅材及密封材料还应该考虑输送流体的温度及工作环境温度，所以水泵选型时也应该注意上述因素变频电机、变频器,板式换热器主要参数,：板片厚度304、316L：板片材料密封胶条材料：Q=BKtmFQ：总传热量(W)B：污垢修整系数0.71.0tm：两个介质对数平均温差()F：板式换热器有效换热面积(m2)（流道形式对换热质量影响很大）,K：换热系数(W/m2)管式换热器2000-3000板式换热器3000-6000tm=(tmax-tmin)/ln(tmaxtmin)换热器允许压差一般3-5m,燃油、燃气锅炉房设计实例（一）燃油、燃气锅炉的燃料消耗量估算轻柴油的Qydw=42.9MJ/kg（10246kcal/kg），取整10200kcal/kg，锅炉热效率取90%，1蒸吨的热量为60104kcal/h，则燃油的消耗量估算为：B=60104/(0.910200)=65.4kg/蒸吨h天然气的Qydw=35.1597MJ/Nm3（8397.88kcal/Nm3），取整为8400kcal/kg，锅炉热效率取90%，1蒸吨的热量60104kcal/h，则燃气的消耗量估算为：B=60104/(0.98400)=79.4Nm3/蒸吨h,（二）锅炉房热力设备选型计算一个简单的纯采暖锅炉直供系统的选型计算。建筑面积12万m2，民用建筑，建筑最高点18m，热网最远端500m。1热负荷普通住宅：58W/m2（50kcal/hm2）高级住宅：93W/m2（80kcal/hm2）办公科研：58W/m2（50kcal/hm2）商业：93W/m2（80kcal/hm2）饭店宾馆：93W/m2（80kcal/hm2）医院：76W/m2（65kcal/hm2）大专院校：58W/m2（50kcal/hm2）中小学：58W/m2（50kcal/hm2）托幼儿园所：76W/m2（65kcal/hm2）Q=qF=58W/m212104m2=6.96MW,2锅炉安装容量的确定选择2台4.2MW或者3台2.8MW，总容量为8.4MW，可以满足负荷要求，负荷率为82.9%。3循环水量、热网总管管径的确定G=（1.11.2）3.6Qj/Cp（t2-t1）=1.23.68.4103/（4.220）=432kg/h根据压降图选择总管管径为DN250（流速控制在0.53m/s），流速为1.6m/s，压降为100Pa/m。循环水泵扬程：H=干管阻力+内部阻力+（35）m干管阻力：1000m100Pa/m=0.1MPa内部阻力：（锅炉）0.05Mpa（管路、阀门及除污器等）0.05Mpa=0.1MPaH=0.25MPa,5补给水泵的确定（1）定压方式的确定热水循环系统的定压方式，一般采用补给水泵补水、定压。而补给水泵的控制方式对于热水循环系统的稳定定压至关重要。一般地，补给水泵的控制方式有高位膨胀水箱高低水位（电）信号、定压罐压力（电）信号、电接点压力表压力（电）信号、变频控制装置压力（电）信号、自力式压力调节阀几种方式。目前，采用补给水泵变频定压方式的比较多。（2）补给水泵流量的确定补给水泵的流量应根据循环水系统的正常补给水量和事故补给水量确定。正常补给水量一般为系统水容量的1%；补给水泵的流量一般为正常补给水量的2倍、紧急补水4倍。系统水容量在实际计算时不容易计算。多个运行实例证明，补给水泵的流量可设计为系统循环水量的13%。,（3）补给水泵扬程的确定补给水泵的扬程计算公式：H=HB+Hx+Hy-h+(35)m式中：HB系统中补水点的压力，m；Hx泵的吸水管路的阻力，m；Hy泵的出水管路的阻力，m；h补给水箱最低水位高出系统补水点所产生的静压，m；35计算附加裕量，m。aHB的计算应为系统最高层用户安装高度（H0）加上热水的汽化压力（表压），一般采暖用热水温度95，其汽化压力（绝对）为0.87kgf/cm表压为0。则：HB=H0。低温（t95）供热系统的热水的汽化压力（表压）为0，t=115时的热水的汽化压力（表压）为0.73kgf/cm2（7.3m），t=130时的热水的汽化压力（表压）为1.75kgf/cm2（17.5m），计算时应将此压力加上。,bHx的计算应为水箱出口阀门、水泵进口阀门及吸水管路的阻力之和。关断阀的阻力约2m，设吸水管路长5m，阻力为0.2m/m，Hx=3m。cHy的计算应为水泵出口止回阀、关断阀及出水管路的阻力之和。止回阀、关断阀的阻力约4m，设出水管路长5m，阻力为0.2m/m，则Hx=5m。dh的计算中、小锅炉房的补给水箱一般与系统补水点布置在同一层上，取h=0m。eH=HB+Hx+Hy-h+(35)m=H0+3m+5m+3m=H0+11m,（4）补给水泵选型计算结果：流量：4321%2=8.64t/h扬程：1811=29m注意：高低区分区原则是按散热器承压进行区分。6水处理装置的确定系统补充水量为4.32t/h，即水处理设备的出力应满足此要求的2倍计8.64t/h。根据当地的水质分析资料、结合水处理设备的具体参数，计算选择水处理设备的型号、规格。,7软化水箱的确定软化水箱的容积应该满足40分钟-1小时系统补水量，即4.32t。8、膨胀水箱的确定膨胀水箱的容积应该满足20分钟-半小时系统补水量，即2t。9、燃气锅炉烟道可以按单台锅炉烟道等截面法确定。,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2.53m/s，以防止空气倒灌烟囱。烟囱出口烟气速表(m/s)运行情况全负荷时最小负荷时机械通风12202.53微正压燃烧10152.53,生活热水,生活热水负荷：（1）大系统按建筑面积10-15W/m2（2）小系统按人均50-100l/人（60）生活热水水箱：（1）24小时即时供应系统按20分钟-1小时的用水量。（2）储热供应系统应该满足全天的热水供应量。,燃油、燃气锅炉房站内布置,（一）锅炉房组成燃气锅炉房一般由生产用房和辅助用房组成。生产用房包括锅炉间、水处理间、水泵间、热交换间（站）、鼓风机间（单台10.5MW锅炉以上）、控制室、变配电室、化验室、燃气计量间等，辅助用房包括机修间、电气仪表维修间、值班室、倒班休息室、办公室、会议室、浴室、厕所等。还有室外的燃气调压箱。燃油锅炉房还包括日用油箱间、室外埋地油罐。,（二）工艺布置保证设备安装、运行、检修安全和方便，使风、烟流程短，锅炉房面积和体积紧凑。锅炉操作地点和通道的净空高度不应小于2m。燃油、燃气锅炉（尤其是小吨位的锅炉）一般体积较小，如果锅炉烟气出口为水平向后，应保证锅炉水平烟道下的通道的净空高度不应小于2m。,锅炉房区域布置,独立的锅炉房与其他建筑物的防火间距，不得小于下表的规定：,燃油燃气锅炉房的主要热力系统及设计注意事项,（一）主要热力系统简介1水处理系统工业锅炉水质（GB1576-2001）适用于额定出口蒸汽压力小于等于2.5MPa，以水为介质的固定式整齐锅炉和汽水两用锅炉，也使用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。（1）软化水方式软化水方式分锅内加药水处理、锅外化学水处理二种方式。（2）除氧方式除氧方式分热力除氧、真空除氧、解吸除氧、化学药剂除氧、钢屑（海棉铁）除氧等。锅炉给水宜采用大气式喷雾热力除氧器。热水系统的补水的除氧，可采用真空除氧或化学除氧。,2给水系统指蒸汽锅炉的给水。主要包括给水箱、锅炉给水泵等。3热网循环水系统指热水锅炉的采暖热网循环水系统，也是热水锅炉利用水循环对外供热的主要系统。主要包括循环水泵、补给水泵、除污器等。4锅炉排污系统指锅炉的定期排污和连续排污系统，目的是排除锅炉内凝聚的污物、碱度超标的炉水。主要包括排污阀门、管道、室外排污降温池等。5风烟系统指锅炉燃料燃烧所需空气的供应、燃烧后的烟气的排出系统。主要包括进风道或进风窗、鼓风机及风道、烟道、烟气消声器及烟囱等。,（二）泄压面积蒸汽锅炉安全技术监察规程第187条，“锅炉间的外墙或屋顶至少应有相当于锅炉间占地面积10%的泄压面积（如玻璃窗、天窗、薄弱墙等）。泄压处不得与聚集人多的房间和通道相邻”。（三）可燃气体浓度报警装置与联锁锅炉房设计规范（GB50041-92）第9.1.7条，“十九、燃气调压间、燃气锅炉间和油泵间，应设置可燃气体浓度报警装置。”（四）燃油燃气系统的燃料供应、调压装置和计量装置,1室外燃气管道城镇燃气管道按输送燃气压力P分为5级：,2室内燃气管道（1）室内燃气管道和电气设备、相邻管道之间的净距不应小于下表的规定：,3燃气调压间、燃气调压箱调压装置宜设置在单独的建、构筑物内。当自然条件和周围环境许可时，可设置在有围护的露天场地上。调压装置不应设置在地下建、构筑物内。调压站与其他建筑物、构筑物的水平净距应符合下表的规定：,4燃气计量装置由管道供应燃气的用户，应单独设置计量装置。公共建筑和工业企业生产用气的计量装置，宜设置在单独房间内。5丙类液体（轻柴油）油箱间、油泵间油箱间、油泵间的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，上述房间布置在锅炉房辅助间内时，应设置防火墙与锅炉房隔开。69丙类液体（轻柴油）油罐现有的燃轻柴油锅炉房一般为中、小型民用采暖用锅炉房，其与周围建筑物的间距较近，甚至与其他建筑物相连或设置在其内部。在设置其附属的轻柴油油罐时，一般参照小型石油库及汽车加油站设计规范GB50156-92第三章“汽车加油站”有关规定执行。,（五）设计需要注意的事项锅炉工艺（1）燃油、燃气锅炉后的烟道上，应装设防爆门。防爆门的位置应有利于泄压。（2）燃气锅炉房的烟道和烟囱应采用钢制或钢筋混凝土构筑。（3）燃油、燃气锅炉烟囱最低允许高度按批准的环境影响报告书（表）要求确定。锅炉容量在0.7MW及以下的烟囱高度不得低于8m，锅炉容量在0.7MW以上的的烟囱高度不得低于15m。（4）新建锅炉房烟囱（或烟道）应按GB5468要求设置永久采样孔并安装用于测量和采样的定位装置。（5）室内油箱应装设将油排放到室外的紧急排放管，并设置相应的排油存放设施。（6）室内油箱应采用闭式油箱，油箱上部应采用玻璃管式的油位计。（7）锅炉房内油箱的总容量，重油不应超过5m3，柴油不应超过1m3。,2土建（1）锅炉房属于丁类生产厂房。大于4蒸吨的锅炉间建筑不低于二级耐火等级；小于或等于4蒸吨的锅炉间建筑不应低于三级耐火等级。（2）油箱间、油泵间均属于丙类生产厂房，其建筑不应低于二级耐火等级，上述房间布置在锅炉辅助间内时，应设置防火墙与其他房间隔开。（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房隔开，其门窗应向外开启并不应直接通向锅炉房，地面应采用不发火地坪。（4）锅炉房和其他建筑物相邻时，其相邻的墙应为防火墙。（5）油泵间的地面应有防油措施。（6）单层布置锅炉房的出入口不应少于2个，分别设在两侧；当锅炉前端的总宽度（包括锅炉之间的过道在内）不超过12m，且面积不超过200m2的单层锅炉房，其出入口可只设1个。多层布置锅炉房各层的出入口不应少于2个，楼层上的出入口应有通向地面的安全梯。,3电气（1）燃气调压间、油泵间等有爆炸和火灾危险场所的等级划分，必须符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的有关规定。（2）燃气放散管的管顶或其附近应设置避雷针，其针尖高出管顶不应小于3m，并使其保护范围高出管顶不应小于1m。（3）燃油锅炉房贮存柴油的金属油罐，当其顶板厚高不小于4mm时，可不装设避雷针，但必须接地，接地点不应少于2处。当油罐装有呼吸阀和放散管时，管顶或其附近应设置避雷针，其针尖高出管顶不应小于3m，并使其保护范围高出管顶不应小于1m。覆土在0.5m以上的地下油罐，可不设置防雷设施，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）气体燃料管道应有静电接地装置。（5）燃气锅炉间和燃气调压计量间内的照明灯具均应为防爆型。（6）散发可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房和场所，应设置可燃气体浓度检漏报警装置。（7）在锅炉房内的操作地点以及水位表、压力表、温度计、流量计等处，应有足够的照明。锅炉房应有备用的照明设备或工具。,4热工监测和控制（1）锅炉机组应装设监测下列经济运行参数的仪表：a.油量或燃气量积算；b.排烟温度。（2）燃油、燃气锅炉，必须装设监测下列参数的指示仪表：a.燃油锅炉：燃烧器前的油温和油压，带中间回油燃烧器的回油油压；蒸汽雾化燃烧器前的蒸汽压力，空气雾化燃烧器前的空气压力，锅炉后或锅炉尾部受热面后的烟气温度。b.燃气锅炉：燃烧器前的气体压力，锅炉后或锅炉尾部受热面后的烟气温度。（3）锅炉房各辅助部分应装设监测下列参数的仪表：燃油加热器前后油压和油温。（4）锅炉房应装设供经济核算所需的计量仪表：油或燃气的总耗量。,（5）锅炉房必须装设表明下列情况的报警信号：a.燃油、燃气锅炉的风机故障停运；b.燃油、燃气锅炉熄火；c.燃油锅炉房的贮油罐和中间油箱的油位、油温过低和过高；d.燃气锅炉燃烧器前燃气干管压力过低和过高；e.燃气调压间、燃气锅炉间和油泵间，应设置可燃气体浓度报警装置。（6）燃油、燃气锅炉，当热负荷变化幅度在调节装置的可调范围内，且经济上合理时，宜装设燃烧过程自动调节装置。（7）燃油、燃气锅炉，应设置点火程序控制和熄火保护装置。（8）燃油、燃气锅炉，应设置下列电气连锁装置：a.引风机故障时，自动切断鼓风机和燃料供应；b.鼓风机故障时，自动切断燃料供应；c.燃油、燃气压力低于规定值时，自动切断燃油或燃气供应。,5采暖通风（1）设在其他建筑物内的燃气锅炉间，应有每小时不少于3次的换气量。换气量中不包括锅炉燃烧用风量。安装在有爆炸危险房间内的通风装置应防爆。（2）燃气调压间等有爆炸危险的房间，应有每小时不少于3次的换气量。当自然通风不能满足要求时，应设置机械通风装置，并应用每小时换气不少于8次的事故通风装置。通风装置应防爆。（3）油泵房和贮存闪点小于或等于45的易燃油品的地下油库，除采用自然通风外，油泵间应有每小时换气10次的机械通风装置，油库应有每小时换气6次的机械通风装置。易燃油泵房和易燃油库的通风装置应防爆。换气量可按房间高度4m计算。设在地面上的易燃油泵房，当建筑物外墙下部设有百叶窗、花格墙等对外常开孔口时，可不设置机械通风装置。（4）机械通风房间内吸风口的位置，应根据油气和燃气的密度大小，按现行国家标准采暖通风与空气调节设计规范中有关规定执行。,6给水排水与消防（1）锅炉间建筑为一、二级耐火等级时，可不设置室内消防给水。锅炉房内燃油及燃气的丙类及甲类生产房间，应设置泡沫、蒸汽等灭火装置，并宜设置室内消防给水。（2）单台锅炉蒸发量超过2t/h的燃油、燃气锅炉房，宜设蒸汽灭火设备。（3）工业建筑、民用建筑灭火器配置场所的危险等级，划分为以下三级：严重危险级、中危险级及轻危险级。工业用燃油、燃气锅炉房，民用燃油、燃气锅炉房均属中危险级。,（4）火灾种类划分为以下几类：a.A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、麻、纸张等燃烧的火灾；b.B类火灾：指甲、乙、丙类液体，如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾；c.C类火灾：指可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙炔、氢气等燃烧的火灾；d.D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾；e.带电火灾：指带电物体燃烧的火灾。由上可知，轻柴油燃烧的火灾为B类火灾，煤气、天然气燃烧的火灾为C类火灾。,（5）灭火器类型的选择应符合下列规定：a.扑救A类火灾应选用水型、泡沫、磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器；b.扑救B类火灾应选用干粉、泡沫、卤代烷、二氧化碳型灭火器，扑救极性溶剂B类火灾不得选用化学泡沫灭火器；c.扑救C类火灾应选用干粉、卤代烷、二氧化碳型灭火器；d.扑救带电火灾应选用卤代烷、二氧化碳、干粉型灭火器；e.扑救A、B、C类火灾和带电火灾应选用磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器；f.扑救D类火灾的灭火器材应由设计单位和当地公安消防监督部门协商解决。,名词解释,1耐火极限：对任意建筑物构件按时间温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间，用小时表示。2闪点（flash-point）：标准条件下能使液体释放出足够的蒸汽而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度。另一定义：液体蒸发的蒸气与空气形成混合物遇火源能够闪燃的最低温度（采用闭杯法测定）。3爆炸下限（lowerexplosivelimit）：易燃气体、蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的最低浓度。另一定义：可燃蒸气、气体或粉尘与空气组成的混合物遇火源即能发生爆炸的最低浓度（可燃蒸气、气体的浓度，按体积比计算）。4爆炸上限（upperexplosivelimit）：易燃气体、蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的最高浓度。,5爆炸范围：在低限（爆炸下限）和高限（爆炸上限）之间的混合气体的体积分数或浓度范围。注：当空气中油气的体积分数或浓度低于爆炸低限时，混合气体不会发生爆炸；当油气的体积分数或浓度高于爆炸高限时，混合气体可能发生燃烧，在燃烧过程中油气的体积分数或浓度降低到爆炸高限即发生爆炸。6甲类液体：也称易燃液体，指闪