謝學(xué)海 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)

某高校建設(shè)集中供暖鍋爐房建設(shè)

謝學(xué)海 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)

市集中供熱目前已成為現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，是城市公共設(shè)施的重要組成部分。它具有環(huán)保、節(jié)能、廉價(jià)、節(jié)約土地等特點(diǎn)，本文通過(guò)對(duì)138MW鍋爐房建設(shè)過(guò)程狠抓方案設(shè)計(jì)階段、鍋爐、除塵、脫落設(shè)備選型等幾個(gè)重要環(huán)節(jié)，達(dá)到優(yōu)化鍋爐房建設(shè)的目的。

集中供熱；熱負(fù)荷；環(huán)保；節(jié)能；雙層布置

1 概況

沈陽(yáng)航空航天大學(xué)位于沈北大學(xué)城，占地總面積113.98萬(wàn)平方米，建有現(xiàn)代化的教學(xué)樓、圖書(shū)館、工程訓(xùn)練中心、綜合運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、體育館和專用體育場(chǎng)地，建有設(shè)施齊全的學(xué)生生活區(qū)?，F(xiàn)有建筑面積43萬(wàn)平方米，規(guī)劃建筑面積80萬(wàn)平方米?，F(xiàn)有2臺(tái)20噸和1臺(tái)10噸（合計(jì)35.4MW）熱水鍋爐，已滿足不了學(xué)校今后發(fā)展的需要。根據(jù)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)，供熱區(qū)域內(nèi)存在大量的規(guī)劃熱負(fù)荷，為最大限度發(fā)揮集中供熱能力，學(xué)校校園集中供熱工程建設(shè)規(guī)模。集中供熱是現(xiàn)代化城市的重要標(biāo)志之一。城市實(shí)現(xiàn)集中供熱不僅能向居民提供舒適的居住環(huán)境，還能夠節(jié)約能源、減少環(huán)境污染。為此學(xué)校擬拆除現(xiàn)有舊鍋爐房（50噸），在學(xué)校道義校區(qū)規(guī)劃用地內(nèi)新建3×46MW熱水鍋爐；熱網(wǎng)及熱力站建設(shè)規(guī)模：供暖面積達(dá)到270萬(wàn)平方米。項(xiàng)目建成以后，可滿足學(xué)校及周邊部分區(qū)域采暖熱負(fù)荷的需要。

2 方案的調(diào)研和決策

2.1 鍋爐的選型

目前，大型鏈條爐排熱水鍋爐的爐型主要有單（雙）鍋筒水管式熱水鍋爐、水火管鍋殼式熱水鍋爐和角管式熱水鍋爐三大系列，盡管這些爐型在運(yùn)行中也都程度不同地出現(xiàn)過(guò)各種問(wèn)題，但目前仍然是集中供熱鍋爐的主要爐型。

單（雙）鍋筒水管式熱水鍋爐的結(jié)構(gòu)是繼承了原同形式蒸汽鍋爐的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠，但缺點(diǎn)是鍋爐鋼耗大，成本高，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大，特別是鍋爐高度高，造成鍋爐房的造價(jià)高。

大型復(fù)合循環(huán)水火管鍋殼式熱水鍋爐爐型適宜于容量為28MW（含28MW）以下的熱水鍋爐。對(duì)于容量為1 4M W（含14MW）以下的熱水鍋爐為單鍋筒縱置式鍋爐，對(duì)于14MW以上的熱水鍋爐為雙鍋筒縱置式鍋爐。

大型復(fù)合循環(huán)水管式熱水鍋爐的爐型適宜于容量為28MW（含28MW）以上的熱水鍋爐。其優(yōu)點(diǎn)是密封性好，環(huán)保節(jié)能。但操作和維修較復(fù)雜。

通過(guò)考察及征得運(yùn)行部門(mén)意見(jiàn)，該項(xiàng)目分二期完成，一期選用2臺(tái)46 MW雙鍋筒熱水鍋爐，二期預(yù)留1臺(tái)爐位置，二期完成可達(dá)到138MW容量。

2.2 平面及工藝布置

本工程建筑平面布置：鍋爐房東西布置，由水泵間、配電間、控制間、水平輸煤層、鍋爐間、風(fēng)機(jī)間、辦公室、休息室、樓梯間等組成。除渣系統(tǒng)設(shè)有除渣間、除渣斜廊、渣倉(cāng)。上煤系統(tǒng)為多斗提升機(jī)上煤。3臺(tái)46MW熱水鍋爐設(shè)在二層6.00m層，跨度為8.1m+6.9m+18m+16m，柱距為6m，鍋爐間下弦標(biāo)高22.7m，運(yùn)煤層標(biāo)高1 8.50m。鍋爐間一層分別布置變電所、低壓配電室、水泵及水處理間（布置循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、熱力站和水處理設(shè)備）。鼓風(fēng)機(jī)布置在鍋爐間一層，引風(fēng)機(jī)、除塵器及脫硫塔布置在風(fēng)機(jī)間內(nèi)，并與其他部分分開(kāi)，以減少風(fēng)機(jī)噪聲對(duì)周圍的影響，鼓風(fēng)機(jī)可以從室外和室內(nèi)吸風(fēng)。重型板鏈除渣機(jī)布置在鍋爐間一層。

在調(diào)研走訪集中供暖鍋爐房時(shí)，鍋爐間既有單層布置也有雙層布置，各有優(yōu)點(diǎn)。單層布置是把鍋爐安裝在一層地面處，鍋爐除渣的地溝和鍋爐基礎(chǔ)都在一層地面以下，這種方式節(jié)約建筑面積和投資，上煤也較容易。但大容量鍋爐的鍋爐間多選雙層布置，即把鍋爐安裝在第二層樓面5.50～6.00米標(biāo)高處，除渣和鍋爐基礎(chǔ)在一層內(nèi)解決。這種方式增加了建筑面積和投資，但除渣除塵等都在一層地面上操作，檢修和管理較為方便。經(jīng)過(guò)綜合比較決定采用雙層布置設(shè)計(jì)。

3 煙氣治理

鍋爐房設(shè)計(jì)安裝3臺(tái)46MW熱水鍋爐及除塵脫硫設(shè)備。

3.1 鍋爐除塵系統(tǒng)采用干式除塵器和濕式脫硫塔

綜合除塵效率可以達(dá)到99%以上。為了提高脫硫效率，脫硫塔吸收液調(diào)配時(shí)使溶液呈堿性，吸收液PH值保持在10～12，煙氣中的二氧化硫與吸收液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，生成亞硫酸鈣與硫酸鈣沉淀于灰漿之中，并與灰漿一起排出，從而達(dá)到脫硫目的。采取這些措施以后，煙氣脫硫效率可以達(dá)到90%以上。

3.2 熱源廠煙塵排放量及排放濃度

式中：MA —— 總煙塵排放量，m g/s；

B — — 總耗煤量，208t/h；

ηc — — 除塵效率，95%；

Aar —— 燃煤收到基灰分，15.99%；

q4 — — 機(jī)械不完全燃燒損失， 4%；

Qdw —— 燃料收到基低位發(fā)熱量，14510k J/kg；

afh— — 鍋爐排煙帶出的飛灰份額，0.2。

式中：CA —— 煙囪出口處煙塵的排放濃度（標(biāo)志），k g/m3；

Ts— —煙囪出口處煙溫，140℃；

P1 —— 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?02.08k Pa；

鍋爐房總排塵量為61365 m g/s，煙囪出口煙塵排放濃度為152.5kg/m3，小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放濃度200 kg/m3。

3.3 二氧化硫排放量

式中QSO2—二氧化硫排放量（m g/s）；

CSO2—含硫燃料燃燒后生成SO2的份額，取0.8；

B——總耗煤量，208t/h；

S a r—燃料收到基中硫的含量，0.43%；

ηso2—除塵器脫硫效率，80%；

64—SO2的分子量；

32 —S的分子量。

式中：SA —— 煙囪出口處二氧化硫的排放濃度（標(biāo)志），k g/m3；

∑Qi——煙囪煙氣總量，2300×120×80=2208000 m3/h；

T s— —煙囪出口處煙溫，140℃；

P1 —— 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?02.08k Pa；

鍋爐房SO2總排放量為79602 k g/s，煙囪出口SO2排放濃度為197.6m g/m3,小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放濃度900 kg/m3。

從以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)處理以后，熱源廠的煙塵排放濃度及二氧化硫排放濃度均低于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2001）中規(guī)定的二類區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)，即煙塵排放濃度＜200m g/Nm3，二氧化硫排放濃度＜900m g/Nm3。

4 結(jié)束語(yǔ)

1.在采暖地區(qū)的單位其采暖未為社會(huì)化以前，減少小鍋爐房改為集中供暖鍋爐房，有利于節(jié)能減排和環(huán)境改善。

2.為使集中供暖鍋爐房建設(shè)達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保，可研階段的設(shè)計(jì)方案、工藝流程、設(shè)備選型是鍋爐房建設(shè)的重要環(huán)境。

3.鍋爐房建設(shè)中，除塵和脫硫設(shè)備選型是衡量它對(duì)環(huán)境污染的重要指標(biāo)。

[1]采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)工業(yè)建筑出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.115