申麗麗

摘要：我國(guó)處在工業(yè)化、城市化發(fā)展階段，環(huán)境問(wèn)題與能源問(wèn)題的矛盾日益突出。天然氣與煤炭相比，具有明顯的低碳環(huán)保優(yōu)勢(shì)，提高天然氣在能源中的比重是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的戰(zhàn)略舉措。燃?xì)忮仩t燃燒原理為燃?xì)饨?jīng)配風(fēng)后使用燃燒器噴入鍋爐爐膛，采用火室燃燒。其特點(diǎn)為燃燒熱強(qiáng)度大，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制;并且可以有效降低煙塵排放濃度，減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染。因此目前新建供熱鍋爐房大部分均為燃?xì)忮仩t房。本文將結(jié)合筆者的工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的闡述與分析。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t房;熱力系統(tǒng);安全;節(jié)能

一、 燃?xì)忮仩t房熱力系統(tǒng)設(shè)置

（一）鍋爐房設(shè)計(jì)容量的確定

確定鍋爐房熱負(fù)荷時(shí)按以下方法：

1）根據(jù)熱負(fù)荷資料繪制熱負(fù)荷曲線或熱平衡系統(tǒng)圖，并計(jì)入各項(xiàng)熱損失、鍋爐房自用熱量等。2）當(dāng)缺少熱負(fù)荷曲線或熱平衡系統(tǒng)圖時(shí)，鍋爐房總裝機(jī)容量Q可按下式計(jì)算：

Q= K0 （ K1 Q1+K2 Q2 +K3 Q3 +K4 Q4）（t/h或MW）

式中Q1 、Q2 、Q3 、Q4—分別為供暖，通風(fēng)和空調(diào)，生產(chǎn)，生活的最大熱負(fù)荷，t/h或MW

K0—室外管網(wǎng)熱損失及鍋爐房自用系數(shù)，一般取1.1～1.2;

K1 、K2 、K3 、K4—分別為供暖，通風(fēng)和空調(diào)，生產(chǎn)，生活熱負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)。

（二）鍋爐循環(huán)水泵

循環(huán)水泵為整個(gè)熱力管網(wǎng)提供動(dòng)力，循環(huán)水泵的流量應(yīng)根據(jù)下式確定。

循環(huán)水泵的流量：G=0.86×Q/（tg -th ）（1）

式中：G—循環(huán)水泵的質(zhì)量流量，kg/h;

Q—建筑的采暖熱負(fù)荷，W;

tg? 、th? —系統(tǒng)供回水溫度，℃。

熱網(wǎng)循環(huán)水泵的總流量按向熱用戶(hù)提供的熱水總流量的110%選取。

循環(huán)水泵的揚(yáng)程：H= h1 + h2 + h3

h1—鍋爐房熱交換站中設(shè)備及管道的壓力降，m;

h2—熱網(wǎng)供回水干管的壓力降，m;

h3—最不利用戶(hù)內(nèi)部系統(tǒng)的壓力降，m。

（三）系統(tǒng)補(bǔ)給水泵

熱水網(wǎng)的定壓有開(kāi)式膨脹水箱定壓，水泵定壓和氣體定壓等方式。膨脹水箱定壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單壓力穩(wěn)定，但在實(shí)際工程中，由于安裝高度受限制而很少使用。補(bǔ)水泵間歇補(bǔ)水定壓設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便且節(jié)省電能，在實(shí)際工程中應(yīng)用較廣。

補(bǔ)水泵平時(shí)補(bǔ)水量一般不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的2%，事故補(bǔ)水量不應(yīng)小于系統(tǒng)循環(huán)流量的4%。補(bǔ)水泵的揚(yáng)程以不小于補(bǔ)水點(diǎn)壓力加30KPa～50 KPa的富裕量。定壓點(diǎn)處的壓力值應(yīng)根據(jù)熱水網(wǎng)的水壓圖的要求確定。在一般情況下可按下式求出：p=10H+ps +20

式中p—定壓點(diǎn)壓力值，kPa;

H—最高用戶(hù)充水高度，m H2 O

ps— 與熱網(wǎng)供水溫度對(duì)應(yīng)的汽化壓力，kPa

20—安全余量，kPa。

二、燃?xì)忮仩t房安全設(shè)計(jì)

（一）消防設(shè)施

鍋爐房屬于丁類(lèi)生產(chǎn)廠房，火災(zāi)種類(lèi)為C類(lèi)，火災(zāi)等級(jí)為中危險(xiǎn)級(jí)。鍋爐房建筑設(shè)計(jì)時(shí)，考慮采用輕質(zhì)屋面板和泄壓窗作為泄壓設(shè)施，泄壓位置避開(kāi)人員密集活動(dòng)區(qū)。對(duì)于貼鄰或在建筑內(nèi)部建造的燃?xì)忮仩t房，根據(jù)民用建筑的性質(zhì)和規(guī)模，鍋爐房除設(shè)滅火器和消火栓外，可設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

（二）鍋爐的防爆

為減輕爐膛和煙道在混合氣體發(fā)生爆炸時(shí)的破壞程度，應(yīng)在燃?xì)忮仩t的爐膛和煙道上設(shè)置泄爆裝置。在發(fā)生混合氣體爆炸時(shí)，防爆門(mén)將因爐內(nèi)或煙道內(nèi)壓力突然升高而開(kāi)啟或破裂，泄出高壓氣體，從而減輕爆炸的破壞程度。防爆門(mén)的位置應(yīng)有利于泄壓，應(yīng)設(shè)置在不危及人員安全及轉(zhuǎn)彎前的適當(dāng)位置。一般設(shè)計(jì)時(shí)，爐膛和煙道的防爆門(mén)面積取不小于0.025㎡/m3? 。

（三）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警在燃?xì)忮仩t間爐體上方頂棚設(shè)置固定式CO探測(cè)器，并按規(guī)范要求設(shè)置相應(yīng)的數(shù)量和確定報(bào)警閥值。當(dāng)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸下限的25%時(shí)，燃?xì)鉂舛葯z測(cè)報(bào)警器應(yīng)進(jìn)行報(bào)警，快切閥立即自動(dòng)切斷氣源，同時(shí)啟動(dòng)事故通風(fēng)機(jī)。鍋爐房?jī)?nèi)的所有電氣設(shè)備和儀表均采用防爆型。

（四）通風(fēng)系統(tǒng)

燃?xì)忮仩t房鍋爐間和燃?xì)庥?jì)量間等有爆炸性危險(xiǎn)的房間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。鍋爐房設(shè)置在首層或半地下時(shí)，鍋爐間正常換氣次數(shù)不小于6次/h，事故換氣次數(shù)不小于12次/h;設(shè)置在地下室時(shí)，換氣次數(shù)不小于12次/h。燃?xì)庥?jì)量間換氣次數(shù)不小于3次/h，事故換氣次數(shù)不小于12次/h。送入鍋爐房的新風(fēng)量，除了補(bǔ)償排風(fēng)量之外還要計(jì)算保證鍋爐燃燒所需空氣量。

三、燃?xì)忮仩t房節(jié)能措施

（一）降低煙氣損失

降低排煙熱損失就要降低排煙的煙氣量和煙氣溫度，降低排煙量可以通過(guò)采用比例控制的燃燒器，合理調(diào)整燃?xì)夤?yīng)和空氣配比，即動(dòng)態(tài)控制燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。降低煙氣溫度可以采用冷凝式鍋爐或排煙道中加裝熱回收裝置來(lái)回收蒸汽冷凝潛熱。

（二）提高運(yùn)行控制水平

提高運(yùn)行控制水平就是要實(shí)現(xiàn)供需平衡、按需供熱、精確適應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)荷變化。目前比較常用的方法是在供水主管道上應(yīng)設(shè)氣候補(bǔ)償器，通過(guò)在氣候補(bǔ)償器中預(yù)設(shè)定鍋爐供暖運(yùn)行調(diào)節(jié)參數(shù)，并根據(jù)室外溫度傳感器反饋回的室外溫度，氣候補(bǔ)償器可計(jì)算出當(dāng)前較為合理的供水溫度，并根據(jù)該溫度控制調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，即調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)回水量與鍋爐供水量的混合比例，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總供水溫度，使鍋爐房供暖系統(tǒng)可以根據(jù)室外溫度變化實(shí)現(xiàn)“按需供熱”。 根據(jù)系統(tǒng)不同，氣候補(bǔ)償器的節(jié)能率在5%～10%之間。

（三）使用變頻泵

通常采用循環(huán)水泵配變頻控制柜，使水泵可實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)行，從而可根據(jù)負(fù)荷變化進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。但是使用變頻泵要在水力平衡的基礎(chǔ)上使用，當(dāng)室外供熱管網(wǎng)水力失調(diào)的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)循環(huán)水泵變頻減低供暖系統(tǒng)總循環(huán)水量，就會(huì)使管網(wǎng)近端用戶(hù)的供水流量從超過(guò)使用量到適用量，但遠(yuǎn)端用戶(hù)的供水流量將會(huì)從正常降到少量。在燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)時(shí)，如果沒(méi)有解決好室外供熱網(wǎng)水力失調(diào)，就進(jìn)行循環(huán)水泵變頻器的安裝，不僅不能解決水力失調(diào)問(wèn)題，還會(huì)浪費(fèi)投資。同時(shí)也需要調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速及流量，從而能快速、及時(shí)、連續(xù)的補(bǔ)充系統(tǒng)的漏水量，使系統(tǒng)能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)避免補(bǔ)水泵長(zhǎng)期處于額定運(yùn)行狀態(tài)，有效地降低了電耗。

（四）降低鍋爐排污熱損失

鍋爐排污是保證鍋爐正常運(yùn)行的一項(xiàng)措施，采用自動(dòng)排污，盡量減少鍋爐排污量，相應(yīng)就減少了鍋爐排污熱損失。一般低壓鍋爐排污率每增加1%，就增加燃料消耗0.2%。

四、鍋爐房燃?xì)夤庀到y(tǒng)

可以間斷供熱的燃?xì)忮仩t房燃?xì)夤艿莱２捎脝文腹芄?常年不間斷供熱的鍋爐房，應(yīng)采用從不同氣源點(diǎn)，不同燃?xì)庹{(diào)壓裝置接來(lái)的二路供氣的雙母管，從而確保燃?xì)忮仩t的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在燃?xì)夤芫€進(jìn)戶(hù)處設(shè)置燃?xì)馇袛嚯姶砰y，該電磁閥與鍋爐房燃?xì)鉂舛葓?bào)警裝置聯(lián)動(dòng)，當(dāng)燃?xì)庑孤秷?bào)警時(shí)電磁閥自動(dòng)關(guān)閉切斷燃?xì)夤?yīng)。

燃?xì)夤艿缿?yīng)設(shè)置放散管、取樣口和吹掃口，設(shè)置吹掃放散管目的是在檢修工作時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間停止工作再投入運(yùn)行前，為防止燃?xì)饪諝饣旌衔镞M(jìn)入爐膛引起爆炸而必須進(jìn)行的工作。放散管應(yīng)引至室外，其排出口應(yīng)高出鍋爐房屋脊2米以上。

五、結(jié)語(yǔ)：

在燃?xì)忮仩t房的施工設(shè)計(jì)過(guò)程中有許多需要注意的要點(diǎn)，本文就主要設(shè)備選擇、安全設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、燃?xì)庠O(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了相應(yīng)的分析。燃?xì)忮仩t房的設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員認(rèn)真研究，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮燃?xì)忮仩t在緩解能源緊張和環(huán)境保護(hù)方面的積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]GB 50041-2008，鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].