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某設計院暖通空調設計教材之鍋爐房和熱交換站設計

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本教材為院新進設計技術人員的培訓學習教材。本教材共173頁。10 鍋爐房和熱交換站設計10.1  民用鍋爐房設計概述10.1.1 基本要求

本教材為院新進設計技術人員的培訓學習教材。本教材共173頁。

10 鍋爐房和熱交換站設計

10.1 民用鍋爐房設計概述

10.1.1 基本要求

本章適用于燃油鍋爐燃氣鍋爐以及熱交換站的新建、改建、擴建工程的設計,至于燃煤鍋爐,在我院的工程設計中很少遇到,故此部分內容省去,工程中如有遇到,請參閱其他資料。

10.1.2 本章適用于民用建筑工程建設中鍋爐單臺容量和運行參數為下列范圍的鍋爐房設計:

10.1.3 鍋爐房設計必須符合《鍋爐房設計規范》(GB50041-2008)、《熱水鍋爐安全技術監察規程》、《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》以及防火規范等的有關規定。

10.1.4 鍋爐房的位置

鍋爐房的位置,在設計時應配合建筑總圖專業在總體規劃中合理安排,并應符合下列基本原則:

1 鍋爐房宜設置在地上獨立的建筑物內,在受條件限制并經當地消防、安全、環保等管理部門許可,可與主體建筑物相連或設置在主體建筑的地下室、半地下室、首層、頂層及中間樓層。

2 鍋爐房和主體建筑相連或設置在其內部時,鍋爐使用的介質、容量、運行壓力、溫度、燃料,以及工藝設計和建筑設計都應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年修訂版)以及所在地區地方標準的有關規定。

3 無論蒸汽鍋爐房或熱水鍋爐房都嚴禁設在人員密集場所(如公共浴室、教室、餐廳、影劇院的觀眾廳、候車室、商場等)內或在其上面、下面、貼鄰或主要疏散口的兩旁。

4 無論蒸汽鍋爐房或熱水鍋爐房都不得與貯存易燃、易爆或其他危險物品的房間相連。

5 使用液化石油氣或其他比重大于空氣的氣體燃料的鍋爐房,不應布置在四周均比室外地面低的地下室或半地下室。

10.1.5 在總圖規劃許可的條件下,鍋爐房的位置力求滿足下列要求:

1 靠近熱負荷比較集中的地區。

2 便于燃料貯運,并宜使人流和燃料運輸途徑分開。

3 全年運行的鍋爐房宜位于居住區和主要環境保護區的全年最小頻率風向的上風側。季節性運行的鍋爐房宜位于該季節盛行風向的下風側。

4 有利于室外管道的布置和凝結水回收。

5 有利于鍋爐房的自然通風和采光。

6 區域鍋爐房設計,應根據本地區熱力建設規劃,對近期和遠期供熱規模統一考慮,鍋爐房宜留有擴建余地。

10.1.6 獨立建筑的鍋爐房與其他建筑的間距應符合GB50016-2014(2018年修訂版)中的規定。

10.1.7 蒸汽鍋爐房設計應符合下列規定:

1 蒸汽鍋爐房不應與住宅及人員密集的公共場所(見10.1.4條第3款)相連;

2 鍋爐房設置在多層或高層建筑的半地下室或首層中,必須同時符合下列條件:

1)每臺鍋爐的額定蒸發量不超過10t/h;額定蒸汽壓力不超過1.6Mpa;

2)每臺鍋爐必須有可靠的超壓聯鎖保護裝置和低水位連鎖保護裝置;

3)鍋爐間的建筑結構應有相應的抗爆措施。

3 鍋爐房設置在高層或多層建筑的地下室、中間層或頂層時應符合下列規定:

1)應使用燃油、燃氣鍋爐或電鍋爐;

2)每臺鍋爐的額定蒸發量不超過4t/h;額定蒸汽壓力不超過1.6Mpa;

3)每臺鍋爐必須有可靠的超壓連鎖保護裝置和低水位聯鎖保護裝置;

4)燃料供應管道的連接采用氬弧焊打底;

5)鍋爐間的建筑結構應用相應的抗爆措施。

10.1.8 熱水鍋爐房設計應符合下列要求:

1 鍋爐房若與住宅相連或設置在多層建筑的地下室、半地下室、首層或頂層時,須同時符合下列要求:

1)鍋爐的額定出口熱水溫度≤95℃;

2)每臺鍋爐必須有超溫報警裝置;

3)燃油、燃氣鍋爐必須裝設可靠的點火程序控制和熄火保護裝置;

4)設置在半地下室或首層的鍋爐,每臺的熱功率不應大于7MW;設置在地下室、樓層中或頂層的鍋爐,每臺熱功率不應大于2.8MW。

2 鍋爐房設置在高層建筑的地下室、半地下室、首層或頂層時,除應符合上述第1款的規定外,還應符合下列規定:

1)每臺鍋爐應有連鎖保護裝置;

2)鍋爐間的建筑結構應有相應的抗爆措施。

10.1.9 設置在民用建筑內或與民用建筑相連的蒸汽鍋爐房和熱水鍋爐房都應符合下列規定:

1 鍋爐房與其他房間的隔墻應是無門窗洞口的防火墻,如需設置門窗,應是甲級防火門窗,并能自動關閉。

2 燃氣鍋爐房的鍋爐間和燃氣計量間必須設置可燃氣濃度報警系統和防爆型事故排風機,并實施聯鎖自動控制。

3 鍋爐房不得與儲存或使用爆炸物品和可燃液體的房間相連。

4 鍋爐房所在地區有關鍋爐房設置的地方標準高于本《技術措施》的規定時,應按地方標準執行。

5 應符合第10.1.5條第2、3、4款的規定和10.3節中有關鍋爐房土建、電氣、給排水設計要求。

10.2 鍋爐房工藝布置和鍋爐選型

10.2.1 鍋爐房布置

鍋爐房區域內各建筑物、構筑物,以及燃料、場地的布置,應按工藝流程和規范要求合理

安排,一般應考慮下列要求:

1 鍋爐房、貯油罐、燃氣調壓站之間以及和其他建筑物、構筑物的間距,均應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016-2014、《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-2006)及有關標準規范的規定。并滿足安裝、運行、檢修要求。

2 各種設備布置合理,力求縮短燃料、排煙系統和各種管道的流程。

3 鍋爐房主要產生嗓聲的設備盡量布置在遠離住宅和環境安靜要求高的建筑,鍋爐間和輔助間的主要立面盡可能面向主要道路。

10.2.2 鍋爐間、輔助間和生活間的設置應考慮下列要求:

1 鍋爐房應根據其規模大小和工藝布置需要設計鍋爐間、輔助間(日用油箱間、燃氣調壓計量間、給水和水處理間、維修間、控制室、化驗室、貯存室等)和生活間(廁所、浴室、值班室、更衣間等),對于產生高嗓聲的機電設備分別集中布置在隔音的房間內。

2 蒸汽鍋爐額定蒸發量為1~20t/h,熱水鍋爐額定出力為0.7~14MW的鍋爐房,其輔助間和生活間可貼鄰鍋爐間的一側。

3 當鍋爐為多層布置時,其儀表控制室應布置在鍋爐操作層,并宜選擇朝向較好、震動較小的部位。

4 需要擴建的鍋爐房,其燃料運輸設施的布置應考慮燃料自固定端入爐前。

5 化驗室應布置在采光較好,噪音和振動影響較小處。并便于取樣操作。

6 熱力除氧設備和真空除氧設備間的布置高度,應保證鍋爐給水泵有足夠的進水壓頭,防止發生汽蝕。

7 獨立建筑的燃氣鍋爐房應設燃氣調壓間和計量間。燃氣調壓間與相鄰房間的隔墻應為無門窗洞口的防火墻。

8 燃油、燃氣鍋爐房的控制室、變配電室與鍋爐間的隔墻應為防火墻,觀察窗應采用具有一定抗爆能力的固定玻璃窗。

9 鍋爐間和同層的輔助間地面標高宜一致。

10 鍋爐房底層地面宜高出室外地面0.15~0.3m。

10.2.3 鍋爐房的設備布置應符合下列原則:

1 各設備布置均應考慮安裝、運行和維修方便,工藝流程合理,整齊緊湊,便于監測,并力求風、煙、汽水管道短,配件彎頭少,燃料、煙氣流程暢通。

2 鍋爐機組的布置應符合下列要求:

1)鍋爐操作地點和通道的凈空高度不應小于2m,并應滿足起吊設備操作高度的要求。其他發熱部位的上方,其凈空高度不小于0.7m。

2)鍋爐的前后端及兩側面與建筑物之間的凈距應符合表10的要求。

3 鍋爐房內所有的輔助設施和熱工監測、控制裝置等,當操作、維護高度超過1.5m時,應設置平臺和扶梯。鍋爐之間的操作平臺可以根據需要加以連通。

表10.2.3 鍋爐機組布置尺寸要求

4 炎熱地區的鍋爐間操作層,可采用半敞開布置或在其前墻開門。操作層為樓層時,門外應設置陽臺。

10.2.4 民用鍋爐房設備不宜露天布置。

10.2.5 鍋爐房設計容量和介質參數

鍋爐房的設計總容量宜根據用戶熱負荷曲線或熱平衡系統圖,并記入管道熱損失、鍋爐房自用蒸汽量和熱量,以及可供利用的余熱等計算。可按下式計算:

Q=K(k1q1+k2q2+k3q3+k4q4+k5q5+……)

式中 :Q— 鍋爐房設計熱負荷(t/h)(蒸汽爐)或(MW)(熱水爐)

K— 室外熱網熱損失修正系數,其取值為:

蒸汽管道: 架空敷設 K=1.10~1.15,

地溝敷設 K=1.10~1.12;

直埋敷設 K=1.12~`1.15

熱水管道: 架空敷設 K=1.10~1.12,

地溝敷設 K=1.05~1.08;

直埋敷設 K=1.02~1.06

Q1、Q2、Q3、Q4、Q5—分別為采暖空調、通風、生產、生活及鍋爐房自用熱負荷(t/h)(蒸汽爐)或(MW)(熱水爐);

K1、K2、K3、K4、K5—分別為上述相應熱負荷的同時使用系數。其值可參考10.2.5。

表10.2.5 熱負荷同時使用系數

當用戶熱負荷變動較大且較頻繁,或有周期性變化時,經技術經濟比較確定可設置蒸汽蓄熱器。

設有蒸汽蓄熱器的鍋爐房,其設計總容量應按平衡后的熱負荷進行計算確定。

10.2.6 鍋爐房供熱介質的種類和參數,應根據用戶的需要,并經技術經濟比較確定,一般按下述原則考慮:

1 專供采暖的鍋爐房供熱介質宜為熱水。對于大型區域供熱鍋爐房,宜為130~150℃的高溫熱水;供熱半徑≤1.0km的中、小型鍋爐房宜采用供水溫度≤95℃的熱水。

2 對于既有采暖通風熱負荷,又有蒸汽負荷的熱用戶,應根據經濟技術比較確定供熱介質。

3 只有生產用汽和生活用熱負荷的鍋爐房,宜選用蒸汽鍋爐。蒸汽參數根據具體要求確定。

4 鍋爐房的設計壓力應按供熱用戶中最高工作壓力考慮。

1)蒸汽鍋爐的運行壓力,應根據用汽設備的最大供汽壓力,并記入管網阻力和適當的富裕系數來確定。常用設備所需供汽壓力參見表10.2.6。

表10.2.6 常用設備所需供汽壓力

2)熱水鍋爐的運行壓力,應同時滿足下列條件:

a 不小于循環水系統總阻力之和,并計入1.2倍的富裕系數。

b 鋼制熱水鍋爐的出口水壓力不應低于最高供水溫度加20℃時的飽和壓力(用鍋爐自產蒸汽定壓的熱水系統除外)。鑄鐵熱水鍋爐的出水壓力不應低于最高供水溫度加40℃時的飽和壓力。暖通南社

10.2.7 鍋爐選型一般要求

鍋爐選型應綜合考慮下列要求:

1 能滿足用戶所需要的熱介質種類和運行參數(溫度、壓力)要求;能有效燃燒用戶所提供的燃料,且有較高的熱效率;鍋爐在有效出力范圍內調節性能好,和選用臺數配合后能適應用戶全年熱負荷的變化,并有利于安全經濟管理。

2 對環境的影響和污染較小。

3 輔機、附件及監控儀表配套完善合理,質量可靠,機械化和自動化水平較高,耗電量小;機組外型尺寸較小,節省機房面積;基建投資和運行管理費用較少。維修方便。

4 同一鍋爐房宜選用型號、容量和燃燒設備相同且是同一廠家的鍋爐。若必須選用不同的鍋爐時,其種類不應超過兩種。

10.2.8 鍋爐臺數的確定應考慮下列因素:

1 合理選配鍋爐臺數和單爐容量,保證鍋爐房在設計容量下和全年熱負荷低谷期,鍋爐機組均能在良好的工況和效率下運行,并保證當其中最大一臺鍋爐檢修時,其余鍋爐能滿足連續生產用熱所需的最低熱負荷和采暖通風、生活用熱所需要的最低熱負荷。

2 鍋爐臺數不宜少于2臺,但當選用一臺能滿足熱負荷和檢修需要時,也可只設一臺。

鍋爐房的鍋爐總臺數,新建時不宜超過5臺,擴建和改建時,不宜超過7臺。

3 單臺鍋爐容量的確定應考慮下列因素:鍋爐不宜長期在低于鍋爐額定出力50%的負荷下運行。

10.2.9 備用鍋爐的設置按下述原則確定:

1 常年需要供熱的鍋爐房和減少供熱量會造成重大損失和影響的鍋爐房,應設置備用鍋爐。

2 專供冬季采暖的鍋爐房或以采暖熱負荷為主的鍋爐房,可不設備用鍋爐。

3 在用戶熱負荷較低期間,一臺鍋爐檢修,其余鍋爐能滿足用戶熱負荷需求時,可不設備用鍋爐。暖通南社

10.3 鍋爐房的土建、電氣、采暖、通風及給排水設計要求

10.3.1 鍋爐房建筑結構的火災危險性分類和耐火等級應符合下列要求:

1 鍋爐間屬于丁類生產廠房。蒸汽鍋爐額定蒸發量>4t/h、熱水鍋爐額定出力>2.8MW時,鍋爐間建筑不應低于二級耐火等級;蒸汽鍋爐額定蒸發量≤4t/h、熱水鍋爐額定出力≤2.8MW時,鍋爐間建筑不應低于三級等耐火等級。

2 油箱間、油泵間和油加熱器間均屬于丙類生產廠房,其建筑不應低于二級耐火等級。當其布置在鍋爐房輔助間內時,應設置防火墻與其他房間隔開。通向其他房間的門窗必須為甲級防火門窗,并應能自行關閉。

3 燃氣調壓間屬于甲類生產廠房,其建筑不應低于二級耐火等級。與鍋爐房貼鄰的調壓間應設置防火墻與鍋爐間隔開,其門窗應向外開啟,并不應直接通向鍋爐間,地面應采用不發火花地板。

燃氣調壓間不得與主體建筑相連或設置在主體建筑之內,和主體建筑的防火間距應符合《建筑設計防火規范》的規定。

10.3.2 鍋爐房的建筑結構設計應符合下列要求:

1 鍋爐房為多層布置時,鍋爐基礎與樓板地面接縫處應采用能適應沉降的處理措施。

2 鍋爐房的柱距、跨度和室內地坪至柱頂的高度,在滿足工藝要求的前提下,應盡量符合現行國家標準《廠房建筑模數協調標準》GB50006-2010的規定。

3 鍋爐房樓板地面和屋面的荷載,應根據工藝設備安裝和檢修的荷載要求確定。提不出詳細資料時,可按表10.3.2選用。

表10.3.2 樓板、地面、屋面荷載

4 單層布置鍋爐房的出入口不應少于2個;當鍋爐前端的總寬度(包括鍋爐之間的過道在內)不大于12m,且面積不大于200m2時,其出入口可只設一個。多層布置鍋爐房各層的出入口都不應少于2個,樓層上的出入口,應有通向地面的安全梯。暖通南社

5 鍋爐房通向室外的門應向外開啟,鍋爐房內的工作間或生活間直通鍋爐間的門應向鍋爐間開啟。

6 鍋爐房應預留能通過設備最大搬運件的安裝洞,安裝洞可與門窗洞或非承重墻結合考慮。暖通南社

7 鍋爐房和其他建筑物相鄰時,其相鄰的墻應為防火墻。

8 油泵房的地面應有防油措施;有酸、堿侵蝕的水處理間地面、地溝、混凝土水箱和水池等,應有防酸、堿措施。

9 鍋爐房內裝有振動較大的設備時,應采取隔振措施。

10 地震區鍋爐房建筑應有抗震措施。

11 需要擴建的鍋爐房,土建設計應考慮便于擴建的措施。

12 鍋爐間宜采用每平米重量不超過120kg的輕型屋頂。否則用作泄壓的天窗、玻璃窗、薄弱外墻的面積之和不得小于鍋爐間占地面積的10%。(包括鍋爐前后左右檢修場地1m)

13 鍋爐房門、窗或外墻上應開設保證鍋爐燃燒所需風量的百葉進風口或其他消音進風口。

14 平臺和扶梯應使用不燃燒的防滑材料。操作平臺寬不應小于800mm,扶梯寬度不應小于600mm,欄桿高度一般不小于1.2m ,平臺和扶梯上方凈高不應小于2m 經常使用的鋼梯坡度宜小于60°。

10.3.3 設置在主體建筑內的鍋爐房,土建設計除應符合10.3.2條的規定外,尚應滿足下列要求:

1 鍋爐房應靠外墻設置,宜有良好的自然通風;與相鄰房間用防爆墻(耐火極限>2h)和現澆樓板(耐火極限>1.5h)隔開。

2 大于100 m2的的鍋爐間應有兩個出口,其中直通室外的不得小于一個。但樓層中屋頂鍋爐間必須有兩個出口通向安全樓梯或從露天平臺通向室外地面的樓梯。

3 鍋爐房的日用油箱間、油泵間應分別用耐火極限≥2h的墻和≥1.5h的樓板與相鄰房間隔開,隔墻上的門應為能自行關閉的甲級防火門(向疏散方向開啟的平開門,且能從任何一側手動開啟)。油箱油泵間應有擋油門檻。

4 鍋爐房設置在主體建筑的首層、地下一層或中間樓層時,外墻開口部位上沿(如門、窗、設備入口等)應設置寬度不小于1.0m的防火挑檐(不燃材料)。

5 鍋爐間泄爆面積不應小于其面積的10%,地上鍋爐房可采用輕型屋頂、門窗等作泄爆面,低于室外地面的鍋爐房可在鍋爐間外墻側開設泄爆豎井。

10.3.4 鍋爐房電氣設計應符合下列要求:

1 磚煙囪和鋼筋混凝土煙囪應設置避雷針或避雷帶,可利用煙囪的金屬爬梯作其引下線,但必須有可靠的連接。

2 鋼煙囪也應設避雷針,當以鋼煙囪自身作引下線時,如果煙囪是用法蘭連接的各段組成,并在法蘭之間有非金屬墊圈時,則應用扁鋼作跨接線焊在法蘭上。

3 應根據當地航空部門的要求在煙囪上設置飛行標志障礙燈。

4 鍋爐房應設置通訊設施。暖通南社

5 鍋爐水位表、鍋爐壓力表,儀表屏和其他照明要求高的部位,應設置局部照明。

6 在裝設鍋爐水位表、鍋爐壓力表、給水泵地點以及其他主要操作區和通道,宜設置事故照明燈。

10.3.5 燃油、燃氣鍋爐房的電氣設計還應滿足下列要求:

1 在燃氣放散管的頂端或其附近應設置避雷針,其針尖應高出管頂3m以上,且其保護范圍應高出管頂1m以上。

2 氣體和液體燃料的管道應設靜電接地措施。其接地導線,可與防雷接地線或電氣系統其他接地線相連,不另設靜電接地裝置。

3 金屬油罐頂板厚度不小于4mm時,可不裝設避雷針,但必須設接地線,接地點不應少于2處。當油罐裝有呼吸閥和放散管時,其防雷設施應符合第1款的規定。

覆土層厚度在0.5m以上的地下油罐,可不設防雷措施,但當有通氣管引出地面時,在通氣管處應作局部防雷處理。

4 燃氣調壓間、燃氣表間、油箱油泵間及鍋爐間應設置可燃氣體濃度報警系統,并和燃氣(染油)進口總管上的緊急切斷閥、相關房間的事故排風機等連鎖,當報警系統啟動時,自動關閉緊急切斷閥,事故排風機立即啟動。

5 設置在民用建筑內的鍋爐房,應設置火災自動報警系統,并接至總消防控制室,消防中心應有顯示其報警器和事故排風機工作狀態的裝置,并能顯示報警點的位置;能顯示緊急切斷閥的啟閉狀態,并能遙控緊急切斷閥啟閉。

10.3.6 鍋爐房采暖通風設計要求

鍋爐房的冬季采暖室內計算溫度應符合表10.3.6的要求,在不經常有人場所,冬季室內計算溫度也不宜低于5℃。

表10.3.6鍋爐房冬季室內采暖計算溫度(℃)

注:1 在有設備散熱的房間,當散熱量不能保證表中規定的溫度時,應設置采暖散熱器。

2 常年運行的鍋爐房,其控制室、化驗室等宜配置夏季降溫設備。

10.3.7 燃油燃氣鍋爐房的通風還應符合下列要求:

1 燃氣調壓間等有爆炸危險的房間,通風換氣數不應小于3次/ h。當自然通風不能滿足要求時,應設置機械通風裝置,按換氣量不小于2次/ h選擇通風設備,其機電應為防暴型。

2 油泵房和貯存閃點≥45℃的易燃油品的地下油庫,除采用自然通風外,油泵房應設有換氣不小于10次/ h的機械通風設置,油庫應設有換氣不小于6次/ h的機械通風裝置。換氣風量可按房間高度為4m計算.

3 設置在地面上的易燃油泵房,當其外墻下部設有百葉窗、花格墻等對外常開孔時,可不設置機械通風裝置。

4 設置在民用建筑內的鍋爐房還應滿足下列要求:

1)鍋爐房應有獨立的送風、排風系統,送風量應大于燃燒所需要的空氣量。

2)控制室、操作室、化驗室、值班室等應根據人數提供足夠的新風量,并宜配置冬季供暖和夏季降溫設備。暖通南社

10.3.8 鍋爐房給水排水及消防設計要求

鍋爐房的給排水設計應符合下列要求:

1 貯存酸堿設備的化學水處理間,應設置給水沖洗裝置。

2 鍋爐排污應設排污降溫池,排污水應降至40℃后方可排入室外排水系統。

3 地下室設備間應設置積水坑并配置排除積水的裝置。

10.3.9 鍋爐房消防設計應符合下列要求:

1 鍋爐房應設置室外消火栓給水系統。

2 獨立設置的燃油鍋爐房應設置蒸汽噴霧或水噴霧消防系統,室外油灌區應根據容量大小及環境情況,設置泡沫滅火設施或水冷卻設施。

3 設置在民用建筑內或與民用建筑貼鄰的燃油、燃氣鍋爐房應符合下列要求:

1)鍋爐間、日用油箱間、燃氣調壓間等應設置蒸汽噴霧或水噴霧系統。

2)應設置火災自動報警和自動滅火系統,并接至消防控制中心。

10.4 鍋爐房煙風系統設計

10.4.1 鍋爐產生1 t/ h蒸汽或0.7MW熱量的風量和煙量可按下表估算

10.4.2 燃油、燃氣鍋爐通風系統的設計要求應符合下列要求:

1 機械通風時,鼓風機應單爐匹配,吸風口不得布置在聚集可燃氣體和有爆炸危險的區域。

2 對于單臺鍋爐出力≥10 t/ h或7MW的鍋爐房,鼓風機和燃燒器宜分開設置,鼓風機宜集中布置在隔音機房內。

3 對于微正壓燃燒的燃油、燃氣鍋爐,鍋爐機組排煙出口后的煙道、煙囪阻力,一般可由煙囪的抽力來克服;當煙囪抽力不足時,應采用下列有效措施:

1)由鍋爐廠家提高燃燒機組和爐膛的燃燒正壓;

2)在排煙系統設置引射排煙設施;暖通南社

3)在排煙系統設置調頻引風機。

4 對于設置在高層建筑內的鍋爐房,應注意核算排煙系統的阻力平衡。當煙囪抽力過大時,應考慮減小煙道、煙囪端面尺寸,提高流速,增加阻力,適應平衡;或在煙道系統設置抽風控制器,調節阻力平衡。

10.4.3 燃油、燃氣鍋爐房的煙道、煙囪設計應考慮下列要求:

1 煙油、燃氣鍋爐的煙道、煙囪應采用鋼制或鋼筋混凝土構筑。

2 在煙道的悶頂、轉彎煙室和容易受爐內爆炸波沖擊的部位,應設置防暴門。

3 煙道防爆門和防爆膜直徑不應小于200mm。防爆門和防爆膜均宜是可靠的定型產品。

4 燃油、燃氣鍋爐的煙囪宜單爐配置。當多爐合用煙道、煙囪時:

1)多臺負壓燃燒的燃油燃氣鍋爐可以合用煙道、煙囪,但在氣流組織設計中應避免互相干擾。

2)燃油、燃氣鍋爐不得合用煙囪、煙道。

3)正壓燃燒鍋爐和負壓燃燒鍋爐之間,不應合用煙囪煙道。

10.4.4 防爆門的布置應遵循些六規定:

1 防爆門應布置在靠近被保護的設備管道。膜板前的短管長度不應大于10倍的短管當量直徑。

2 防爆門宜布置在便于檢修的管斷上,其上方如有維護平臺,應為無孔平臺。

爆炸噴出物應采用引出管,將氣流引至安全地點或室外。

3 帶引出管的防爆門,膜板前的短管長度不大于2倍的端管當量直徑,膜板后的引出管長度不大于10倍的引出管當量直徑。

引出管宜盡量減少轉彎,其截面積不得小于防爆門的截面積。在緊鄰防爆門上方的引出管處設置檢查孔。當引出管引至室外,其端部向上時應裝設防雨罩。

4 防爆門前的短管宜垂直布置,當傾斜布置時,其與水平面的傾斜角不宜小于45°。

5 室外防爆門的膜板面應與水平面成45o的夾角,否則應有防雨雪的措施。

10.4.5 煙風管道穿過墻壁、樓板或屋面時,所設預留孔的內壁與管道表面(包括加固肋及保溫層)之間的間隙,一般為30~50mm,當管道的徑向熱位移較大時,應另加考慮。管道穿過屋面或各層樓板時應有防雨或擋水措施。

鋼制煙風管道中的介質溫度大于50℃或由于防凍需要應給予保溫。保溫層的厚度若小于加固肋的高度,則應對保溫層和加固肋進行調整。對經常操作檢修的管道零部件,如防爆門、人孔、鎖器、手孔等,宜設置維護平臺。平臺一般由格柵板制成,荷載按2kN/m2設計。暖通南社

10.4.6 煙囪設計

新建鍋爐房的煙囪設計應符合下列要求:

1 鍋爐房煙囪高度的規定:

1)燃氣、燃油(輕柴油、煤油)鍋爐煙囪高度應按批準的環境影響報告表要求確定,但不得低于8m。

2)煙囪出口內徑應保證在鍋爐房最高負荷時,煙氣流速不致過高,以免阻力過大;在鍋爐房最低負荷時,煙囪出口流速不低于2.5-3m/s,以防止空氣倒灌。煙囪出口煙氣流速參見10.4.6-1,煙囪出口內徑參見表10.4.6-2。

表10.4.6-1 煙囪煙氣流速表(m/s)

表10.4.6-2 燃油、氣鍋爐鋼制煙囪出口直徑參考值

3)自然通風的鍋爐,煙囪高度除應符合上述規定外,還應保證煙囪產生的抽力,能克服鍋爐機組和煙道系統的總阻力。對于負壓燃燒的爐膛,還應保證爐膛出口處有20-40Pa的負壓。每米煙囪高度產生的煙氣抽力參見表10.4.6-3。

表10.4.6-3 煙囪每米高度產生的抽力(Pa)

4)燃油、燃氣鍋爐煙囪底部應設置泄油裝置或泄水裝置。

10.4.7 對于在不同季節或不同時段熱負荷變化大,煙囪設置可采取下列方案:

1 每臺鍋爐分別設置獨立煙囪;

2 當鍋爐房有多臺鍋爐,但只允許建一座煙囪時,可采取下列措施:

1)將每臺鍋爐獨立的排煙管組成外形一體的組合煙囪;

2)在圓筒形或矩形煙囪內設置隔板,分成各自獨立的流道,分別連通各臺鍋爐的排煙管,構成分流煙囪。

3 在煙囪出口設置能防護高空氣流影響的煙囪帽罩,帽罩結構宜不影響排煙的抬升高度。

10.4.8 鋼煙囪的設計應符合下列要求:

1 鋼煙囪應有足夠的強度和剛度,煙囪壁厚要考慮一定量的腐蝕裕度,當煙囪高度為20~40m,直徑為0.2~1.0m時,無內襯的筒體壁厚取4~10mm,有內襯的壁厚取8~18mm。

2 當煙囪高度和直徑之比超過20時,必須設置可靠的牽引拉繩,拉繩沿圓周等弧度布置3~4根。

3 煙囪與基礎連接部分一般作成錐形,支承板厚度一般為20~40mm。

4 帶內襯的鋼煙囪,內襯可分段支承,每段長4~6m,內襯和筒體之間保持20~50mm的間隙,并應在頂部裝防護環板將內襯蓋住。暖通南社

5 鋼煙囪宜選用由專業廠加工制造的焊制不銹鋼煙

10.4.9 噪聲治理

鍋爐房的噪聲治理應達到現行國家標準《城市區域環境噪聲標準》GB3096-2008和有關衛生標準的規定,見表10.4.9-1和表10.4.9-2。

表10.4.9-1 城市區域噪聲標準[dB(A)]

表10.4.9-2 鍋爐房內噪聲標準

注:本表摘自《工業企業衛生標準》有關用房的噪聲標準。

10.4.10 鍋爐房的噪聲治理,應考慮下列措施:

1 合理布置鍋爐房的設備分區,盡可能將產生噪聲大的設備集中布置,并遠離對環境噪聲要求嚴格的方位和房間。

2 選擇噪聲較低的設備。

3 對風機、多級水泵、燃燒器、傳動機械和其他電動機等高噪聲設備應分別加隔吸聲罩,或集中布置在隔聲間內,隔聲間內應采用隔聲門窗(如雙層真空玻璃窗),墻壁貼吸聲材料等隔聲措施。

4 轉動機械和電動機的基礎,應作成減振基礎,或在設備基座和基礎之間設置隔振器。

5 與轉動機械連接的管道,在連接處用柔性管道或柔性管接頭,管道支架宜采用彈性支架。

6 在鼓風機的吸入口、噪聲設備的隔聲間或隔聲罩的進風口等處宜設置消聲器。

10.5 蒸汽鍋爐房汽水系統設計

10.5.1 鍋爐給水系統

蒸汽鍋爐房的鍋爐一般設置一根給水母管。對常年不間斷供汽的鍋爐房和給水泵不能并聯運行的鍋爐房,應采用雙母管或一泵一爐的給水系統。

10.5.2 同類型且揚程和流量特性曲線相同或相似的給水泵,可并聯運行;類型不同或同類型但流量曲線不同的水泵,不應并聯運行。

10.5.3 鍋爐給水泵的選擇和設置要求:

1 給水泵臺數的選擇,應能適應鍋爐房全年熱負荷變化的要求,且不宜少于2臺。同時并聯運行的給水泵不宜多于4臺。

2 給水泵應設置備用。當最大一臺給水泵停止運行時,其余運行水泵的總流量,應能滿足鍋爐房給水總流量的要求。

3 備用泵的設置應符合下列要求:

1)采用電動給水泵為常用給水設備時,宜采用汽動給水泵為事故備用泵,其流量應能

滿足所有運行鍋爐的額定蒸發量時所需給水量的20%~40%,且不應小于最大一臺電動給水泵:①有一極電力負荷的鍋爐房;②停電后鍋爐停止給水不會造成鍋爐缺水事故的鍋爐房。如有自動保護裝置的燃油、燃氣鍋爐房。

2)采用汽動給水泵為備用泵時,如果不與電動給水泵同時運行,可合用一根給水管,但必須在汽動給水泵的出口加裝止回閥。

4 額定蒸發量≤1t/h、出口蒸汽壓力≤0.7MPa鍋爐,可用注水器作為常用或備用給水裝置。注水器應單爐配置。

5 鍋爐房所需給水總量按下式計算:G=K(G1+G2)

式中:G— 鍋爐房所需總給水量(m3/h)

G1— 所有運行鍋爐在額定蒸發量時所需的給水量(含邊連續排污耗水量)(m3/h)

G2—鍋爐房減溫器、蓄熱器等其他設備所需給水量(m3/h);

K—富裕系數,取k=1.10。

6 給水泵的揚程按下式計算:H=k(H1+H2+H3)

式中 H—給水泵的揚程(m);

H1—鍋爐鍋筒在設計使用條件下安全閥的開啟壓力(m);

H2—省煤器和給水系統的壓力損失(m);

H3—給水系統的水位差(m);

K—裕量系數,一般取k=1.15~1.20。

10.5.4 對于有多臺離心水泵并聯運行的給水系統,并聯運行水泵的總流量小于各水泵單獨運行時流量的疊加。設計時應根據并聯運行水泵總性能曲線核算選用水泵的供水能力,以保證鍋爐房所需要的給水量。

10.5.5 鍋爐房給水箱的設置應符合下列要求:

1 給水箱的數量和容積。季節性運行的鍋爐房,一般只設置一個給水箱,但如果在給水箱內加藥軟化給水時,宜設置兩個給水箱,以便輪換清小船洗。常年不間斷運行的鍋爐房或容量大的鍋爐房應設置兩個給水箱(或除氧水箱)或一個中間帶隔板的可分別進行清洗的隔板水箱。給水箱的總有效容量宜為所有運行鍋爐在額定蒸發量時20~60min所需的給水量(小容量鍋爐房取較大值,大容量的鍋爐房取其較小值)。

2 給水箱應配置下列附件:

1)開式水箱應配置:水位計、溫度計、進出口水管、排污管、益流裝置、排氣管和人孔。水箱頂部安裝高度>1.5m的水箱應設外爬梯,水箱內部高度>1.5m的應設置內爬梯。

2)熱力除氧水箱應配置水位計、壓力表、安全閥(安全水封)、排污管、進出水口、溢流水封裝置、溫度計等,有條件時,還可配置水位變送器、高低水位報警器、壓力變送器等。在水箱底部沿長度方向布置帶孔(Φ4~Φ6)的再沸騰加熱蒸汽管。在兩臺并聯工作的除氧水箱之間應分別設置汽連通管和水連通管,其管徑按除氧水箱制造廠給定尺寸,也可參照表10.5.5選用。

表10.5.5 熱力除氧水箱汽連通管和水連通管管徑

10.5.6 鍋爐給水箱或除氧水箱的布置高度應滿足在設計最大流量且水箱水位最低時,保證給水泵不發生汽蝕。其值不應小于下列四項的代數和:

1 給水泵進水口處水的汽化壓力和給水箱的工作壓力之差;

2 給水泵的汽蝕余量(由制造場提供);

3 給水泵進水管的壓力損失;

4 采用3~5kPa的富裕量。

10.5.7 鍋爐給水系統應配備下列安全保護裝置和控制裝置:

1 每臺給水泵入口應安裝切斷閥,出口依次安裝止回閥、調節閥。

2 鍋爐的每個進水管上應安裝一個截止閥(靠近鍋爐)和一個止回閥。額定蒸發量>4t/h的鍋爐還應裝設自動給水調節閥,并在司爐便于操作的地點裝設手動控制給水裝置。

10.5.8 鍋爐房凝結水系統

蒸汽鍋爐房應盡可能回收凝結水。凝結水系統設計一般應考慮下列原則:

1 根據用戶凝結水的回流方式(如壓力回水、自流回水等),確定鍋爐房內凝結水系統的工藝流程、設備配置,和給水系統的協調。

2 根據用汽設備的性質和凝結水被污染程度,確定是否應設置加藥處理或其他處理裝置。

3 在凝結水支管或總管上應設置過濾器;對被污染的凝結水,應設置監測儀表裝置。

10.5.9 凝結水泵的設置應符合下列要求:

1 凝結水泵不應少于2臺,有一臺備用。當任何一臺停止運行時,其余凝結水泵的總流量應能滿足系統凝結水輸送的要求。

2 選用水泵應能適合所需輸送凝結水的溫度和壓力。

3 當凝結水和軟化補充水在凝結水箱混合后用泵輸送至鍋爐時,運行水泵總流量應能滿足所有運行鍋爐在額定蒸發量下所需給水量的1.1倍。

4 凝結水泵的揚程可按下式計算確定:H=P+H1+H2+H3

式中 H—水泵揚程(m);

P—水泵出口側設備壓力,當凝結水送至開式水箱時,取P=0;當凝結水送至熱力除氧水箱時,取P=2~3m;

H1—凝結水管路系統阻力(m);

H2—凝結水箱最低水位和泵出口側水箱(給水箱或除氧水箱)內最高水位之間的高差(m);

H3—富裕壓頭,取H3=5m。

5 當由凝結水泵直接向鍋爐供水時,其揚程應按給水泵的要求計算。

10.5.10 凝結水箱的設置應符合下列要求:

1 季節性運行的鍋爐房,可設置一個凝結水箱,常年不間斷運行的鍋爐房應設兩個凝結水箱或一個中間帶隔板的可分別進行清洗的隔板水箱。暖通南社

2 凝結水箱的總有效容量按系統20~40min最大凝結水回收量考慮。當軟化水直接進入凝結水箱時,水箱容積應根據水處理設備的設計出力和運行方式適當加大。當設有再生備用設備時,軟化或除鹽水箱的總有效容量宜按30~60min的軟化水或除鹽水消耗量考慮。

3 凝結水箱應配置進出水管、排污管、排氣管等管接頭,還應設置水封溢流裝置、水位計、溫度計、高低水位控制器、人孔等附件,爬梯設置要求同10.5.5條的第2款。

4 凝結水箱和凝結水管應進行保溫。

5 當凝結水溫度高于90℃時,水箱內宜設置冷卻降溫排管。凝結水管的進水口宜接至水箱最低水位以下,但應有防止進水管產生虹吸或倒流的措施。

6 凝結水箱間應有良好的自然通風或機械通風。地下凝結水箱間應設置積水坑和排水設施。

10.5.11 鍋爐房蒸汽系統

鍋爐房蒸汽系統的設計,應考慮下列要求:

1 有多路蒸汽供應時宜設置分汽缸。

2 鍋爐房內運行參數相同的鍋爐,蒸汽管宜采用單母管,對常年不間斷供汽的鍋爐房可采用分段雙母管。

3 每臺鍋爐的蒸汽管母管(或分汽缸)連接時,應安裝兩個閥門,其中一個靠近母管(或分汽缸),另一個緊靠鍋爐汽包(或過熱器出口),兩個切斷之間應有通向大氣的輸水管和閥門,其內徑不得小于18mm。

10.5.12 蒸汽系統安全閥的設置應符合下列要求:

1 鍋爐機組上的安全閥按鍋爐制造廠的規定設置安裝。如發現鍋爐產品配置的安全閥類別、規格或數量不符合《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的規定時,應書面提出,由鍋爐制造廠家選配。

2 蒸汽系統采用的安全閥應選用全啟式彈簧式安全閥或杠桿式安全閥和控制式安全閥(脈沖式、氣動式、液動式和電磁式等)。選用的安全閥應符合有關技術標準的規定。

額定蒸汽壓力≤0.1MPa的鍋爐可采用靜重式安全閥或水封式安全裝置。水封裝置的水封管內徑不應小于25mm,且不得裝設閥門,同時應有防凍措施。

3 對于額定蒸汽壓力≤1.6MPa的鍋爐,安全閥的流道直徑不應小于25mm。(流道直徑與公稱直徑的關系參見表10.5.12)

表10.5.12 安全閥流通直徑和公稱直徑關系表

4 安全閥應裝設排汽管、排汽管應直通安全地點,并有足夠的流通截面積,保證排汽暢通。同時排汽管應予以固定。

如排汽管露天布置而影響安全閥的正常動作時,應加裝防護罩。防護罩的安裝不應妨礙安全閥的正常動作與維修。

安全閥排汽管底部應裝有接到安全地點的輸水管。在排汽管和疏水管上都不允許裝設閥門。

10.5.13 疏水系統

蒸汽系統的下述地點應裝疏水器和疏水管道:

1 在汽水分離器、汽水換熱器、分汽缸等設備的下部、飽和蒸汽管和蒸汽伴熱管的最低點,以及蒸汽管道的鞍形彎曲段等處設置疏水器、疏水管道以及相應的閥門。

2 在蒸汽干管末端、蒸汽立管底部、減壓閥和自動調節閥及流量孔板的兩側應裝疏水閥和疏水管。

3 順坡水平蒸汽干管每隔150-200m,逆坡水平蒸汽干管每隔100-200m,水平蒸汽伴熱管每隔50m左右,應設疏水點,配疏水閥和疏水管道。

10.5.14 疏水器的選擇和安裝應符合下列要求:

1 根據凝結水排量和輸送系統背壓的要求,設計選型。可按下式計算:

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—實際凝結水排量(t/h);

n1—流量安全系數,取 n1= 2-3;

PB—疏水器在確定排量下的背壓,在數值上等于疏水器前的汽水混合物壓力減去疏水器的阻力(MPa)

n2—壓力富裕系數,取 n2 = 1.3-2.0

△P—疏水器到排放終點之間的管道系統阻力(MPa);

H1—排放終點,疏水接受容器內壓力(MPa);

H2—疏水管出口側管道提升高度產生的水柱靜壓力 (MPa)

2 疏水器應水平安裝在蒸汽管道或用汽設備的下方。安裝在蒸汽管道下的疏水器,前方應有直徑較大的存水短管。

3 啟動時有大量凝結水的疏水點,疏水器處應裝旁通管,旁通管和疏水器水平安裝或布置在疏水器的上方,不得布置在疏水器的下方。

4 當疏水器排出的凝結水要提升到其上方的凝結水(疏水)母管時,在疏水器后宜裝一個止回閥,且支管應接至母管的上游。

5 當有多種壓力不同的疏水支管時,宜將壓力相近的支管接到同一疏水母管。對于壓差>0.3MPa的、不同參數的疏水支管,不宜合并輸送,可先引入二次蒸發箱,分離出二次蒸汽后,再合管輸送。

6 疏水管、放水管和排氣管的管徑,可參照表10.5.14選取。

表10.5.14 蒸汽系統疏水管、放水管、排氣管管徑

10.5.15 汽水管道應有一定的坡度,以便放氣、放水和疏水。對于蒸汽管,其坡向應與介質流動方向一致;對于水管的坡向可與介質流動方向一致或相反。坡度應小于0.002。

10.5.16 汽水管道的低點和可能積水處、應裝設疏、放水閥。放水閥的公稱直徑不應小于DN20。

汽水管道的高點應裝設放氣閥,放氣閥公稱直徑可取DN15-20。

10.5.17 汽水管道的流速可按下表選用:

10.5.18 汽水管道的管材選用原則如下:

1 蒸汽鍋爐或有壓熱水鍋爐的蒸汽管、熱水管和鍋爐給水管,應采用無縫鋼管;

2 無壓熱水鍋爐可采用無縫鋼管或焊接鋼管

3 鍋爐排污管、安全閥的排汽管采用無縫鋼管。

10.6 熱水鍋爐房系統設計

10.6.1 有多個供熱點的鍋爐房宜設置分水缸(器)、集水缸(器)。

10.6.2 鍋爐房內連接循環水泵、鍋爐、分(集)水缸的供回水母管宜采用單母管。

運行參數(壓力、溫度)相同的熱水鍋爐和循環水泵可合用一個循環管路系統;運行參數不同的熱水鍋爐和循環水泵應分別設置循環水管路系統。

10.6.3 鋼制熱水鍋爐的熱水出水壓力,不應低于“額定出口熱水溫度+20℃”時的飽和壓力;鑄鐵鍋爐的熱水出水壓力不應低于“額定出口熱水溫度+40℃時的飽和壓力。

10.6.4 熱水鍋爐房循環水系統的設計還應符合下列要求:

1 在循環水泵上游藝機的回水母管上(或水泵進水管上)裝設除污器,在除污器的前后管路上應配置壓力表和切斷閥,并應設旁通管和旁通閥。

2 在循環水泵進出口側的母管之間應設置旁通管,旁通管上裝一個止回閥,其管徑宜和母管徑相近,但旁通管的截面積不得小于母管截面積的1/2,止回閥的安裝方向是在循環水泵停運時,能使進水母管中的水流向水泵的出水母管。

3 在水泵進口側的母管上應設置安全閥。安全閥的排水管可接至開式水箱或排水溝。安全閥宜裝在除污器的出水一側。

4 循環水管路系統的最高處及易聚集氣體的部位,應設置自動排氣裝置;在系統的最低處或低凹處,應設置排水管和排水閥。

10.6.5 循環水泵的總流量應符合下列要求:

1 循環水泵的總流量按下列計算:



(10.6.5-1)

式中 G—循環水泵總流量(t/h);

K1—考慮管網熱損失的系數,取K1=1.05-1.10

Q—供熱系統總熱負荷(W)

C—熱水的平均比熱 [KJ/(kg·℃)]

t1、t2—供熱循環水系統供、回水溫度(℃)

G0——鍋爐出口母管和循環水泵進口母管之間旁通管的循環流量(t/h);不設

旁通管時,取G0 = 0。

2 循環水泵的揚程按下式計算:

H = K(H1 + H2 +H3 +H4) (10.6.5-2)

式中 H— 循環水泵揚程(m)

H1— 熱水鍋爐的流阻壓力降,該值應由鍋爐制造廠提供(5.6MW以下強制循環熱水鍋爐,約為8-15m)

H2— 鍋爐房內循環水管道系統(含分/集水缸和除污器)的壓力損失,根據系統大小可按5-10m考慮;

H3— 室外熱網供、回水管道系統的壓力損失(m)

H4— 最不利的用戶內部循環水系統壓力損失(m)

K— 裕量系數,一般取K=1.05-1.10

3 循環水泵的臺數不應少于2 臺,當一臺停止運行時,其余水泵的總流量應滿最大循環水量的需要。

采用分階段改變流量調節的設計系統時,循環水泵可按各階段的流量、揚程要求配置,其臺數不宜少于3臺。

4 并聯運行的循環水泵,應選用型號相同、流量特性曲線平緩且相同的水泵。

5 循環水泵的承壓能力和耐溫能力,應大于等于循環水系統可能出現的最大壓力和最高溫度。

6 循環水泵宜采用變頻調速水泵。

10.6.6 補給水泵的選擇和設置應符合下列要求:

1 補給水泵的流量,應根據熱水系統的正常補給水量和事故補給水量確定,并宜為正常補給水量的4—5倍。正常補給水量一般按正常系統水容量的1%考慮。初步設計時可按循環水量1%估算。

2 補給水泵的揚程,不應小于補水點壓力加30—50kPa的富裕量。

3 補給水泵的臺數不宜少于2臺,其中一臺備用。

4 補水點的位置一般宜設在循環泵吸入側母管上。

10.6.7 補給水箱設計應考慮下列要求:

1 補給水箱的有效容量,應根據熱水系統的補水量和鍋爐房軟化水設備的具體情況確定,但不應小于1—1.5h的正常補水量。

2 常年供熱的鍋爐房,補給水箱宜采用中間隔板可分開清洗的隔板水箱。

3 補給水箱應配備進、出水管和排污管,溢流裝置、人孔、水位計等附件。

10.6.8 熱水系統定壓設施

熱水系統的恒壓裝置和加壓方式,應根據系統規模、供水溫度和使用條件等個具體情況確定。通常≤95℃的熱水系統可采用高位開式膨脹水箱定壓或補給水泵定壓;高溫熱水系統可采用氮氣加壓裝置或補給水泵加壓裝置定壓。

10.6.9 采用氮氣或蒸汽膨脹水箱作恒壓裝置時,應符合下列要求:

1 氮氣系統應配置可靠的調壓設施。

2 恒壓點一般設在循環水泵進口側,并保證循環水泵運行時,系統不應汽化;停泵時,系統不宜發生汽化。

3 熱水系統宜配置閉式膨脹水罐。

10.6.10 采用高位膨脹水箱作恒壓裝置時,應符合下列要求:

1 高位膨脹水箱與熱水系統連接的位置,宜設置在循環水泵時口母管上。

2 高位膨脹水箱的最低水位,應高于熱水系統最高點1m以上,并應保證循環水泵停止運行時系統不汽化。

3 設置在露天的高位膨脹水箱及管道應有防凍措施。高位膨脹水箱設置自循環水管,應接至熱水系統回水母管上,并與膨脹管接點相距2m以上。

4 高位膨脹水箱與熱水系統的連接管上,不應裝設閥門。

10.6.11 熱水鍋爐水系統的安全閥應按下列要求設置:

1 熱水系統應采用微啟式安全閥。

2 安全閥應裝設泄放管,在泄入管上不允許裝設閥門。泄放管應直通安全地點或水箱,并有足夠的截面積和防凍措施,保證排放暢通。

10.7 鍋爐水處理

10.7.1 水質標準

民用鍋爐房鍋爐給水、鍋水、補給水、循環水的水質,應符合現行國家標準《工業鍋爐水質》(GB/T1576—2008)的規定。

1 蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應采用外化學水處理,水質應符合表10.7.1—1的規定。

表10.7.1—1蒸汽鍋爐水質

注:① 硬度mmol/L的基本單元c(1/2Ca2+、1/2Mg2+),下同。

② 堿度mmol/L的基本單元為c(OH-、1/2CO2-3、HCO-3),下同。

對蒸汽品質要求不高,且不帶過熱器的鍋爐,使用單位在報當地鍋爐壓力容器安全監察機構同意后,堿度指標上限值可適當放寬。

③ 當鍋爐額定蒸發量大于等于6t/h時應除氧,額定蒸發量小于6t/h的鍋爐如發現局部腐蝕時,給水應采取除氧措施。

④ 如測定溶解固形物有因難時,可采用測定電導率或氯離子(Cl-)的方法來間接控制,但溶解固形物與電導率或與氯離子(Cl-)的比值關系應根據試驗確定,并應定期復試和修正比值關系。

⑤ 全焊接構鍋爐相對堿度可不控制。

⑥ 僅限燃油、燃氣鍋爐。

2 額定蒸發量≤2t/h,且額定蒸汽壓力≤1。0MPa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐(如對汽、水品質無特殊要求)也可采用鍋內加藥處理。但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監督,認真做好加藥、排污和清洗工作,其水質應符合表10.7.1—2的規定。

表10.7.1—2 蒸汽鍋爐水質

3 承壓熱水鍋爐給水應進行鍋外水處理,對于額定功率≤4.2MW非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐,可采用鍋內加藥處理,但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監督,認真做好加藥工作,其水質應符合表10.7.1—3的規定。

表10.7.1—3 熱水鍋爐水質

注:1 通過補加藥劑使鍋水pH值控制在10-12。

2 額定功率大于等于4.2MW的承壓熱水鍋爐給水應除氧,額定功率小于4.2MW的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐給水應盡時除氧。

4 直流(貫流)鍋爐給水應采用鍋外化學水處理,其水質按表10.7.1—1中額定蒸汽壓力為>1.6≤MPa2.5MPa的標準執行。

5 余熱鍋爐及電熱鍋爐的水質指標應符合同類型、同參數鍋爐的要求。

10.7.2 鍋爐給水和補給水的軟化處理 暖通南社

鍋爐水處理方式應符合下列要求:

1 選用的水處理方式應符合本節第一部分的規定。

2 處理后的鍋爐給水,不應使鍋爐產生的蒸汽對生產或生活使用造成有害影響。

3 采用鍋爐內加藥水處理時,應符合下列要求:

1)原水總硬度≤4mmol/L(C aCO3表示);

2)應設置必要的加藥設施;

3)應有更于鍋爐經常排泥渣和清洗的措施;

4)原水懸浮物含量≤20mg/L。

10.7.3 鍋爐給水除氧

鍋爐給水和補給水的溶解氧含量應符合第10.7.1條的規定。除氧方式應根據鍋爐類型、給水溫度以及鍋爐房具體條件確定。常用除氧方式有:熱力除氧、真空除氧、解析除氧、還原鐵(海綿鐵)過濾除氧及化學藥劑除氧等方式。

10.7.4 采用熱力除氧應注意下列要求:

1 熱力除氧符合調節有效范圍一般在除氧器設計額定出力的30%~120%。

2 除氧器的進汽管上應裝設自動調壓裝置。調壓器的調節信號應取自除氧頭(器)。運行時保證除氧器內蒸汽壓力在0.02~0.03MPa(水溫約104°C)。

3 除氧器進水管上應裝流量調節裝置,保持連續均勻給水,并保持除氧水箱內一定水位。

4 除氧水箱底部沿長度方向應布置再沸騰蒸汽加熱管。

5 多臺除氧器并聯運行時,在除氧水箱之間應設置汽連通管和水平衡管。

6 除氧水箱的布置高度,應保證鍋爐給水泵在運行中不產生氣蝕。除氧水箱應配置便于操作、維修的平臺、扶梯。設備上方應設置起吊裝置。

10.7.5 采用真空除氧方式應注意下列要求:

1 真空除氧器內應保持足夠的水溫,使除氧器內的水處于飽和沸騰狀態。

2 除氧器的進水管上應配備流量調節裝置;除氧水箱應有液位自動調節裝置,保持水箱內水位在一定范圍。

3 除氧器應配備根據進水溫度調節真空度,或根據真空度調節進水溫度的自動調節裝置。

4 保證除氧氣器內真空度的要點是:

1)根據噴射器設計要求,保證足夠的噴射水(或蒸汽)流量和壓力。

2)在噴射水管上設置過濾器,防止噴射器堵塞。

3)在除氧器抽氣管上安裝常閉電磁閥,并和噴射泵連鎖,停泵時立即關閉電磁閥。

5 除氧器及其除氧水箱的布置高度,應保證給水泵有足夠的灌注頭。除氧設施應設置便于運行維護的平臺、扶梯。其上方宜設置起吊設施。

6 真空除氧系統的設備和管道應保持高度的氣密性,管道連接應采用焊接,盡量減少螺紋連接。

10.7.6 采用化學藥劑除氧應符合下列要求:

1 化學除氧方式只宜用于≤4t/h (2.8MW)的小型鍋爐或作輔助除氧方式。常用藥劑有亞硫酸鈉(Na2SO3)和二硫四氯化鈉。采用Na2SO3除氧時,應監測水中的硫酸根含量。

2 藥劑制配輸送系統的設備和管道必須嚴密防止空氣滲入。

3 采用亞硫酸鈉除氧時,配置液質量濃度一般為5%~10%,溶液箱容積不宜小于一天的藥液用量,壓力式加藥罐容積不宜小于8h的藥液用量。

10.7.7 鍋爐排污

蒸汽鍋爐應根據鍋爐本體的設計情況配置連續排污裝置和管道。定期排污和連續排污的鍋水應在排污降溫池降溫至40℃以下后,才可排入室外管溝或下水道。

采用鍋外化學水處理時,蒸汽鍋爐蒸汽壓力≤2.45MPa 時,單臺容量〈20t/h,鍋爐排污率不宜大于10%。

10.7.8 蒸汽鍋爐的連續排污水的熱量應合理利用。鍋爐房宜根據總的連續排污量設置連續排污擴容器和排污水換熱器。

10.7.9 鍋爐排污管道系統的設計應符合下列要求:

1 鍋爐機組排污管道及其配備的閥門,按鍋爐制造廠成套供貨的產品進行布置安裝。當鍋爐制造廠成套配置的產品不符合《蒸汽鍋爐安全技術監察規定》或《熱水鍋爐安全技術監察規定》的規定時,應按該“規程”的要求選配。

2 鍋爐上的排污管和排污閥不允許用螺紋連接,排污管不應高出鍋筒或聯箱相應排污口的高度。

3 每臺鍋爐應安裝獨立的排污管,并分別接至排污擴容器或排污降溫池。排污管盡量減少彎頭,保證排污暢通,并接到排污冷卻器或排污降溫池。

4 當多臺鍋爐的定期排污管合用排污母管時,在每臺鍋爐接到母管的干管上必須裝設切斷閥,在切閥前宜裝設止回閥。在排污母管上不得裝設任何閥門。

5 鍋爐連續排污管道上應安裝節流閥,在鍋爐出口和連續排污擴容器進口處,應各設一個切斷閥。2~4臺鍋爐可合設一臺連續排污擴容器(又稱連續排污膨脹器),連續排污擴容器上應裝設安全閥。

10.8 鍋爐房燃料系統設計

10.8.1 首層鍋爐房可選用輕油、重油或渣油作為燃料;地下鍋爐房應選用輕油作為燃料,不宜用重油或渣油。

10.8.2 鍋爐房貯油罐的總容量一般宜符合下列要求:

1 火車或船舶運輸:20~30d鍋爐房最大計算耗油量。

2 汽車油槽車運輸:5~10d鍋爐房最大計算耗油量。

3 油管輸送:3~5d鍋爐房最大計算耗油量。

10.8.3 從貯油罐至鍋爐房的輸油系統設計應符合下列要求:

1 從貯油罐輸油至室內日用油箱的輸油泵不應少于2臺,一臺備用。輸油泵的容量不應小于鍋爐房小時最大計算耗油量的110%。

2 在輸油泵進口母管上應設置油過濾器兩臺,一臺備用。油過濾器的濾網網孔,宜符合下列要求:離心泵、蒸汽往復泵前的過濾器網為8~12目/cm;螺桿泵、齒輪泵前的過濾器濾網為16~32目/cm濾網面積宜為其進口接管截面積的8~10倍。

3 油泵房至貯油罐之間的管道地溝,應有防止油品流散和火災蔓延的隔絕措施。

輸油管道宜采用地上敷設。當用地溝敷設時,在地溝進建筑物的連接處應用耐火材料隔斷。

4 重油貯油罐內油的加熱溫度,應比當地大氣壓下的水的沸點低5℃,且比油的閃點低10℃,取兩者中的較低溫度為加熱的最高溫度。

10.8.4 鍋爐房輸油管系統的設計應考濾下列要求:

1 鍋爐房的供油管道一般采用單母管,但長年不間斷運行的鍋爐房供油系統宜用雙母管,每根母管的流量按鍋爐房最大計算耗油量和回油量之和的75%計算。回油母管應采用單母管。

2 輸油管路宜采用無縫鋼管。除設備、附件等連接處需要法蘭連接外,一般都宜采用焊接。管內流速應根據油品粘度,運行安全合理選定。管內一般常用流速可參見表10.8.4。

10.8.4 油品常用流速選用表

3 鍋爐配置機械霧化燃燒器時,在油加熱器之間的管段上應設置油過濾器。其過濾網網目不宜小于20目/cm,濾網流通截面積不宜小于其進口管截面積的2倍。

4 每臺鍋爐的供油干管上,應設關閉閥和快速切斷閥。每個燃燒器前的燃油支管上,應設關閉閥。當設置有2臺或2臺以上鍋爐時,在每臺鍋爐的回油干管上設止回閥。

5 供油管道宜順坡敷設,柴油管道坡度不應小于0.3%,重油管道的坡度不應小于0.4%,但接入燃燒器的重油管不宜坡向燃燒器。

10.8.5 日用油箱的設計應符合下列要求:

1 鍋爐房日用油箱應布置在專用房間,與其他房間的隔墻應是2.0h的防火墻,1.5h的樓板,通往其他房間的門應是甲級防火門。

2 日用油箱的容量輕油不得大于1m3,重油不應超過5m3,油箱設計應符合下列要求:

1)應采用鋼制焊接閉式油箱,油箱上部應設直通室外的通氣管,其出口處應設置阻火器,排氣口應高出屋面1m 以上,與門窗之間的距離不得小于3.5m。

2)日用油箱的進油管和回油管,宜從頂部插入,出口均應位于油箱液位以下(一般插至離油箱底部200mm左右)。

3)油箱上的液位計,宜采用可就地顯示和遠控聯鎖的電子式液位計,不得使用玻璃管液位計。

4)油箱底部應設緊急排空裝置和排空系統。

a 當油箱底部高于室外油罐或其他緊急泄油設施時,泄油管可接到儲油罐或泄油設施,以便緊急泄油;

b 當油箱底部低于室外油罐或其他設施時,泄油系統應設防爆型自動啟閉閥門和防爆型泄油泵。該閥門和油泵應具備就地啟動和在防災中心遙控啟動的功能。

c 油箱排空閥應裝在油箱底部安全和便于操作的地點。

5)油箱底部設置油水分離裝置。

6)油箱進油管上宜裝防爆型自動啟閉閥,并和油箱的液位計聯鎖,當箱內液位達到上限時,自動關閉閥門,低油位時閥門自動開啟進油。

7)當油箱和儲油罐的油位高差,可能產生虹吸作用時,應采取措施避免虹吸。

8)油箱的接管均宜采用無縫鋼管焊接。

10.8.6 鍋爐房供油泵的設置應符合下列要求:

1 集中設置的供油泵不應少于2臺,當一臺停止運行時,其余油泵的總容量不應小于鍋爐房最大計算耗油量和回油量之和。

2 供油泵的揚程不應小于下列各項的代數和:

1)供油系統的壓力降;

2)供油系統的油位差;

3)燃燒器前所需的油壓;

4)適當 的富裕量。

3 不帶安全閥的容積式供油泵(如齒輪泵和螺桿泵),在其出口的閥門前靠近油泵處的管段上,必須裝設安全閥。

10.8.7 燃油鍋爐房的油罐區、日用油箱間、油泵間的所有電力設備和電氣設施,如油泵、事故排風機、電氣儀表、電動電磁閥門、燈具、電氣插座等都應符合《煤氣發生爐設計規范》(GB50195-2013)的規定,正確安裝布置。

10.8.8 燃油鍋爐的爐膛、煙室及煙道均應設置泄爆裝置,泄爆門的位置應有利于泄壓。當泄爆氣流可能危及人員或設備儀表安全時,在防爆門處應裝設泄壓導向管。

燃用重油鍋爐的尾部受熱面和煙道,宜設置蒸汽吹灰裝置和蒸汽滅火裝置。

10.8.9 室內油箱間、油泵間、鍋爐間等處應設置可燃氣體濃度報警系統,該系統應和事故排風機聯鎖。

10.8.10 日用油箱間應有每小時換氣3次的機械通風裝置,燃油泵和日用油箱在同一間時,應有換氣10次的機械通風裝置。暖通南社

10.9 鍋爐房燃氣系統設計

10.9.1 燃氣鍋爐常使用的燃料有人工煤氣、天然氣和液化石油氣。為了安全,盡量不選用液化石油氣,地下鍋爐房嚴禁使用液化石油氣。

10.9.2 燃氣鍋爐的燃氣管道工程技術措施應符合國家標準《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-2006)和地方現行的有關標準和規范。

10.9.3 鍋爐房燃氣系統宜采用低壓(<5kPa)和中壓(<5-150kPa)系統,不宜采用高壓系統。

10.9.4 鍋爐房燃氣引入母管,應在安全和便于操作的地點設置總關閉閥。

10.9.5 鍋爐房燃氣管道宜架空敷設。輸送密度比空氣小的燃氣管道,應裝設在空氣流通的高處;輸送密度比空氣大的燃氣管道,宜裝設在鍋爐房外墻和便于檢測的地點。

10.9.6 每臺鍋爐的燃氣干管上,應裝設關閉閥和快速切斷閥。每個燃燒器前的燃氣支管上,應裝設關閉閥,交換機后串連裝設2個電磁閥。

10.9.7 點火用的燃氣管道,宜從干管上的關閉閥后或燃燒器的關閉閥前引出,并應在其上裝設關閉閥,閥后串連裝設2個電磁閥。

10.9.8 燃氣管道上應裝設放散管、取樣口和吹掃口,其位置應滿足將管首內燃氣或空氣吹凈的要求,放散管應引至室外,其排出口應高出鍋爐房屋脊2m以上,并使放出的氣體不致竄入鄰近的建筑物和被吸入通風裝置內密度比空氣天燃氣放散,應采用高空或火矩排放,并滿足最小頻率上風側區域的安全和環保要求。

10.9.9 燃氣放散管管徑應根據吹掃段的容積和吹掃時間確定。其吹掃量可按吹掃段容積的10-20倍計算,吹掃時間可采用15-20min。鍋爐房燃氣系統放散管管徑可參考下表:

10.9.10 城市燃氣管網供應的鍋爐房應設燃氣計量表,燃氣表不得設在蒸汽鍋爐房內。宜裝設在單獨房間內,度應通風良好,換氣次數不應小于2次/h,環境溫度應在0-40℃之內。

10.9.11 燃氣鍋爐房應設置專用的調壓設施和供氣系統,以保證鍋爐房安全有效運行。燃氣調壓站(間)或調壓箱的設計應符合本《技術措施》第9章的規定。

1 調壓間(站)設置在鍋爐房建筑內時,還應符合下列規定:

1)應設置在靠外墻的單層建筑物內,與相鄰房間用無門窗和洞口的防火墻隔開,建筑耐火等級不低于“二級”,采用輕結構屋頂和向外開啟的門窗,地面為不發生火花的材料,泄爆面積《建筑設計防火規范》的規定。

2)通風換氣次數不應小于2次/h,并設置事故排風設施。

3)所有電氣設施,均應符合《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058-2014中“1區”的設計規定。

2 調壓裝置設置在鍋爐間內時,還應符合下列要求:

1)調壓裝置進氣壓力不大于0.2MPa。

2)調壓裝置與用氣設備的凈距,不應小于3m。

3)電氣照明裝置符合《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范(GB50058)》中“1區”的設計規定。

10.9.12 鍋爐房的調壓間、燃氣表間、鍋爐間以及其他有燃氣設施的房間,應設置可燃氣體濃度報警系統并和相應部位的事故排風機聯鎖控制。

10.9.13 燃氣系統的設備、管道以及煙囪等應設置防靜電、防雷擊的接地裝置。

10.10 常壓熱水鍋爐、真空相變鍋爐房設計

10.10.1 安裝常壓熱水鍋爐、真空相變鍋爐的鍋爐房,均應符合民用鍋爐房設計的基本要求,進行設計。

常壓熱水鍋爐房設計特點

10.10.2 常壓熱水鍋爐一般只宜用于供水溫度≤90℃、總熱負荷較小的低層或多層建筑的供熱系統。當用于高層建筑供熱時,應認真核算其能耗,進行技術經濟分析,合理確定常壓熱水鍋爐供熱方案。

10.10.3 常壓熱水鍋爐的選型除應符合本措施的一般要求外,還應符合:

1 常壓鍋爐的制造廠家必須具備由省(市)級質量技術監督行政部門頒發的、有效期內的“常壓鍋爐制造許可證”,其產品質量和出廠技術文件應符合《常壓熱水鍋爐通用技術條件》(TB/T7985)的各項規定。

2 然油、燃氣的常壓熱水鍋爐應有性能可靠的燃燒裝置和完備的程序控制與安全保護設施。

10.10.4 常壓鍋爐房循環水系統的設計,應有防止鍋爐和高位膨脹水箱“跑水”、循環水泵汽蝕、管道系統產生水擊或振動的有效措施,保證供熱系統安全、穩定經濟運行。

10.10.5 當常壓鍋爐房需要同時向低層建筑和高層建筑供暖或需要兩種不同供水溫度的用戶(如采暖和空調系統)供熱時,可采用帶換熱設備的兩次間接供熱系統。

10.10.6 每臺常壓熱水鍋爐必須有與大氣相通的開孔和通大氣管,其管徑不小于表10.10.6的推薦值。

表10.10.6 常壓熱水鍋爐通大氣管徑

1 通大氣管的布置力求平直,與大氣暢通,管上不得安裝任何閥門。

2 通大氣管的出口應接至安全排放點,如將出口插入水箱水面以下進行水封時,則插入

水面以下的深度一般不超過300mm,管口距箱底或側面凈距不小于400mm。水箱必須為開式,且有可靠的防凍措施。

3 當鍋爐通大氣的開孔處,直接用一短管與一個開式水箱相連時,該水箱的體形大小應與鍋爐協調,水箱上應配備水位計、溢流管等。水箱最高水位不應高于鍋爐頂部1.0m。水箱的安全不得影響鍋爐剛度、強度及熱伸縮。

10.10.7 常壓熱水鍋爐系統循環水泵的流量計算方法與承壓熱水鍋爐房設計相同,見第10.6.5條。

1 常壓熱水鍋爐循環水泵揚程,應按下述情況確定:

1)當鍋爐循環水供熱系統的最高點高于鍋爐的最低水位時,循環水泵揚程按下式計算:

H=h+△h1+△h2+△h3+△h4 (10.10.7-1)

式中 H—循環水泵揚程(m);

h—循環水泵軸線至循環水系統最高點之間的差位(m);當系統采用高位膨脹水箱定壓時,取循環水泵軸線與高位膨脹水箱最高水位之間的位差植(m);

△h1—循環系統最不利環路的供、回水母管的阻力(m);

△h2—循環系統最不利用戶內部的阻力或調節要求壓差值(m);

△h3—鍋爐房內部管道系統阻力(m);

△h4—設計富裕量,取2~5.0m。

2)當鍋爐房設置在供熱系統最高建筑的屋頂,或循環水泵的安裝高度高于供熱系統的最高點時,循環水泵揚程按下式計算:

H=h′+△h1+△h2+△h3+△h4 (10.10.7-2)

式中H、h′、△h1、△h2、△h3、△h4與(1)相同;

h′—循不水泵軸線和鍋爐的最高水位的位差(m)。

3 當鍋爐房設置有多臺鍋爐,熱水系統采用母管制時,循環水泵的流量應考慮與鍋爐出力相匹配,避免在鍋爐啟動時,將鍋爐“抽空”或將水位線降到最低水位線以下。

4 循環水泵安裝在鍋爐的高溫水側,應選用允許進水溫度高于100℃的離心泵。

5 循環水泵的安裝位置,應力求水泵進水口中線比鍋爐最低水位低2.0m。

6 從鍋爐出水口至水泵進水口之間的管道,力求短直、阻力小,水泵進口閥門應采用阻力小的閘閥或球閥,不得使用調節閥。

7 循環水泵不應少于2臺,當其中任何一臺停止運行時,其余水泵的總流量應滿足最大循環水流量的需要。

8 并聯運行的循環水泵,應選用型號和特性曲線相同的水泵。

9 循環水泵宜采用調頻控制。

10.10.8 常壓熱水鍋爐進水管上安裝的阻力調節閥,宜選用調節范圍大的專用阻力調節閥,不宜用閘閥、球閥等調程短的閥門。

10.10.9 常壓熱水鍋爐循環水泵出口、回水管道的啟閉閥進口應設置壓力表;循環水泵入口應設置量程為-0.1~0.06MPa的壓力真空表。

真空相變鍋爐的鍋爐房設計特點

10.10.10 真空相變鍋爐只能為用戶供應水溫≤85℃的熱水,因此只適用于低溫熱水供熱系統;對該類鍋爐的管理按照常壓熱水鍋爐的規定執行,單臺出力限定在2.8MW以內,一般只適用于中、小型鍋爐房。

10.10.11 真空相變鍋爐可根據用戶要求在一臺鍋爐內設置多個熱交換單元,供應不同參數和用途的熱水,但調節管理較復雜,難以同時滿足各系統的運行要求。因此,不宜采用一臺鍋爐內直接供應多個不同供熱參數的系統方案。

10.10.12 真空相變鍋爐的內置熱交換器,當以不銹鋼或銅質管材作換熱元件時,應控制鍋水和循環水的氯、鐵、氨離子及氯化物和氟化物的含量,一般規定如下:

1 對于銅質換熱器,要求水中氯離子C1ˉ含量<200mg/L,氨離子含量NH4+<1.0mg/L,水中殘留氯和鐵均<1.0 mg/L。

2 對于不銹鋼熱交換器,要求水中氯化物離子和氟化物離子的合計含量<200 mg/L。

3 鈦管熱交換器對水質要求不受1、2款條件的限制。

10.10.13 真空相變鍋爐的選型,要特別注意燃燒控制系統和真空調節系統的可靠性,要保證安全裝置(如溶解栓)和監控儀表的質量和先進性。

10.10.14 真空相變鍋爐及其管件的安裝設計應符合下列要求:

1 鍋爐前端離墻凈距應滿足熱交換器檢修拆卸的要求。鍋爐兩側及尾部應有運行操作配套儀表、閥件的通道。

2 鍋爐基座和基礎之間宜設置減振橡膠墊圈,并用螺栓固定。

3 熱交換器的進出水管道應設置支吊架,其重量和熱變形不得影響鍋爐機組的出入口部位,鍋爐不能直接承受扭曲和沖擊。

4 鍋爐熱交換器進出水接口處應設置撓性承壓軟管,爐前管段應采用在拆卸換熱器時可拆卸的法蘭連接。當鍋爐房循環水系統為母管制時,在每根支管的拆卸處應設置切斷閥門。

10.11電鍋爐房設計

10.11.1 電能為高級能源,擬用作供熱熱源時,應根據國家政策和當地條件,并進行技術經濟比較后才可考慮建電鍋爐房作供熱熱源。

10.11.2 電鍋爐房的工藝設計應符合《鍋爐房設計規范》、《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》、《熱水鍋爐安全技術監察規程》、《工業鍋爐水質標準》及其他有關的現行國家標準規范的規定。

10.11.3 供熱電鍋爐房,應按蓄熱式供熱系統設計。并應盡可能使用低谷電、少用平價電、嚴格控制使用峰時電。

對于因條件限制、不能設置足夠容量的蓄熱容器滿足全用低谷電的用戶,在經技術經濟比較后,可按合理比例設計谷電+平電運行方式的部分蓄熱電鍋爐房。

10.11.4 電鍋爐房設計,應力求準確計算供熱系統的最大小時用熱量和全日總熱負荷,作為合理可靠選用設備,確定鍋爐房規模的依據。

10.11.5 直供電熱鍋爐房的設計規模和總熱負荷計算:

蓄熱式電熱鍋爐房的設計規模和總熱負荷應根據用戶供熱系統的熱負荷曲線和蓄熱量比例及鍋爐運行方式合理確定,一般可按下式計算:

10.11.6 鍋爐房蓄熱水箱(罐)總有效容積(V),可按下式計算:

10.11.7 鍋爐房宜采用高溫蓄熱系統,而供熱系統采用較低的供水溫度(室內采暖設計協調);蓄熱水最低運行溫度應比供熱系統(二次水系統)的供水溫度高10℃左右。

10.11.8 電熱鍋爐選型,應綜合考慮下列要求:

1 在鍋爐房布置條件許可時,宜選用制熱蓄熱一體化、蓄熱溫度高的承壓電鍋爐。

2 電鍋爐應配備高質量、使用壽命長的電熱元件;電熱元件組件應裝卸方便,且配置有逐級投入—退出的步進式控制程序,在啟動和運行中,不致對電網造成沖擊。

3 電鍋爐應具有先進完善的自動控制系統,應配置安全可靠的超溫、超壓、缺水、低水位等參數的自動保護裝置。電路系統應配備過流、過載、缺相、短路、斷路等項目的自動保護裝置。在保護裝置動作時應有相應的報警信號顯示。

4 電鍋爐應配置完整閥件儀表,宜配備可靠的輔助設備。

5 電鍋爐的單臺容量應和電力變壓器的容量相匹配。同一臺鍋爐不宜由多臺變壓器供電。但多臺小容量電鍋爐及其他電氣設備可共用一臺變壓器。單臺鍋爐的功率不宜大于2.4MW。

6 鍋爐房宜設置兩臺或兩臺以上的電鍋爐。

蓄熱電鍋爐房的蓄熱水溫度,在運行中會不斷降低,為保證供熱系統供回水溫度要求,可采用如下控制措施:

1)對于由蓄熱水直供的熱系統,可調節循環水泵進水側回水量和蓄熱水量比例達到供水溫度要求。對于電熱鍋爐直供的供水溫度可通過改變電熱管組投入數量自動調節供水溫度。

2)對于蓄熱水(含邊蓄邊供)和供熱水各自分開的鍋爐房熱力系統,可調節通過熱交換器的一次水流量,控制一、二次水之間的熱交換量,達到二次水的供水溫度要求,對一次水的流量調節宜采用如下措施:

a 一次水循環水泵選用變頻調節水泵。根據二次水供水管上溫度傳感器的輸入信號進行調頻,使水泵在換熱要求的流量工況下運行。

b 一次循環水泵的進水側管道上設置電動調節閥或自力式調節閥,根據供熱系統供水或回水管上的溫度傳感器輸出的信號,按設頂參數要求,調節閥開度,控制進水流量。

10.11.10 專用于蓄熱時驅動電熱鍋爐和蓄熱水箱之間的循環水泵設置,應符合下列要求:

1 水泵允許介質溫度,應比鍋爐額定出水溫度高10~15℃。

2 水泵流量:按電鍋爐額定出力條件下,進出水溫差為10℃時,計算流量的1.1倍考慮(當鍋爐制造廠另有規定時,按鍋爐廠規定)。

3 水泵揚程:按該循環系統中電鍋爐、蓄熱水箱及管路系統三部分的阻力之和,再加2~5m的富裕壓頭。

4 循環水泵不宜少于兩臺,當其中任何一臺停止時,其余水泵的總流量應滿足大循環水流量的需要。

5 并聯運行的循環水泵應為相同型號。暖通南社

10.11.11 兼作蓄熱水泵和高溫水(一次熱水)側循環水泵使用時應符合下列要求:

1 水泵允許工作介質溫度,應比鍋爐額定出水溫度高5~10℃。

2 循環水泵臺數:對低溫蓄熱的鍋爐房,不宜少于2臺,對于高溫蓄熱的鍋爐房不宜少于3臺;當其中任何一臺停止時,其余水泵的并聯運行總流量應能滿足最大循環水流量的要求。

3 循環水泵并聯運行的總流量按下列兩種計算值較大值的1.1倍考慮。

1)電熱鍋爐額定出力條件下,進出水溫差為10℃的計算流量。

2)按熱交換系統所有換熱器在額定出力條件下,換熱器中高溫水(即蓄熱水)的進出口溫差為15℃,且高溫水的出口溫度比二次供熱水回水溫度高5~10℃時的高溫水計算流量。

4 循環水泵的揚程,按該循環水系統中最大流量時電鍋爐、換熱器、蓄熱水箱等項的內部水流阻力和管道系統的阻力之和,再加2~5m的富裕壓頭確定。

5 并聯運行的循環水泵應為相同型號。

10.11.12 蓄熱水箱(罐)的設計應符合下列要求:

1 蓄熱水箱宜采用鋼質材料、焊接加工制造。

2 蓄熱水箱(罐)應有足夠的強度和剛度,常壓水箱(罐)的設計制造應符合《鋼制焊接常壓容器》(JB/T7435)的規定;承壓蓄熱水箱(罐)的設計制造應符合《鋼制壓力容器》(GB150)的規定。

3 蓄熱水箱(罐)應配置進出水管、排污管、水位計、溫度計等。常壓水箱(罐)還應設置溢流管。承壓水箱(罐)還應配置壓力表、安全閥及相關的溫度、壓力傳感器。各種管接頭和測試點的位置應合理布置,保證蓄熱和共熱時箱內水流和溫度場分布合理。

4 蓄熱水箱應配置檢修人孔,必要時還應配置內外爬梯。水箱內部應考慮設置在蓄熱時防止進出水流短路、運行時防止箱內溫度場不合理的措施(布水器)。

5 蓄熱水箱(罐)內外表面應刷防銹油漆,外表面應保溫。其保溫外殼表面溫度宜控制在25~30℃左右,室外設置的蓄熱水箱(罐)還應有可靠的防雨防凍設施。

6 鍋爐房蓄熱水箱不宜少于2個。大型方形水箱可設計成隔熱水箱,以便于水流加溫和分段排污和檢修。暖通南社

12.11.13 電鍋爐房的位置宜靠近本地區或部門的總變配電站,當鍋爐單獨設置變配電設備時,鍋爐房和變配電設施宜靠近高壓電網布置。

10.11.14 電熱鍋爐房的電氣設計應符合下列基本要求:

1 電熱鍋爐房宜按一、二級負荷設計。

2 電鍋爐額定工作電壓一般為380V,工作電壓的波動應控制在90%~100%的范圍內。

3 電熱鍋爐和大型用電設備應設置可靠的接地裝置。

4 對危及工作人員安全或電熱裝置正常運行的靜電荷,應采取接地、屏蔽或提供足夠距離等措施。

5 電鍋爐房對電氣設計的其他要求和一般鍋爐房相同。

10.11.15 電熱鍋爐房對土建、通風采暖和給排水設施的要求與其他鍋爐房設計的通用要求基本相同。

10.12 鍋爐房的熱工監測和熱工控制

10.12.1 熱工監測

市場上凡具備由省(市)級質量技術監督行政部門頒發的制造許可證的整裝式鍋爐,均配有必備的熱工監測儀表。至于汽水流管路上的熱工監測儀表應按規范規定設置。

10.12.2 熱工控制

鍋爐房下列設備和工藝系統應設置自動調節或遠距離控制裝置:

1 蒸汽鍋爐應設置給水自動調節裝置。其中額定發量≤4t/h的鍋爐,可設位式給水自動調節裝置;額定蒸發量≥6t/h的鍋爐,宜設連續給水自動調節裝置。采用備用電動給水泵宜裝設自動投入裝置。

2 熱水系統應設置自動補水裝置;加壓膨脹水箱應設置水位和壓力自動調節裝置。

3 熱交換站(間)宜設置加熱介質流量自動調節裝置。

4 熱力除氧設備應設置水位自動調節裝置和蒸汽壓力自動調節裝置。

5 真空除氧設備應設置水位自動調節裝置和進水溫度自動調節裝置。

6 噴水式減溫裝置宜設置蒸汽壓力和溫度自動調節裝置。

7 燃油、燃氣鍋爐宜裝設燃燒過程自動調節裝置(微機控制)。整套鍋爐的自動控制或者同一鍋爐房內多臺鍋爐綜合協調自動控制,宜采用集散控制系統。

8 蒸發量≥6t/h或熱功能≥4.2MW的鍋爐,宜設置風機進風門的遠距離控制裝置。

9 電力驅動的設備、閥門和煙風道閥門可按需要設置遠距離控制裝置。

10 重油輸配系統的油罐、油加熱器應裝設油溫自動調節裝置。

11 熱力除氧設備應設置水位自動調節裝置和蒸汽壓力自動調節裝置。

12 真空除氧設備應設置水位自動裝置和進水溫度自動調節裝置。

13 燃油燃氣鍋爐,應設置點火程序控制和熄火保護裝置。

14 鍋爐最低進水溫度應進行控制。

10.12.3 鍋爐房的下列設備和工藝系統應設置電氣連鎖裝置:

1 燃油、燃氣鍋爐,應設置下列電氣連鎖裝置:

1)鼓風機故障時,自動切斷燃料供應;

2)燃油、燃氣壓力低于規定值時,自動切斷燃油或燃氣供應。

2 燃油、燃氣鍋爐對其燃燒供應系統和通風系統的設備,應按程序控制要求,實現自動連鎖控制。

3 鍋爐的鼓風機和引風機之間,應設置自動連鎖裝置。啟動時先開引風機,停機時先停鼓風機。

10.12.4 鍋爐房的下列設備和工藝系統應設置自動保護裝置:

1 蒸汽鍋爐應設置極限低水位保護裝置,蒸發量≥6 t/h的鍋爐,應設置蒸汽超壓保護裝置。

2 熱水鍋爐應設置在鍋爐運行壓力降低道熱水可能氣化、水溫升高超過規定值或循環水泵突然停止運行時,能自動切斷燃料供應和停止鼓、引風機運行的保護裝置。

3 燃油、燃氣鍋爐應設置點火程序控制和熄火保護裝置。

10.13 熱交換站

10.13.1 熱交換站的規模和站房設計

熱交換站的規模和站房位置及站房數量,一般應考慮下列原則:

1 熱交換站的規模應根據用戶長期總熱負荷確定。分期建設的小區或企業,應統一考慮熱交換站的位置和站房建筑,工藝系統和設備可一次或分期設計安裝。

2 對于小區采暖用的熱交換站可一次或分期設計安裝。

3 自然地形高差大的小區或企業,宜根據管道布置條件和設備承壓能力,部分集中分區設置熱交換站。

4 燃油、燃氣鍋爐房提供熱源時,供熱半徑及換熱站規模不宜過大。

10.13.2 熱交換站的位置,一般應考慮下列要求:

1 熱交換站宜靠近熱負荷中心,站房可以是獨立建筑,也可附設在鍋爐房或其他建筑物內。

2 當用戶需同時建鍋爐房和熱交換站時,兩者合建,可共用水處理設備和輔助用房,且鍋爐的連續排污熱水可用作循環水系統的補充水。

10.13.3 熱交換站站房設置要求:

1 獨立的熱交換站應根據其規模大小、設置熱交換間、水處理間、控制室、化驗室和運行人員必要的生活用房(如廁所、浴室、值班室等)。

對于兼作小區維修中心的站房,還應考慮設置維修間和存放備用設備、儀表、閥件及維修工具的貯存間。

2 設備用房的凈高,應滿足安裝、檢修時起吊設備的空間和管道安裝的需要。熱交換間高度不宜小于3.0m。

3 設備用房的面積,應保證設備之間有運行操作通道和維修拆卸設備的場地。管殼式換熱器前端應留有抽卸管束需要的空間;板式換熱器側面應留有維修拆卸板片墊圈的空間,設備運行操作通道凈寬不宜小于0.8 m。

4 熱交換站宜有良好的通風散熱條件,當自然通風不能滿足排熱通風要求時,應設置機械通風。

5 站房設計應考慮預留設備安裝出入口。

10.13.4 熱熱交換站的工藝設計

熱交換站熱力系統設計,應符合下列要求:

1 熱力系統加熱介質一側的設計應考慮下列要求:

1)加熱介質在進入熱交換站的入口總管上應設置切斷閥、過濾器、流量計等設備。有條件時應安裝熱量計。

2)由熱源來的加熱介質工作壓力高于熱交換站設備的承壓能力時,在入口總管上應設置減壓閥,減壓閥后應配置安全閥,安全閥泄壓管出口應引至安全放散點。

3)當加熱介質來自市政管網,而入口處資用壓頭小于熱交換站內的系統阻力時,應在取得市政熱力主管部門的同意后,設置管道增壓泵,必要時,對增壓泵進行調頻控制,保證回水壓力符合市政管網運行要求。

4)每臺熱交換器的加熱介質出入口管道上應裝切斷閥,在入口管道上一般還應裝自力式流量調節閥,以便根據被加熱介質出水溫度要求控制調節加熱介質的流量。

5)當加熱介質為蒸汽時,凝結水的出水溫度和回流水壓應符合熱源(或市政)管理部門的規定。從節能考慮,凝結水溫度宜在熱交換站內降至85℃以下,當選用的汽水換熱器凝結水出口溫度達不到這一要求時,宜在汽水換熱器后串聯設置水-水換熱器,并在汽水換熱器出口管上裝設配水器。

6)當加熱介質為高溫熱水時,換熱站的回水溫度也應符合熱源主管部門的要求。

2 熱力系統被加熱介質側的設計應符合下列要求:

1)熱交換站被加熱水的供熱參數(溫度、壓力)應符合用戶設備的運行要求。

2)當一個熱交換站需要供應多種不同參數或不同水質要求的熱水時,可根據需要設置多個不同的熱交換系統分別滿足不同用戶的需要。

3)當然交換站需要向外供應多路循環水時,宜設置分水器和集水器。分水器和集水器的每根進出口水管上均應裝切斷閥,還應配置安全閥、排泄閥及溫度計、壓力表等附件。

4)循環水泵的進口側回水管(或母管)上應設置過濾器,過濾器前后應設置切斷閥和旁通管。

5)循環水泵進出口側的母管之間應設置旁通管,旁通管管徑宜與母管相近,當布置困難時,可用較小管徑,但其最小截面面積不得小于母管截面積的1/2,旁通管上安裝止回閥,止回閥安裝方向是在水泵停運時,進水母管中的水能流向出水側母管。

10.13.5 熱交換站循環水和補給水的水質,以及水處理設施的選定,應根據有關規范、用熱設備及用戶的使用要求確定,一般按下述原則考慮:

1 為采暖、空調用戶供熱的系統,其補給水一般應進行軟化處理,宜選用離子交換軟化水設備。對于原水水質較好,供熱系統較小,且用熱設備對水質要求不高的系統,也可采用加藥水處理或電磁水處理。

熱交換站水質標準可參照表10.13.5執行

表10.13.5 水質標準

2 對于為加熱生活用熱水或其他非循環使用的熱水的加熱系統,當直接使用的原水(自來水或自用井水)硬度很高,容易在熱交換系統或使用設備中嚴重結垢時,可采用電磁水處理或采用局部鈉離子交換,適當降低進水硬度。

3 當用熱設備或用戶對循環水的含氧量有規定時,熱交換站的補給水系統應設置除氧設施,可采用真空除氧、解析除氧或還原鐵除氧等方式,系統設計參見本章水處理部分。

10.13.6 熱交換站的各個循環系統,都應配備各自的定壓裝置和相關設備,定壓系統設計參考地10.6.8~10.6.10條。

10.13.7 汽—水熱交換站,應設置凝結水回送系統,其系統設計應考慮下列要求:

1 當凝結水溫度≤80℃時,可采用開式凝結水箱收集各換熱設備的凝結水,然后用水泵送回鍋爐房或熱源的市政凝結水回收母管。開式凝結水箱的容量可按20~40min儲水量考慮。水箱上的人孔應密封關閉,溢流管應配水封,排氣管應接至室外。

2 當凝結水溫度>80℃時,應采用閉式凝結水罐收集凝結水,然后用凝結水泵送回熱源。凝結水罐應按壓力容器設計制造,應配備安全閥和水位計。凝結水收集裝置宜選用定型產品。

3 凝結水泵應設有備用。凝結水罐和凝結水泵的承壓、承溫能力,應符合系統使用條件。

10.13.8 熱交換站工藝系統安全裝置設置要求:

1 當加熱介質入口處設置有減壓閥時,減壓閥后應裝安全閥。

2 熱交換器被加熱水的殼程應設置安全閥。

3 閉式凝結水罐、閉式定壓膨脹水罐、分汽缸、分集水器等容器上一般宜設置安全閥。

4 循環水泵進水側母管上應設置安全閥(當集水器上已配安全閥時,此處可不再裝安全閥)。

5 水路系統的安全閥,應選用微啟式彈簧安全閥。蒸汽系統的安全閥應采用全啟式彈簧安全閥。暖通南社

10.13.9 主要設備的選擇與計算

交換器選型,應考慮下列基本原則:

1 換熱器的設計參數和適用介質,應符合熱交換站的使用要求。

2 熱交換器的單臺出力和配置臺數組合結果應能滿足熱交換站的總供熱負荷及其調節的要求。

在滿足用戶熱負荷調節要求的前提下,同一個供熱系統中的換熱器臺數不宜少于2臺,也不宜多于5臺;

一般采暖、空調用的換熱系統,可不設備用換熱器。但當其中一臺停用時,其余換熱器的換熱量應能滿足75%總計算熱負荷需要。

3 汽水換熱系統,宜選用管殼式換熱器,并宜選用在設計滿負荷下,能將凝結水出口水溫降至85℃以下的產品。

當選用凝結水出口溫度為飽和水溫或溫度超過100℃的汽水換熱器時,宜在其汽水換熱器后再串聯設置水—水換熱器,以將凝結水溫度降至85℃以下。

4 水—水換熱系統可采用板式換熱器或管殼類換熱器。

5 換熱器選型計算:

1)熱交換站總計算熱負荷:

(10.13.9—1)

k—考慮室外管網損失的系數,取值范圍1.05~1.10,供熱半徑長的室外熱網采 用較大的系數。

2)當加熱介質為熱水時,其總流量按下式計算:

k—考慮室外管網損失的系數,取值范圍1.05~1.10,供熱半徑長的室外熱網采 用較大的系數。

2)當加熱介質為熱水時,其總流量按下式計算:

10.13.10 循環水泵的設置和選型參考第10.6.5條;補給水泵的設置和選型參考第10.6.6條。

10.13.11 熱交換站工藝系統應按表10.13.11的規定設置熱工監測儀表和熱工控制儀表。

大型熱交換站宜設置微機控制系統。

10.13.11 熱交換站熱工參數監測控制項目

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