某项目燃煤改燃气锅炉房设计.docx

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某项目燃煤改燃气锅炉房设计

某项目燃煤改燃气锅炉房设计

1、总平面布置

1.1总平面布置

本工程锅炉房位于XXXXXXXX厂区西南角，为框架结构单层建筑。

占地面积475m2，建筑面积475m2，火灾危险性分类为丁类，建筑耐火等级为二级。

项目东侧为空地，南侧为厂区院墙，西侧为绿地水塘，北侧为厂区钢材库，与新建锅炉房项目直线距离14m；项目东北侧为厂区发酵车间，为单层建筑，与锅炉房直线距离32m。

与相邻建筑距离满足《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第3.4.1条表3.4.1的规定。

锅炉房共设有三个直通室外出口，其中锅炉间设两个直通室外出入口，满足相关规范及使用要求。

1.2环境景观和绿地布置

新建燃气锅炉房北侧厂区主干道，是厂区环境景观的重要部分，本工程设计在满足锅炉房建筑工艺要求的同时，注重环境设计，为美化厂区创造条件。

在锅炉房厂区西侧为现状绿地水塘，东侧为现状空地，为建筑周边绿化预留了充分条件，根据厂区环境设计效果，可结合具体的使用功能有重点的进行绿化树种的选择。

在建筑前区以草坪绿地为主。

点缀观赏性强的花卉、灌木。

1.3竖向设计

（1）锅炉房场地竖向设计依据：

场地标高和市政管网现状，采用雨污分流。

（2）锅炉房建筑内的污水及废水由污水﹑废水管排入室外经化粪池处理后排入市政污水管网。

（3）锅炉房场地内地表雨水排放采用雨水井，汇集到地下管网，最终排入城市管网。

1.4交通组织

厂区道路联通锅炉房三个直通室外出入口，将厂区的锅炉间、燃气调压柜等按厂区整体规划布局和工艺要求布置在建筑前厂区道路内。

出入口设于锅炉房两侧立面方向，便于市场生产使用及安全疏散。

2、装机方案

根据目前厂区燃煤锅炉房蒸汽实际需要负荷确定将厂区现有2×10t/h，1×4t/h燃煤蒸汽锅炉替换为3台燃气蒸汽锅炉，其中2台额定蒸发量3t/h，1台额定蒸发量2t/h，均配套低氮燃烧器。

常规状态下开启燃气蒸汽锅炉1台，额定蒸发量3t/h（一用一备），根据负荷情况再增开1台额定蒸发量2t/h的燃气蒸汽锅炉，最大负荷时为3台锅炉全开使用。

锅炉额定蒸汽压力：

1.25MPa。

额定蒸汽温度：

184℃。

3、主机技术条件

对本项目锅炉的生产厂家，必须具备自主生产3t/h及以上容量燃气蒸汽锅炉的能力和运行经验。

要落实国家关于贯彻执行《锅炉节能技术监督管理规程》和《工业锅炉能效测试与评价规则》的有关意见。

对锅炉生产单位的要求：

（1）对已经通过锅炉设计文件鉴定的锅炉设计文件，应当按照《锅炉节能规程》的要求，及时增加相应的节能设计内容，采取有效措施保证出厂的锅炉产品能效达到规定能效指标要求。

（2）应按照《锅炉节能规程》的要求向使用单位提交锅炉产品能效测试报告。

有条件的单位应当尽量在出厂前完成锅炉能效测试；需要在现场进行能效测试的，应当在规定的时间内进行测试，并将测试时间安排告知办理使用登记的质量技术监督部门。

燃气锅炉技术参数：

（1）3t/h燃气热水锅炉

额定蒸发量：

3t/h

额定蒸汽压力：

1.0MPa

额定蒸汽温度：

184℃

锅炉设计热效率：

100.8%

燃烧方式：

微正压

给水温度：

20℃

排烟温度：

≤140℃

适用燃料：

天然气

天然气燃料消耗量：

<232Nm3/h

锅炉NOX排放浓度：

≤100mg/Nm3

工作噪音<50dB（A）

（2）2t/h燃气热水锅炉

额定蒸发量：

2t/h

额定蒸汽压力：

1.0MPa

额定蒸汽温度：

184℃

锅炉设计热效率：

100.6%

燃烧方式：

微正压

给水温度：

20℃

排烟温度：

≤140℃

适用燃料：

天然气

天然气燃料消耗量：

<155Nm3/h

锅炉NOX排放浓度：

≤100mg/Nm3

工作噪音<50dB（A）

锅炉给水水质经软水处理后满足GB/T12145-2008的相关要求。

锅炉自带运行自控系统，并能实现多台联控。

4、热力系统

4.1蒸汽、凝结水和锅炉排污系统

根据本项目燃气锅炉房确定的热负荷及装机方案，锅炉房安装2台3t/h燃气蒸汽锅炉和1台2t/h燃气蒸汽锅炉，正常生产时为两台3t/h燃气蒸汽锅炉一用一备，视生产用热需求确定锅炉的开备数量。

最大负荷三台锅炉全部开启使用。

单台锅炉额定蒸汽压力为1.25MPa，蒸汽为饱和蒸汽，蒸汽温度为184℃。

1、蒸汽系统

锅炉房蒸汽管道采用锅炉主蒸汽管分别接入分汽包的系统方式，生产工艺用蒸汽、采暖季换热器用蒸汽可根据用气量大小直接从分汽包上接出，分汽包上设两个用汽接口，分别为工艺用汽接口、采暖用汽接口（供厂区采暖换热设备）。

生产车间内蒸汽计量和减压装置利用现有设置，不需重复购置。

分汽包上另设一支蒸汽管供热力除氧设备，蒸汽管上设减温减压装置。

分汽包供汽压力为1.25MPa，供蒸汽温度为184℃。

蒸汽系统疏水均排至连续排污膨胀器，除氧器溢流水经水封装置与放水管一起接至连续排污膨胀器。

2、凝结水系统

生产工艺用蒸汽的凝结水拟做回收利用，即凝结水经回水管进入软水箱供锅炉系统使用。

3、锅炉排污系统

锅炉排污系统包括连续排污与定期排污。

本项目锅炉房内三台锅炉共用1台连续排污膨胀器，定期排污则通过锅炉定排管直接排入除渣沟最后进入排污降温池。

锅炉下联箱的紧急放水接至本炉的定排管上。

锅炉连续排污量最大按10%计算，经换热回收后，排污冷凝水温度降至65℃，排入排污降温池，在排污降温池内降至排放标准后排至市政污水管网。

4、化验取样冷却器

本项目为三台锅炉以及除氧器分别配备化验取样冷却器，共设置四台，分别与污水管网连接。

4.2锅炉給水系统

锅炉给水系统由全自动软水器、软水箱、除氧水泵、除氧器、除氧水箱、给水泵等组成。

锅炉给水系统原水为市政自来水，经全自动软水器处理后至软水箱，再经除氧水泵将软化水打入除氧器，除氧后的达标水再由给水泵送至锅炉节能器，水在锅炉节能器内与烟气进行热交换，换热后送至锅炉进水口。

锅炉节能器的热效率一般为锅炉运行最大负荷（8t/h）的5~6%，总热回收量500kW，锅炉给水温度提升30℃，给水经换热后进入锅炉系统。

三台锅炉共用一台全自动离子交换器，为双头双控；除氧水泵共设两台，一用一备，给水泵共设六台，均为一用一备。

除氧器选用全自动过滤式除氧器，为三台锅炉共用一套设备。

4.3辅助设备

4.3.1除氧设备

技术参数

形式

全自动过滤式除氧器

流量

11t/h

进水温度

10~15℃

工作压力

0.02MPa（g）

水箱有效容积

2.4×1.5×1.5=4m3

4.3.2锅炉给水泵

技术参数

形式

电动给水泵

流量

Q=3.6m3/h

进水温度

105℃

扬程

H=145m

配套电机功率

N=5.5kW

技术参数

形式

电动给水泵

流量

Q=2.4m3/h

进水温度

105℃

扬程

H=172m

配套电机功率

N=4kW

4.3.3软水泵

技术参数

形式

除氧水泵

流量

Q=11m3/h

进水温度

20℃

扬程

H=28m

配套电机功率

N=5.5kW

4.3.4软化水装置

技术参数

形式

全自动软水器

处理量

Q=6~8m3/h

进水温度

10~20℃

工作压力

H=0.22MPa

配套电机功率

N=25W

4.3.5锅炉房主要设备列表

表5-1锅炉房系统主要设备列表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

燃气蒸汽锅炉

WNS3-1.25-Q，D=3t/h

额定蒸汽压力1.25MPa，

额定蒸汽温度184℃，

热效率＞92%

台

2

正常生产时为1用1备，视生产供热需求确定开启台数

锅炉本体仪表阀门

锅炉厂家配套

套

2

燃烧器（配套鼓风机）

N=7.5kW，15~20kPa

套

2

节能器

锅炉厂家配套

套

2

2

燃气蒸汽锅炉

WNS2-1.25-Q，D=2t/h

额定蒸汽压力1.25MPa，

额定蒸汽温度184℃，

热效率＞92%

台

1

锅炉本体仪表阀门

锅炉配套

套

1

燃烧器（配套鼓风机）

N=4kW，15~20kPa

套

1

节能器

锅炉厂家配套

套

1

3

锅炉给水泵

Q=3.6m3/h，H=145m，N=5.5kW

台

4

2用2备

4

锅炉给水泵

Q=2.4m3/h，H=172m，N=4kW

台

2

1用1备

5

分汽包

Φ250mm

个

1

6

烟囱

Φ700，h=12m（由环评定）

根

1

钢制

7

全自动软水器

Q=6~8m3/h，N=25W

台

1

双头双控

8

软化水箱

2.4m×1.5m×1.5m（h），V=4m3

座

1

9

除氧泵

Q=11m3/h，H=28m，N=5.5kW

台

2

1用1备

10

全自动过滤式除氧器

V=7~9m3/h

套

1

11

除氧水箱

2.4m×1.5m×1.5m（h），V=4m3

座

1

12

冷却取样器

Φ254mm，P=1.25MPa

套

4

分别与三台锅炉及除氧器一对一运行

13

连续排污膨胀器

Φ500mm，V=0.7m3

套

1

14

低噪声壁式轴流风机

Q=9500m3/h，N=2.2kW

台

2

防爆型

15

低噪声壁式轴流风机

Q=1600m3/h，N=0.25kW

台

1

防爆型

16

燃气调压柜

调压柜后管道设计压力为15~20kPa（中压B）

燃气量：

700Nm3/h

座

1

4.3.6原锅炉房拆迁工程量表

表5-2原燃煤锅炉房拆迁工程量表

序号

拆改项目

单位

规格尺寸

工作内容（包含垃圾清理及运输至指定地点）

拆改工程量

一

锅炉房拆除

1

屋顶防水

㎡

防水卷材、油毡拆除

460

2

屋顶水泥板

㎡

水泥板拆除

460

3

屋顶承力板

30×6000

48根承立板拆除

4

屋顶水泥粱

套

3套水泥粱拆除

5

红砖墙

延米

水泥红砖墙拆除

342

6

塑钢窗

㎡

1500×3000

40副窗框、窗体拆除

180

7

彩钢门

㎡

3000×6000

2副门框、门体拆除

36

8

配电操作室

㎡

3500×4200

屋顶彩钢板拆除

14.7

9

配电操作室门

㎡

800×2000

门框、们体拆除

1.6

10

立柱

根

立柱拆除

11

出渣机基础

m³

出渣机基础拆除

10

12

烟道

m³

烟道墙体拆除

158

13

烟道基础

烟道基础拆除

14

烟筒

m³

Ø4500×45000

红砖砌烟筒拆除

716

15

烟筒基础

Ø4500

基础拆除

16

锅炉基础

㎡

10t×2锅炉基础拆除

60

17

锅炉基础

㎡

4t×1锅炉基础拆除

20

18

水处理系统化盐池

m³

1500×2500×1500

化盐池拆除

4.5

19

脱硫除尘基础

m³

脱硫除尘基础拆除

15

20

引风机基础

㎡

引风机基础拆除

10

21

鼓风机基础

㎡

鼓风机基础拆除

12

22

省煤器基础

㎡

省煤器基础拆除

5

23

其他

下水道等

24

化盐池基础

㎡

1500×2500

化盐池基础拆除

3

二

电气拆除（不含弱电）

1

日光灯

套

1000

日光灯拆除

1

2

电风扇

套

1

3

安全出口指示灯

套

28

4

应急照明灯

套

71

5

墙上三孔插座

个

5

6

水泵控制

套

15kw

4

7

鼓风机控制

套

10t

2

8

鼓风机控制

套

4t

1

9

引风机控制

套

10t

2

10

引风机控制

套

4t

1

11

出渣机控制

套

1

12

炉排控制

套

10t

2

13

炉排控制

套

4t

1

14

脱硫除尘控制

套

10t

2

15

脱硫除尘控制

套

4t

1

16

电气配线

m

3000

17

动力配电箱

套

10t

2

三

锅炉房设备拆除

1

锅炉安全阀

台

10t-1.25

安全阀拆除

4

2

锅炉压力表

个

1.25

压力表拆除

2

3

锅炉水位计

套

10t

水位计拆除

4

4

单向阀

个

DN50

单向阀拆除

4

5

蒸汽阀门

个

DN150

蒸汽截门拆除

4

6

支管

m

DN25/50

支管拆除

60

7

主管线（锅炉）

m

Ø159

蒸汽主管线拆除

60

8

锅炉煤斗框架

套

10t

煤斗框架拆除

2

9

锅炉煤斗

套

10t

煤斗拆除

2

10

锅炉炉排

套

10t

炉排拆除

2

11

炉排电机

套

2.2kw

电机拆除

2

12

锅炉主体

套

10t

主体拆除

4

13

省煤器

套

10t

省煤器拆除

2

14

脱硫除尘

套

XTS40-II

脱硫除尘拆除

2

15

鼓风机

台

45kw

鼓风机拆除

2

16

引风机

台

22kw

引风机拆除

2

17

消声器

套

10t

消声器拆除

2

18

出渣机电机

台

4kw

电机拆除

1

19

出渣机链排

套

10t

链排拆除

1

20

卧式上水泵

台

15w

卧式上水泵拆除

2

21

立式上水泵

台

15kw

立式上水泵拆除

2

22

泵基础

套

上水泵基础拆除

4

23

储水箱

m³

4000×2000×2000

储水箱拆除

16

24

储水箱立柱

根

Ø100

立柱拆除

4

25

软化水树脂罐

个

Ø1400×4200

树脂罐拆除

2

26

立柱

Ø100

立柱拆除

8

27

软化水罐

个

Ø300

软化水罐拆除

1

28

管线

m

Ø50

管线拆除

200

29

分汽包

个

Ø500×3500

分汽包拆除

1

30

分汽包截门

个

DN150

截门拆除

20

31

分汽包管线

m

Ø159

管线拆除

200

32

其他

截门、附属管线等拆除

5、烟气系统

燃烧产生的高温烟气在炉膛以辐射传热方式传热给炉水，烟气到达锅炉尾部后由后部排出并进入节能器，加热一次管网回水。

经余热回收后的烟气温度可降低到100℃以下，提高了锅炉的热效率。

锅炉烟气分别通过各自烟道汇总到一座烟囱排入大气。

烟囱直径为Φ700，高度为12米（暂定，最终由环评确定）。

每台锅炉的烟道设置防爆门及电动烟道蝶阀各一个。

6、热力管网

本项目内厂区蒸汽管网需同步改造，锅炉房主体外供热管网采用架空方式敷设。

主要室外蒸汽管网敷设工程量详见表5-3。

表5-3本项目室外蒸汽管网敷设工程量

序号

管道材质

型号/参数

长度

备注

1

无缝钢管

D133×4.5

6000m

蒸汽主管

2

槽钢

200

800m

管道支架

3

角钢

60

600m

4

碳钢板

1500×4000

10张

5

焊管

φ200×5000

1000m

6

保温层

φ133

600m³

7

阀门

DN125

30个

8

其他附件

/

法兰、弯头、螺栓等

7、燃气系统

（1）工程概况

本工程由市政管网接中压天然气管道至热源厂厂区内调压柜，降压后由管道送至炉前燃烧器，与锅炉送风混合后入炉燃烧。

燃料种类：

天然气

额定负荷时最大耗气量：

700Nm3/h

供气压力：

燃烧器阀前动态压力为15~20kPa。

（2）设计界面

本项目燃气系统由当地供气管理部门根据建设需要进行设计。

8、暖通系统

（1）采暖

厂区各建筑物均采用机械循环、垂直双管式采暖系统，各建筑物室内采暖设计温度如下：

值班室、控制室、更衣室、传达室：

18℃

水泵及水处理间、天然气计量间12℃

浴室25℃

卫生间16℃

室内采暖管道采用热镀锌钢管。

散热器采用钢制散热器。

（2）空调

本工程值班室、控制室夏季设分体空调。

（3）通风

锅炉间采用机械通风系统，正常换气次数6次/小时，事故换气次数12次/小时。

排风机采用防爆型轴流风机2台，平时开启1台，事故时开启2台。

排风机应与锅炉间可燃气体浓度报警装置联动，燃气浓度超标时自动启动。

卫生间、浴室设机械排风，排风量按每小时10次换气量计算。

9、电气部分

9.1概述

设计范围包括2×3t/h、1×2t/h燃气锅炉、天然气调压站及配套设施的电气部分设计。

9.2供电电源及装机功率

本期工程电源引自厂区变电站，系统采用0.4kV电压。

本工程主要电负荷包括锅炉的燃烧器、给水泵、化学水处理系统以及天然气调压站等用电负荷，总装机功率65kW。

为保证锅炉房系统用电的可靠性，本工程电源引自厂内10kV总变电站2段低压侧工作段，由厂内提供双路电源，从而确保设备系统的安全。

根据电网对工业用电负荷的考核要求，在低压工作段上装设集中式无功补偿装置，确保工业用电负荷的功率因数在0.95以上。

9.3电气设备选择

（1）低压配电柜采用抽出式开关柜；

（2）照明开关、插座均选用86系列，除注明外均为250V-10A，暗装；

（3）电缆桥架采用托盘系列，风机、水泵等电缆均沿桥架敷设；

（4）锅炉间所有电器设备均选用防爆设备，电气管线做防爆密闭处理。

9.4配电装置布置

锅炉房内设低压配电间，内设0.4kV低压配电柜。

9.5电气二次部分

9.5.1监控

厂用电源的控制纳入热控专业的控制系统。

在集中控制室由控制系统监控的设备范围如下：

0.4kVPC进线断路器、联络断路器；

0.4kV馈线断路器、联络断路器。

以上电气设备通过在控制系统的软手操实现一对一控制，采用硬接线的方式实现与控制系统的连接。

9.5.2监测

厂用电源系统的测量按照《电测量及电能计量装置设计技术规程》配置。

由控制系统进行监测，取消常规测量仪表。

向控制系统传送的模拟量信号为4~20mA标准信号。

380V厂用电源系统采用380V智能测控保护装置输出4-20mA标准信号，采用硬接线方式接入控制系统。

380V智能测控保护装置安装在380V开关柜内。

9.5.3继电保护

380V厂用低压动力中心进线、联络和馈线的保护采用开关本身的微机型智能脱扣器或380V智能保护测控装置。

380V电动机回路的保护采用开关本身的微机型智能脱扣器或380V智能马达控制器。

保护动作信号送往控制系统。

与控制系统的信号连接方式采用硬接线。

380V智能保护测控装置和380V智能马达控制器安装在380V开关柜内。

9.5.4交流不停电电源UPS

本工程设置一套交流不停电电源UPS。

UPS包括整流器、逆变器、静态转换开关、旁路变压器、手动旁路开关和交流配电屏等。

交流不停电电源UPS不自带蓄电池组。

UPS的静态切换时间≤5ms。

UPS额定容量暂定为20kVA。

UPS的正常输入电源和旁路输入电源取自厂用380VPC段，直流输入电源取自220V直流电源系统。

UPS输出为单相交流220V、50Hz。

交流不停电电源UPS主要向控制系统等设备、电气测量变送器或多功能智能仪表、火灾报警及消防控制系统等负荷供电。

交流不停电电源UPS机柜布置在电控楼内。

9.5.6火灾报警系统

本工程设1面区域火灾报警控制盘，区域火灾报警控制盘的所有报警及控制信息均能通过标准通讯接口可靠传输至集中火灾报警控制盘集中显示和报警。

集中火灾报警控制盘和区域火灾报警控制盘分别布置在消防控制室和锅炉房。

10、水处理部分

10.1概述

本期工程锅炉房化学部分的设计内容包括如下部分：

水处理、给水、炉水加药处理、水汽取样分析和监测等。

本工程锅炉补给水的水源为自来水。

10.2锅炉补给水处理系统

本项目锅炉用水采用自来水，经过软化、除氧后由除氧水泵补给锅炉用水，锅炉补充水的Ca2+、Mg2+离子除硬软化采用全自动软水器，使出水水质残余硬度≤0.03mmol/L。

为加强对系统设施的保护作用和循环水的流动特性，设加药装置，药剂随补充水进入系统。

必要时在补水系统上预留加药装置接口，便于直接加药调节水的pH值保持在7~10，和应急用软化、除氧、除氯加药。

采用全自动过滤式除氧方式，使出水水质溶解氧≤0.1mg/L。

11、热工部分

设计范围包括锅炉房、天然气调压站及配套设施、水处理间热工自动化的设计。

11.1控制方式

设置集中控制室，锅炉房（包括热力系统）采用集中控制的方式，天然气调压站及水处理间采用就地控制与集中控制相接合的方式。

11.2控制水平

（1）PLC控制系统，以彩色CRT、专用键盘、鼠标为主要监视和控制手段（包括检测、控制、报警、联锁及事故处理等功能），实现全CRT监控。

设置工业电视等常规监视，同时在PLC操作台上配置了锅炉紧急停止按钮及重要辅机的操作按钮等硬接线设备，以保证机组在紧急情况下安全停机。

（2）电气系统控制纳入机组PLC控制系统，提高综合自动化水平。

（3）除启、停阶段的部分准备工作需要由辅助运行人员协助在现场进行检查外，机组的启动、停止、正常运行工况监视和调整以及异常工况的事故处理均可在集中控制室内完成。

（4）3台锅炉及除氧给水公用系统各采用一套双机热备的PLC控制系统；每台锅炉的保护及跳闸系统（锅炉FSS及MFT）各采用一套双机热备的PLC控制系统，布置于集中控制室，实现锅炉系统的监控和保护。

天然气调压站的控制系统，布置于就地控制室，可通过就地控制室操作员对调压站和锅炉间进行监控，调压站的PLC系统与锅炉控制系统通过双向冗余通讯的方式，集中对天然气调压站及锅炉间进行监控，当系统正常运行后，调压站就地控制室可不设置操作人员。

11.3控制方案

本工程采用分块控制原则。

分为锅炉及热力系统、天然气调压站、水处理系统等几部分。

1、锅炉及热力控制系统要满足：

汽包水位、过热蒸汽温度、压力、流量的监视、调节与控制；

（1）炉膛压力监视、调节与控制；

（2）对各调节装置的调节与控制；

（3）对水泵运行状态的监视；

（4）对燃烧器（含燃料供应）运行状态的监视；

（5）锅炉运行的报警、联锁等保护；

（6）锅炉及附属设备运行参数的测量与监视；

（7）与电气系统的联系；

（8）与水处理系统的联系。

2、天然气调压站的控制：

符合调压站设备的各种监视测量、调节及连锁保护的要求，并满足主控对调压站必要的监视。

3、水处理系统：

（1）微电脑处理器控制设备自动供水，反冲洗，吸盐，再生，正洗过程，实现无人管理；

（2）连续稳定的供水：

定时，定流量自动再生，确保生产高品质软化水；

（3）多功能盐水系统：

可自