第11章锅炉房工艺设计.ppt

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第11章锅炉房工艺设计,锅炉房工艺设计,1.特点在锅炉房设计中工艺设计为主设；工艺设计内容多、设备繁杂、工艺系统性高。

2.步骤:

规划（环保评估）、可研、初步设计、施工图设计、现场服务及变更、运行调试初步设计阶段

（1）调查各种负荷的性质季节性负荷（tw、湿度、风向、风速、太阳辐射）采暖负荷常年性负荷（全年变化不大，日变化较大）热水供应、生产工艺用热

（2）收集各项原始资料设计依据（3）制定设计方案（4）国家和当地的有关政策和颁布的标准，如能源政策、环保要求、城市和地区供热规划等（5）确定供热介质及参数，选定锅炉型式、容量和台数。

（6）确定锅炉房内部系统（汽水系统、鼓引风系统、运煤除灰系统和仪表控制系统）和辅助设备。

（7）绘制方案图。

（8）进行多方案比较，从中选定技术先进、经济合理、满足用户需要的最佳方案。

（9）编制初步设计文件在初步设计被批准和锅炉设备订货落实基础上进行施工图设计。

阶段初步设计种类：

简明初步设计:

小型锅炉房或有定型设计可资套用的；扩大初步设计（扩初设计）:

技术复杂、规模较大的锅炉房。

要求：

初步设计力求原则正确、方案合理、文字简练、数据可靠。

目的确定方案，指导施工图设计；确定锅炉及锅炉房配套辅机的型号、参数、数量、附件和主要材料的型号与数量（设备一览表、主要材料一览表）以满足订货；计算技术经济指标，供审批使用。

需要提交的文件：

设计说明：

根据具体情况参考下列各项编写设计依据：

包括国家或上级指示文件、标准、工艺条件、原始资料、地方情况及其它要求。

设计原则：

主要说明设计范围、规模、改扩建原则，简述供热方案、供热介质及参数、备用设备、环保节能方面的考虑和措施。

此项中对大型较复杂锅炉房或根据甲方要求提交环保专篇、劳动保护专篇、防火专篇等。

存在的问题：

如果存在初步设计阶段未能解决的个别技术环节、设计问题以及建议可简要提出。

3.设计文件深度,热负荷计算及锅炉设备（主要设备）选择热负荷一览表及负荷计算最大、平均（日、采暖季）、月、年；锅炉房供热介质和参数的确定；锅炉型式、台数、容量选择辅助设备选择（四大系统：

汽水；运煤除灰；烟风；控制）鼓引风系统设备选择确定烟风道断面、烟囱出口直径和高度；水处理、给水系统、循环水系统简要计算及设备选择；运煤除灰系统简要计算和设备选择；化验和机修；动力原材料消耗及技术经济指标表；人员编制表；附表和附图；主要设备、材料一览表；锅炉房平面布置图、横断面图或可资套用的定型施工设计有关图纸；较大的锅炉房还应附有汽水管道工艺系统图、运煤除灰方案布置图等。

1.锅炉房的组成

（1）锅炉房一般由锅炉间（主厂房）、生产辅助间（水泵及水处理间、除氧间、运煤廊及煤仓间、鼓引风机及除尘器间、化验间、仪表控制间、换热间、机修间）及生活间（值班、办公、更衣、休息、贮藏、浴厕）组成。

锅炉房应根据锅炉的型式、容量和规模及工艺流程的需要布置。

规模大的区域锅炉房可设置办公楼。

（2）生产、生活辅助用房都必须围绕锅炉间以一定的规律进行布置。

一般将水泵水处理间、变配电间、机修间、办公、值班、休息、更衣、浴厕等辅助间布置在锅炉间的固定端，独立的鼓风机、引风机及除尘器间布置在锅炉间后面，运煤廊一般布置在锅炉间的前面。

化验和仪表控制间应布置在采光良好、监测和取样方便，噪声和振动较小的部位。

生活辅助间的设置面积可参照表72进行选用。

锅炉房的工艺布置,1.锅炉房的组成（3）生产、生活辅助用房都必须围绕锅炉间以一定的规律进行布置。

一般将水泵水处理间、变配电间、机修间、办公、值班、休息、更衣、浴厕等辅助间布置在锅炉间的固定端，独立的鼓风机、引风机及除尘器间布置在锅炉间后面，运煤廊一般布置在锅炉间的前面。

化验和仪表控制间应布置在采光良好、监测和取样方便，噪声和振动较小的部位。

（4）锅炉间的层数主要取决于锅炉容量和本体结构型式，锅炉燃烧方式及除渣方式等因素。

一般6t/h以下的燃煤蒸汽锅炉和与其相当的热水锅炉，以及30t/h以下的燃油、燃气锅炉多采用单层布置。

较多容量锅炉配合锅炉本体型式采用双层布置。

1.锅炉房的组成（5）锅炉采用双层布置时，锅炉间可分成运转层和除灰层。

锅炉间运转层标高宜与辅助间内楼面标高一致。

多层布置锅炉房各层的出入口不应少于2个。

楼上的出入口应有通往地面的安全梯。

（6）辅助间层数，取决于能否布置下水处理、换热设备、给水设备等，并安排生活间（办公室、休息室、浴厕等房间）。

当采用大气热力除氧时，为提高给水泵入口压力，将给水箱布置在三层。

辅助间各附属设备的布置：

更衣、浴厕、给水泵、水处理设备、库房、机修间、定期排污扩容器多布置在一层。

办公室、休息室、化验室、连续排污扩容器多布置在二层。

换热设备多布置在二层或三层。

给水箱、反洗水箱多布置在三层。

2.锅炉间设备布置的一般要求

（1）应尽量按工艺流程来布置锅炉设备，使蒸汽、给水、燃料、灰渣、空气和烟气等介质的流程简短、流畅，阀门附件少，安全性能高，并便于操作和检修。

（2）设备的选择和布置应考虑扩建和分期建设的合理性和可能性。

（3）工艺布置应尽量符合建筑模数，使建筑面积和体积紧凑，结构简单，实用美观。

（4）锅炉房的建筑应有良好的通风采光，特别是燃油和燃气锅炉房。

燃气锅炉房应尽量避免有积聚气体的死角，如不能避免时，必须采取局部排风设施。

锅炉间的工艺布置,2.锅炉间设备布置的一般要求（5）贮煤斗一般设置在炉前。

运煤层的标高除应使煤斗有效贮存量和溜煤管倾角符合各地外，尚应使建筑结构合理，满足炉前操作自然采光的需要。

（6）烟风道及烟囱的位置应尽量简短合理，并应使每台锅炉所受到的引力均衡。

（7）燃油、燃气锅炉的燃烧室、尾部受热面的烟道及锅炉的总烟道应设置防爆门。

防爆门的位置不应危及操作人员的安全，否则应装设泄压引出管。

防爆门的数量及面积应根据设计确定。

2.锅炉及辅助设备布置主要尺寸要求。

图81及图82,锅炉间的工艺布置,锅炉、辅机设备和监控仪表安装处，应根据运行、检修的需要设置平台或扶梯。

平台和扶梯踏板，一般宜用5mm后花纹钢板或其它不滑金属材料制作。

当采用栅板时，其缝隙宽度不应大于30mm。

操作平台宽度不应小于0.8m，其它平台宽度不应小于0.6m。

扶梯宽度不应小于0.6m。

当扶梯高度超过4m时，每隔34m应设置中间平台。

经常通行的扶梯其高度超过1.5m时，其倾角不应大于50，垂直爬梯高度超过5m时，应设保护围圈。

操作平台的布置,图纸目录；采用标准图目录；设备材料表；施工图说明：

初步设计审批后如有原则变化和修改，应予以说明施工说明主要指明设备安装、管道安装、试压和试运行顺序来写对于未作初步设计的施工图说明中尚需加入简单的工艺方案设计内容，并改为施工说明。

锅炉房汽水管道系统图；锅炉房平剖面布置图；运煤除灰系统设备布置图及设备安装图；鼓引风机及其通风除尘系统安装图、接管大样图；水箱、分汽缸、支吊架等非标设备制造图、装配图,施工图设计,锅炉房设计规范GB50041XX；低压锅炉水质标准GB1576XX；锅炉污染物排放标准GB13271XX；工业企业厂界噪音标准GB12348XX；城市区域环境噪音标准GB3096XX；锅炉监察规程。

锅炉房设计标准,新建锅炉房热负荷资料：

总装机容量、机组选型、热力系统全厂各生产车间的蒸汽和热水的负荷：

小时最大热负荷、小时平均热负荷、蒸汽和热水参数、生产班次和热负荷特点（如使用情况、预热时间等）；生活热负荷：

浴室、开水炉、炊事用的小时热负荷和使用时间；采暖热负荷：

介质参数、敷设方式、采暖期最大热负荷、平均热负荷和采暖天数；通风热负荷：

小时最大热负荷，使用情况；蒸汽喷射制冷：

小时最大热负荷及其使用时间和使用情况；余热利用：

最大和平均小时产热量，蒸汽和热水参数（锻锤废汽、工业炉烟气余热、连续和定期排污余热等）；邻厂协作供热关系。

包括热源输送距离、热负荷、介质参数、价格、回水要求等；回水量：

凝水回收量，热水采暖漏水率；热负荷曲线,原始资料的收集（具体操作）,煤质资料：

运煤方式、燃烧设备类型产地、矿井名称，价格，运输距离及运输工具（火车、汽车、轮船）；煤矿年产量和供应情况；煤的元素分析结果：

Car，Har，Oar，Sar，Nar，Aar，War；煤的工业分析结果：

水分，灰分，挥发分，固定碳；煤的低位发热量；煤的粘结性及燃烧时的结焦情况；灰的变形温度、软化温度和流动温度（即t1、t2、t3）；煤的可磨系数（烧煤粉时用）；煤的粒度。

燃料油资料燃料油的产地，价格，运输距离及运输工具（火车，汽车或轮船）；燃料油的供应情况：

供应的可靠性及有无中断情况，油的品质是否稳定等；燃料油的元素分析：

Car，Har，Oar，Sar，Nar，Aar，War；燃料油的性质指标：

黏度、比重、比热、热焓、凝固点、闪点、导热系数、发热量、硫分、灰分、机械杂质和水分水质资料悬浮物含量；溶解固形物含量；硬度、总碱度；溶解氧；游离二氧化碳；PH值。

气象资料海拔高度；室外计算温度、冬季采暖温度、冬季通风温度、夏季通风温度；采暖期室外平均温度、采暖天数；主导风向及频率，冬季、夏季；大气压力，冬季、夏季；最大冻土深度。

地质资料地质情况（地下室、管道地沟及地下烟道）：

湿陷性黄土等级、地下水位、耐力等；地震等级（高屋结构及锅炉钢架防震之用）：

地震裂度在7级以上时，对较大容量锅炉房应考虑防震。

总平面布置图、地形图：

锅炉房位置和全厂供热系统布置,设备、材料资料锅炉机组资料：

进行扩大初步设计时，只需锅炉的主要技术参数、型号、规格外形图及价格资料；进行施工图设计时，应取得锅炉安装（设备基础、平台扶梯、仪表阀门、风烟接管、操作位置等）图纸；辅助设备资料：

包括风机、水泵、各种标准设备和非标准设备的图纸、技术参数和价格；材料资料：

主要包括当地生产的保温材料和管材等。

其它有关资料厂区交通情况，供电及供水情况，卫生要求等。

改建、扩建锅炉房原锅炉房内库存设备的详细规格、型号、数量、制造厂、使用年限、主要尺寸、运行使用情况和存在的问题等；原锅炉房的施工图，包括工艺布置图、系统图、区域布置图等，并核实有关尺寸：

锅炉与主要附属设备和建筑物相互间的主要尺寸；主要管道如蒸汽主管、给水管、供回水管、补水管和上水管的直径及位置；锅炉房主要管道（热力出入口）的地沟断面及标高；给水箱、凝结水箱、软化水箱、除氧水箱、生水箱的位置、容积。

原锅炉房的建筑和结构资料：

锅炉房的建筑平面图及立面图，核实外形尺寸、标高、门窗位置等；锅炉房结构图纸，核实构筑物及设备基础有关尺寸；烟囱的结构、高度、上口内径、烟道与烟囱接口处的开口尺寸、掏灰方式等、烟道的结构及断面等；运煤除灰系统的施工图、设备规格、使用情况、煤场及渣场的位置、容量等；控制仪表系统的型号规格、使用情况等；原锅炉房的运行记录、存在的问题、事故分析等；原锅炉房的人员组成、技术经济定额等。

最大计算热负荷：

根据生产、生活、采暖、通风需要的热负荷计算出锅炉房最大热负荷，以此作为确定锅炉房规模、总装机容量依据。

计算方法：

（1）表格法,50403020100,锅炉房用户用户用户,02468101214161820,时间（小时）,热负荷（吨/时）,热负荷的确定（具体操作）,

（2）公式法QjmaxK0（K1Q1K2Q2K3Q3K4Q4）K5Q5t/hQjmax最大计算热负荷，t/h；Q1采暖最大热负荷，t/h；Q2通风最大热负荷，t/h；Q3生产最大热负荷，t/h；Q4生活最大热负荷，t/h；Q5锅炉房自用热负荷（除氧、蒸汽给水泵、热力膨胀机拖动、锅炉房采暖），t/h。

除氧用热：

大气热力式除氧用热负荷：

可通过热力计算；采用蒸汽喷射真空除氧用热负荷：

喷射器耗汽量可取58kg/吨（水）；蒸汽给水泵用热负荷：

可通过查取说明书获得；锅炉房采暖用热：

按面积热指标法估取，锅炉房每蒸吨装机容量占用建筑面积为5080m2/蒸吨，采暖面积热指标为80120W/m2；K0管网漏损和热损失系数，按表1选取；K1采暖热负荷同时使用系数，取1.0；K2通风热负荷同时使用系数，取0.91.0；K3生产热负荷同时使用系数，按表2选取，或取0.71.0；K4生活热负荷同时使用系数，取0.5，若生产和生活用热时间错开则K40；K5自用热负荷同时使用系数，取0.81.0。

余热利用煤气发生炉水套发生的蒸汽量见表3。

但若煤气专业设计人员提交的热负荷内已扣除此项蒸汽量，则不考虑；锻锤废气利用量，一般可按照锻锤用新汽量的百分比计算，锻锤用汽量见表4；工业炉：

若排烟温度为900左右，则每50006000Nm3/h的烟气1吨蒸汽；工厂利用余热的最大计算热负荷：

QK0（K1Q1K2Q2K3Q3K4Q4）K5Q5q1q2q3t/hq1煤气发生炉水套产汽量，t/h；q2锻锤废气利用量，t/h；q3余热锅炉产汽量，t/h。

平均热负荷QpjK0（Q1pjQ2pjQ3pjQ4pj）t/h采暖（通风）平均热负荷Q1pjQ1t/hQ1pj采暖平均热负荷，t/h；采暖系数，取0.50.8或按下公式计算。

采暖（或通风）系数；tn采暖（通风）室内计算温度，；tpj采暖期（通风）室外平均温度，；tw采暖期采暖（或通风）室外计算温度，。

生产平均热负荷：

各车间的平均热负荷相加而得。

生活平均热负荷：

浴室、开水炉、厨房等用热;Q4pj1/8Q4t/h对有季节性负荷的锅炉房，其最大计算热负荷和平均热负荷应按采暖季和非采暖季分别计算得出。

平均负荷表明热负荷的均衡性，设备选择时应考虑这一因素。

年热负荷：

全年燃料耗量的依据，也是技术经济比较的一个根据。

D0K0（D1D2D3D4）t/aD1、D2、D3、D4分别为采暖、通风、生产、生活全年热负荷，t/a；Q5/Qmax自用热系数。

D18n1SQ1pj（3S）Q1ft/aD28n2SQ2pjt/aD38n3SQ3pjt/aD48n3SQ4pjt/an1、n2、n3分别为采暖、通风天数和全年工作天数；S每昼夜工作班次；Q1f非工作班时保温用热负荷，t/h；tn=5,供热方式与介质种类：

在满足要求的前提下，进行供热介质归一；必须供两种介质的锅炉房，锅炉设备最好能为一种；系统中不好处理的小负荷单独处理。

只有采暖热负荷的供热系统：

热水锅炉没有采暖热负荷的系统当全部热负荷或经处理后都可以用热水供应时，应采用热水做介质。

当有一部分热负荷必须用蒸汽时，应采用蒸汽供热。

生产采暖热负荷都有的供热系统当经过采取一定措施后，全部生产用热可以统一为热水时，则采用高温热水为供热介质。

生产用汽量小，采暖热负荷较大的供热系统：

汽水两用锅炉（可同时供汽和供水）。

冬季以高温水为主，间供蒸汽；夏季根据生产用汽负荷大小，运行一台或几台锅炉，全部供汽，其余锅炉做检修或备用。

生产用汽量大，采暖热负荷较小的供热系统：

选用蒸汽锅炉，以蒸汽系统为主。

采暖宜用蒸汽喷射器或表面换热器转换成热水供热。

生产用汽和采暖用热量都很大的供热系统：

供汽系统为主，锅炉房宜全部采用蒸汽锅炉，采暖用淋水盘换热器转换高温热水供暖。

优点：

锅炉房只有一种锅炉，设备备用性强，安全性高。

系统简单，运行管理方便，节约投资。

高温热水温度便于调节，供水温度稳定。

供热介质、参数和供热方式的确定,介质参数原则：

锅炉房及其供热系统工作参数的确定，除必须保证用户要求外，还应力求经济和安全。

大型供热系统要通过技术经济分析确定最佳工作介质参数，一般可参考下列各条进行确定：

锅炉房供热介质参数选定，一般以全厂最高用户参数为依据，以满足整个系统各用户的要求为原则。

工厂企业的生产用汽，大多数是饱和蒸汽。

锅炉的工作压力，比最高用户的需用压力，加上热网压力损失，高0.10.2MPa即可。

选择锅炉时，锅炉额定工作压力应尽量靠近系统工作压力，两者相差不要太大。

热水供应系统，除有特殊要求的工业厂房和高标准的民用采暖外，都应采用高温热水采暖。

集中供热热水锅炉房：

供热半径24公里，供水温度110130；供热半径47公里，供水温度130150；供热半径710公里，供水温度150170。

生产过程中有散发棉毛、木屑等物时，热水温度110。

对于散发可燃性粉尘、纤维的车间，高温水130；如用饱和蒸汽0.05MPa。

中温辐射板采暖，水温不应低于110，宜用130150。

如用蒸汽，压力不宜低于0.2MPa，宜用0.4MPa。

暖风机用高温水，温度最好用150/70。

锅炉台数和容量的选择（非常重要）原则：

在选用锅炉单台容量和锅炉台数时应考虑对负荷变化和意外事故的适应性，建设和运行的经济性。

负荷变化适应性强，能根据用户热负荷的昼夜、冬夏季节的变化，灵活地调节和调整运行锅炉的台数及工作容量，使锅炉经常处于经济负荷下运行。

锅炉的经常负荷状态不应低于锅炉额定负荷的5060。

保证供热的安全可靠性。

锅炉房内锅炉台数的本身应体现出有较高的备用率，有利于节省人力、物力和基建投资。

采暖锅炉房原则上不设备用，设备维修可安排在非采暖季节，但在锅炉台数的选择上要考虑有6075的备用率。

生产性锅炉房，当锅炉检修或事故停运一台，锅炉房热负荷可以通过调度尚能满足生产要求时，可不设置备用炉；当锅炉房减少供热会引起生产事故或重大损失时，应设一台备用炉。

生产和采暖共用锅炉房，当非采暖期有一台锅炉停运，则不考虑备用锅炉。

锅炉房应尽量选用同型号、同容量、同一生产厂的锅炉设备。

锅炉相同有利于培训和提高操作人员的运行水平；方便管理，人员及备件的互换性强；锅炉房布置上较整齐，有利于实现联合上煤除渣，降低造价。

如条件不允许，至少不能多于两种。

表1,表2（此表用于生产用热车间在5个以上）,煤气发生炉水套发生的蒸汽,锻锤废气,动力原材料消耗及技术经济指标表,人员编制表,