单元9 锅炉房工艺设计

建筑设备热源与冷源主编：王丽陈志佳单元9锅炉房工艺设计锅炉房设计原则与程序锅炉房是供热之源，其职能是供应工厂生产、生活及采暖通风用的蒸汽或热水，有的锅炉房根据生产需要，还要供应软水。锅炉房设计得正确、合理与否，不仅影响到基建投资，整个工程能否早日建成投产，以及投产后能否获得预想的经济效益，而且也将影响到以后的正常生产及人民的生活。因此，重视和认真做好锅炉房的设计工作，对发展社会经济、提高人民生活及节约能源起到积极作用。单元9锅炉房工艺设计在设计时，设计人员首先必须充分了解情况，深入实际调查研究，做好设计前期准备工作。在多方案论证的基础上，制定出既能很好地满足用户需要，又技术先进、经济合理的方案。当设计人员接到锅炉房设计任务时，必须遵循以下原则：（1）一个正确的设计，必须符合国家的方针政策和地方的有关法规，这也是鉴别、评价设计质量的重要条件。9.1锅炉房设计原则与程序9.1.1锅炉房设计原则单元9锅炉房工艺设计（2）一个合理的锅炉房设计，还应根据企业的总体规划，做到近期与远期相结合，以近期为主，并且适当为将来生产发展留有扩建的余地，以便节约资金和材料，更好地发挥投资的经济效益。（3）严格执行国家的能源政策。在设计中，自始至终要注重贯彻开发和节约能源并重，把节约放在首要地位。（4）一个正确的设计，必须严格遵守锅炉监察和有关安全规程，切实做好环境保护，努力改善劳动条件和积极采用成熟可靠、行之有效的先进科学技术，力求做到设计先进、安全可靠、经济合理、切合实际。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（5）设计中要积极推行集中供热和供电联产，这不仅可以提高热能有效利用率，也可以使能量按品位高低加以合理利用。（6）锅炉房设计中，还应该充分注意废热、余热的回收利用，以及尽可能选用高效节能的辅助设备。（7）按照我国现行的燃料政策，锅炉应以煤为燃料，以煤代油，如果确实需要以柴油、城市煤气、天然气和重油作为燃料时，必须经有关部门批准方可进行设计工作。（8）锅炉房工艺设计，除了要符合锅炉房设计规范外，还要认真执行其他与锅炉房设计有关的国家现行的规范、标准和规程。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计锅炉房工艺设计一般可按照以下程序进行：（1）调查研究，熟悉生产工艺并了解其性质，如对供热的要求，供热介质的种类、参数、负荷大小等，还有采暖地区的介质及参数。（2）全面、详细地搜集与设计有关的各项原始资料。原始资料是设计的依据，是必不可少的。常因原始资料不全或错误，造成设计困难或引起方案上的问题。9.1锅炉房设计原则与程序9.1.2锅炉房设计程序单元9锅炉房工艺设计（3）制定设计方案，进行技术经济的分析比较，选定可行的最佳方案。首先要掌握国家和当地的有关政策，如能源政策、环保要求、城市或地区供热规划等。这些将直接影响锅炉燃料种类、锅炉形式、锅炉房的位置，以及锅炉建设的分散或集中等原则的确定，是制定锅炉房设计方案的重要前提。（4）在负荷计算和分析的基础上，确定供热介质及参数，选定锅炉形式、容量和台数。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（5）根据已选定的锅炉设备，确定锅炉房内部系统和辅助设备。主要有水处理、给水系统及设备，送、引风系统及设备，运煤、除灰系统及设备。（6）绘制方案图，进行多方比较，从中选出技术先进，经济合理，满足用户需要的最佳方案。进而编制初步设计文件。在初步设计被批准和锅炉设备订货落实的基础上进行施工图设计。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计锅炉房设计文件的编制通常分为两个阶段，即初步设计与施工图设计。初步设计分两种：一种是简明初步设计，适用于小型锅炉房，或有定型设计可套用者；另一种是扩大初步设计，适用于技术复杂、规模较大的锅炉房。有时由于工程急需，小型锅炉房也可以直接进行施工图设计。初步设计与施工图设计的内容和深度，各设计单位规定得不完全一样，但基本原则是一致的，具体做法如下列各项。9.1锅炉房设计原则与程序9.1.3初步设计和施工图设计单元9锅炉房工艺设计初步设计力求原则正确，方案合理，文字简练，数据可靠。初步设计应起到确定方案，指导施工图设计，确定锅炉及辅机设备型号、数量，确定附件和主要材料的型号与数量的作用，以满足订货。计算技术经济指标，供审批等使用。为完成上述任务，初步设计大体上需提交下列文件：9.1锅炉房设计原则与程序9.1.3.1初步设计单元9锅炉房工艺设计（1）设计说明①设计依据：包括国家或上级指示文件，工艺条件，原始资料，地方情况及其他要求等。②设计原则：主要说明设计范围、规模，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。③存在问题：如果有初步设计阶段尚未能解决的个别技术环节、设计问题以及建议，可简要提出。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（2）热负荷计算及锅炉设备选择①热负荷一览表及负荷计算。②锅炉房供热介质和参数的确定。③锅炉形式、容量、台数选择。（3）辅助设备选择①送、引风系统及设备选择（如配套无变化，可省略）。确定烟道断面、烟囱出口直径和高度。②水处理、给水系统简要计算及设备选择。③运煤、除灰系统简要计算及设备选择。④化验与机修。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（4）动力原材料消耗、技术经济指标及人员编制。（5）附表和附图①主要设备、材料表。②锅炉房简化平面布置图，横断面图或可套用的定型施工设计有关图纸。③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。初步设计以能清楚表达设计意图，满足以上各项要求为原则。初步设计经有关主管部门批准后即可进行施工设计，因这一阶段的设计工作主要是绘制施工图，故又称为施工图设计。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计施工图设计包括下列文件和内容：（1）图纸目录。（2）采用标准图目录。（3）设备材料表。（4）施工说明。初步设计审批后，如有原则变化和修改应予以说明。说明主要指明设备安装和施工中应遵守的规范、章程及设计要求。说明可按设备安装、管道安装、试压和试运行顺序来写。对于没有初步设计的施工图设计，说明中还须加入简单的工艺方案设计内容，并改名为设计施工说明。9.1锅炉房设计原则与程序9.1.3.2施工图设计单元9锅炉房工艺设计（5）锅炉房汽水管道系统图。（6）锅炉房平、剖面布置图。（7）运煤、除灰系统设备布置图及设备安装图。（8）送、引风机及其通风除尘系统安装图，接管大样图。（9）水箱、分汽缸、支吊架等非标准设备制造图、装配图。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计设计的原始资料是设计锅炉房不可缺少的基本资料，至关重要，因此，在设计之前必须搜集有关的原始资料。（1）热负荷资料热负荷资料是确定锅炉房规模、机组选型和确定热力系统等原则问题时必不可少的资料，因此，设计人员必须详细研究。集中供热系统热负荷包括：①生产用蒸汽或热水的热负荷，包括小时最大热负荷、小时平均热负荷、全年热负荷、蒸汽或汽水参数、生产班次和热负荷特点（如使用情况、预热时间等）等。9.1锅炉房设计原则与程序9.1.3.3设计的原始资料单元9锅炉房工艺设计②生活用热负荷，包括浴室、开水炉、炊事用的小时热负荷和使用时间。③采暖通风用的小时最大热负荷。④蒸汽喷射制冷用的小时最大热负荷及其使用时间和使用情况等。余热利用的最大和平均小时产汽量、蒸汽参数等，一般可利用的余热有锻锤废汽、工业炉烟气余热、发生炉水套蒸汽等。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（2）煤质资料煤质资料是选择锅炉型号、确定运煤系统的重要依据，可向煤炭管理部门索取，一般由单位基建部门提出。煤质资料应包括：产煤的地点、矿井名称、价格、运输距离及运输工具；煤矿的年产量、供应情况；煤的低位发热量；煤的粘结性及燃烧时结焦情况；灰的变形温度、软化温度和液化温度；煤的可磨系数（烧煤粉时有用）、煤的粒度等。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（3）水质资料水质资料就是水质分析的各项资料。水质资料是设计锅炉房水处理系统时必不可少的资料。锅炉房的水源往往由单位上水管接入，所以水质资料可由水专业代为搜集。（4）气象资料气象资料包括海拔高度、室外计算温度、冬季采暖、冬季通风、夏季通风、采暖期室外平均温度、采暖天数、主导风向及频率、大气压力、最大冻土深度等各项内容。此项资料因暖通专业需要更甚，可代为搜集。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（5）地质资料地质情况，包括湿陷性黄土等级、地下水位、耐力等，供考虑地下室、管道地沟及地下烟道时用。地震等级，供考虑高层结构及锅炉钢架防震时用。一般所在地区的地震烈度在7度以上时，对较大容量的锅炉房应考虑防震。（6）总平面布置图、地形图供确定锅炉房位置和供热系统布置时用，此项资料由总图专业提供。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（7）设备、材料资料锅炉机组资料，进行扩大初步设计时，只要锅炉的主要技术参数、型号、规格、外形图及价格资料。进行施工设计时，应取得锅炉安装（设备基础、配管、平台扶梯、风烟接管、操作位置等）图纸。辅助设备资料，包括风机、水泵、各种标准及非标准设备等的图纸、技术参数及价格。材料资料，主要包括当地生产的保温材料、管材等。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计（8）其他有关资料供电、供水及交通情况、卫生要求等。9.1锅炉房设计原则与程序单元9锅炉房工艺设计锅炉房对其他专业的技术要求锅炉房工艺设计虽然是锅炉房整体设计的主要组成部分，但是它的完成还有赖于其他有关专业的密切配合和通力协作。因此，在进行工艺设计时，必须加强横向联系，协调各有关专业的关系。既要对有关专业提出切实的技术要求，也要主动向它们提交完整的设计资料，以加快设计进度，保证和提高设计质量。以下是与锅炉房工艺设计密切相关、业务交往较多的土建、采暖通风、给水排水、电气及自控仪表等专业的技术与协作关系。单元9锅炉房工艺设计在各有关专业中，土建专业与锅炉房工艺设计的关系最为密切。工艺设计对其技术要求有下述几点：（1）生产类别为丁类，耐火等级不应低于二级。蒸发量小于4t/h的燃煤锅炉房，如果有困难可采用三级。（2）锅炉房至少有两个出口，分别设在相对的两侧，附近如果有通向消防梯的太平门时，可以只开一个出口。锅炉房炉前总宽度（包括锅炉间的过道在内）不超过12m的单层锅炉房，可只开一个出口。9.2锅炉房对其他专业的技术要求9.2.1对土建专业的要求及协作关系单元9锅炉房工艺设计（3）锅炉房通向室外的门应向外开，锅炉房内的工作间或生活间直接通向锅炉间的门应向锅炉间开。（4）辅助间各层宜有专用的楼梯通向运转层。辅助间两层标高应与运转层的标高相同。（5）出入口的大小最好能考虑各设备的顺利