燃煤锅炉房工艺设计探讨

燃煤锅炉房工艺设计探讨

张静

（中国轻工业西安设计工程有限责任公司陕西西安710001）

摘要：本文主要是对燃煤供热锅炉房施工图设计进行研究。其中主要包括施工图资料收集、锅炉选型、锅炉房布置、上煤系统、除灰渣系统、脱硫脱硝系统、水处理系统等方面的设计。

关键词：燃煤锅炉；锅炉房；设计

随着环保要求的严格，前几年出现了大量的燃煤锅炉房改造成燃气锅炉房的情况。燃气锅炉房的增加导致燃气耗量大量增加，出现了冬季燃气资源短缺，燃气锅炉房没有天然气供应的情况。在没有燃气的地方，燃煤锅炉房又成为了主要的供热方式。

一燃煤锅炉的优势

（一）运行费用较低

虽然燃煤锅炉房的建设投资大于燃气锅炉房，但运行费用远低于燃气锅炉房。一吨标煤的价格约为650元，一标立方天然气的价格约为2.5元。对于20吨的低压蒸汽锅炉；采用燃煤锅炉房时，小时的标煤耗量约为2.30吨，费用约为1495元。如果采用燃气锅炉房，小时的天燃气耗量约为1600Nm3，费用约为4000元。对于20t/h锅炉，燃煤比燃气的燃料小时消耗费用节约2505元。即使燃煤比燃气锅炉房投资大一些，用电消耗大一些，但是对于锅炉房长期运行而言，燃煤锅炉房的费用远低于燃气锅炉房。

（二）燃料稳定性高

我国具有丰富的煤炭资源，煤作为锅炉房的燃料，有可靠的来源保证。而天然气的储量则相对而言比较稀缺。前几年大量的燃煤锅炉房改燃气锅炉的出现，导致大部分燃气锅炉没有天然气来源，无法保证锅炉正常运行所需的天然气供应。

虽然燃气锅炉房相对于燃煤锅炉房的污染较小，如果对燃煤锅炉房采取脱硫脱硝系统、干煤棚封闭等方面的环保措施，使其达到环保要求，燃煤锅炉房还是供热的主要方式。

二锅炉房工艺设计

（一）资料收集

（1）热负荷

对于锅炉房的设计首先要收集供热负荷，供热负荷的大小决定了锅炉的大小，以及锅炉房的配置，是锅炉房设计的最基础的资料之一。热负荷资料收集主要包括：用汽车间、用汽压力及温度、用汽量、回收的凝结水量、是否有扩建要求等。

（2）燃料资料

锅炉房建设方与附近煤矿签订的供煤协议及煤质报告。包括煤的水分、灰分、硫等耗量信息。

（3）水质资料

锅炉房建设地点的水质报告，是锅炉水处理系统设置的依据。

（4）气象资料

锅炉房设计需要获得当地的气象资料，当地大气压及主要风向等，锅炉房建在最小风频的上风侧。

（二）锅炉选型

通过收集的热负荷情况及用汽特点，考虑管道损失、除氧器自用汽、锅炉排污等确定锅炉的选型。锅炉的大小应按锅炉参数系列选取，避免选用非标锅炉。锅炉房内的锅炉尽量选用同一参数的锅炉，以便维护检修。锅炉台数不宜少于2台，不宜超过5台。最大的锅炉检修时，也能满足连续生产的最低热负荷。

（三）锅炉房的布置

根据热负荷表进行锅炉选型后，计算锅炉的上煤、出灰、出渣、水处理、脱硫脱硝等系统出力。选择各系统的输送处理方式，完善设备一览表。结合总图的情况，合理布置锅炉房。

锅炉房层高布置时，根据输煤系统的设置，输煤栈桥的长度及角度要求，确定锅炉房内上煤层高度，再从上而下依次确认煤仓高度，锅炉给煤机布置高度，除氧层高度，运转层高度等。煤仓高度根据输煤系统的工作班次计算其有效容积，选择合适的高度。运转层高度尽量与锅炉厂提供的运转层高度一致。

锅炉房平面布置图时，锅炉间内布置锅炉、送风机、冷渣机等设备。锅炉间两侧外墙布置水处理设备、配电室、检修间等附房。锅炉一侧作为主要检修等通行大门。锅炉尾部布置除尘器、引风机房、脱硫及烟囱等设备。

锅炉房布置尽量根据总图有效利用现有场地，便于各种物料的运输，满足消防等疏散要求。

（四）上煤系统

根据计算的锅炉房总的小时耗煤量，确定上煤系统的方式。一般采用一号输煤皮带送至碎煤机楼，破碎后满足锅炉燃烧要求的细煤由二号输煤皮带送至锅炉房内三号平皮带。由卸料器卸至锅炉煤仓，经皮带给煤机送至锅炉炉膛燃烧。

（五）除灰渣系统

锅炉出渣采用冷渣机冷却后，由除渣机送至渣仓，汽车运至厂外。锅炉产生的烟气由布袋除尘器过滤除尘后，经引风机加压，脱硫后送至烟囱排至大气。由布袋除尘器方式除尘后的除灰系统根据输送远近选择正压或者负压气力输送。由压缩空气做为输送风，管道送至灰库。为了避免灰库板结，会在灰库底部甚至流化风。根据煤灰综合利用要求，采用干灰或湿灰送至厂外。

（六）脱硫脱硝系统

随着环保要求的严格，锅炉房需设置脱硫脱硝系统。脱硫目前常用的为双碱法或石灰石石膏法。小锅炉一般为双碱法，具有投资低、占地少的优点，但脱硫效率相对于石灰石石膏法较低。目前脱硫塔与烟囱的布置方式有两种，一种是脱硫塔烟囱分开布置，一种是脱硫塔烟囱一体化布置。前几年分开布置的方式较多，随着烟囱腐蚀问题的凸显，目前越来越多的采用了脱硫塔烟囱一体化布置。烟囱脱硫塔一体化布置具有占地少、投资省的优点。脱硫塔出来的烟气即使采用了除雾器，但是烟气带水现象依然严重，烟囱底部有大量积水。同时，由于运行调节不利，烟气可能为带酸性气体，与脱硫未除净的水形成弱酸水，对烟囱腐蚀严重。脱硫塔烟囱一体化对整个设备采用了防腐，同时烟气中的水最后都回至烟囱下部的脱硫塔内，回收该部分积水，避免了这部分酸性水四处流淌影响环境卫生，同时节约了用水。脱硫塔一体化节省了分开布置时，设备的耗钢量，从而节省了投资。一体化布置为一个设备，相比于两个设备，占地节约。

脱硝目前采用较多的为锅炉低氮燃烧加SNCR方式脱硝。本方式占地省、投资运行费用较低。

（七）水处理系统

锅炉房水处理常规采用全自动软水器软化处理后，经软化凝结水箱混合，由除氧水泵送至除氧器除氧，经给水泵加压后送至锅炉。水处理的方式根据水质资料和《工业锅炉水质标准》确定。

（八）汽水系统及风烟系统

锅炉房的汽水系统布置采用架空方式敷设。沿土建的梁板预留的预埋钢板支撑管道。管道布置时，应考虑阀门等的检修操作方便，同时管道布置高度应避免妨碍通行。管道布置采用“小管让大管、低压让高压管道”的原则，尽量集中布置。

风烟管道布置时，应尽量保证风机设备震动传到管道，设置补偿器与管道脱开。风烟道的加固及烟道的疏水等做法参照图集06R403《锅炉房风烟道及附件》制作。

管道的管材及规格应选用国家标准的常用材料。超过50℃的管道还应注意管道保温。

结束语

锅炉房设计过程中，有许多需要注意的环节，包括资料收集的齐全、锅炉选型的合理、锅炉布置的合理等方面，是一项极其繁琐的工作。同时还应满足锅炉的设计要求，包括《锅炉房设计规范》、《锅炉大气污染物排放标准》、《工业锅炉水质》等。同时工艺专业还要与其他专业配合，使锅炉房最终能够实现安全和可靠的运行。锅炉房设计还要与业主经常交流沟通，了解业主的想法，方便运行人员操作及检修。

参考文献

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