燃油燃氣鍋爐房的通風系統(tǒng)設計

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前言

　　隨著經濟的發(fā)展，環(huán)境保護要求的提高，電力及石油、天然氣等能源供求關系的變化，近年來燃油燃氣鍋爐使用得越來越多。而燃油燃氣鍋爐房的設計關系到人民生命和國家財產的安全，也是能否保證鍋爐正常運行的關鍵。在鍋爐房設計中除了鍋爐房的位置、容量等要滿足有關規(guī)范要求外，其通風系統(tǒng)的設計也是一個重要內容。但由于現(xiàn)有的規(guī)范和手冊中涉及通風的內容不多，也沒有具體的給出設計計算方法，給設計帶來一定的困難。本文就這方面問題，結合筆者的工程經驗，作一些分析、計算和討論，提出自己的觀點，供大家參考。

　　1、燃油燃氣鍋爐房通風系統(tǒng)設計原則

　　1.1　根據(jù)《鍋爐房設計規(guī)范》（GB50041-92）第13.3.2條規(guī)定：鍋爐間、凝結水箱間、水泵油泵間等余熱，宜采用有組織的自然通風排除，當自然通風不能滿足要求時，應設置機械通風。鍋爐房內的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道、煙道、水箱等散熱損失。這就涉及到鍋爐房內各房間夏季要保持多少溫度較合適的問題，而溫度的高低決定了采用何種通風方式及通風量的大小。雖然現(xiàn)在的燃油燃氣鍋爐自動化程度較高，操作人員大多時間在設有空調的控制室內，但其他房間的溫度也不宜太高，所以通風量的大小首先應從消除余熱來考慮。

　　1.2　按照《鍋爐房設計規(guī)范》（GB50041-92）第13.3.6至13.3.8條規(guī)定：設在其它建筑物內的燃氣鍋爐間應有每小時不少于3次的換氣量，換氣量中不包括鍋爐燃燒用風量。燃氣調壓間等有操作危險的房間，應有每小時不少于3次的換氣量，當自然通風不能滿足要求時，應設置機械通風裝置，并應有每小時換氣不少于8次的事故通風裝置。燃油泵房和貯存閃點小于45℃的易燃油品的地下油庫，除了用自然通風外，燃油泵房應有每小時換氣次數(shù)10次的機械通風裝置，油庫應有每小時換氣6次的機械通風裝置。以上三條均是為了保證排除各房間內空氣中易燃易爆油氣而規(guī)定設置的最小通風量。

　　1.3　鍋爐間、油泵油箱間、燃氣調壓間一般采用水噴霧或氣體滅火系統(tǒng)。如采用氣體滅火裝置，則一旦發(fā)生火災，啟動滅火系統(tǒng)工作，同時要關閉通風系統(tǒng)及出入這些房間風道上的閥門。確定火熄滅后，再啟動排風系統(tǒng)，排除殘留氣體，為保證滅火后能從室內下部地帶排除殘留廢氣，房間的換氣次數(shù)不少于4次/h，并于房間下部設置排風口。這就從消防方面規(guī)定了排風系統(tǒng)風量。

　　1.4　燃油燃氣鍋爐運行時，需要有充足的空氣才能保證燃料的充分燃燒。而各種燃料所需的空氣量是不同的，所以要通過計算確定所需的通風量。

　　以上是燃油燃氣鍋爐房通風系統(tǒng)設計時要考慮的幾個方面，下面重點討論通風量的確定方法。

　　2、燃油燃氣鍋爐房通風量的確定

　　為了敘述的方便，下面以燃油鍋爐房為例，且以 0#柴油為燃料作具體計算。至于燃氣鍋爐房及各種其它燃料，可根據(jù)有關資料，參照下面的方法類推。

　　2.1　燃料燃燒空氣需要量和產生的煙氣量

　　a.空氣需要量：根據(jù)有關資料，每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為：

　　V=αV0=α（+2）

　　式中：α——過量空氣系數(shù)，一般取1.2；

　　Q——燃料的低位發(fā)熱量，對0#柴油為42 900kJ/kg；

　　V0——1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量。則有：

　　V0=+2=+2=10.71 （m3/kg）

　　所以每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為：

　　Va=1.2V0=1.2×10.71=12.85 （m3/kg）

　　b.產生煙氣量：每kg燃料燃燒產生的煙氣量為

　　Vy=VRO2+V0N2+V0H2O+1.0161（α-1）V0

　　式中：

　　VRO2=0.01866（Cy+0.375Sy）=1.6 （m3/kg）

　　V0N2=0.79V0+0.008Ny=8.46 （m3/kg）

　　V0H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0/0161V0=1.67 （m3/kg）

　　（對0#柴油，Cy=85.6，Sy=0.25，Ny=0.04，Hy=13.5，Wy=0）

　　則每kg燃料燃燒產生的煙氣量為：

　　Vy=1.6+8.46+1.67+1.0161×（1.2-1）×10.71

　　=13.906 （m3/kg）

　　c.以筆者設計的某鍋爐房為例，設置2臺2t/h的燃油鍋爐，其鍋爐間面積約150m2，層高6m，每臺鍋爐耗油量為140kg/h.則2臺鍋爐全部滿負荷運行時所需要的空氣量為：

　　Va×140×2=12.85×140×2=3 598 （m3/h）

　　換氣次數(shù)為4次/h（不考慮不同狀態(tài)下的修正，以下同），所產生的煙氣量為

　　Vy×140×2=13.906×140×2=3 895 （m3/h）

　　煙氣量是鍋爐房煙道、煙囪設計的依據(jù)。

　　d .常用燃料燃燒空氣需要量和產生的煙氣量見下表1：

　　2.2 排除鍋爐房內余熱所需的通風量

　　a.鍋爐間內余熱計算

　　鍋爐間的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道及煙道等散熱損失。對于目前普遍使用的進口或國產燃油燃氣鍋爐，通過鍋爐的熱平衡分析，可知其散熱損失約為2%.對于上述2臺2t/h的鍋爐房，其余熱量為：

　　Q= Q×140×2×2%/4.18=42 900×140×2×2%/4.18=57 473（kcal/h）=67 （kW）

　　b.排除余熱所需要的通風量

　　假如鍋爐房溫度夏季保持在40℃左右，則余熱中一部分通過房間圍護結構傳到室外，其余由排風帶走。

　　2.3　經過以上計算，對2臺2t/h的鍋爐房，要保持鍋爐間內溫度在40℃以下，則需要約26次/h的通風量，而為了保證2臺鍋爐滿負荷運行時燃料的充分燃燒，則需要的空氣量約為4次/h.而目前鍋爐房設計中，排風量一般只有6~10次/h，送風量一般為排風量的50%~90%，這樣很難滿足上述要求，所以大多數(shù)鍋爐房內溫度較高。尤其是在夏季容量較大的地下鍋爐房，由于無法進行自然通風，機械通風量又較小時，其溫度可達50℃以上，而且往往燃燒所需的空氣量得不到保證。

　　3、結束語

　　3.1　燃油燃氣鍋爐房通風系統(tǒng)設計時，首先要計算排除鍋爐房內余熱所需要的通風量，再計算鍋爐燃燒所需要的空氣量。由于燃燒所需要的空氣量是由燃燒器從鍋爐房抽走的，所以在選用鍋爐房送排風機型號時送（補）風機的風量即為排除余熱所需要的通風量，而排風機的風量為上述兩者之差。

　　3.2 根據(jù)以上送、排風量，校核是否滿足有關規(guī)范要求的排除易燃易爆油氣所需的換氣次數(shù)。

　　3.3 所有安裝在有易燃易爆危險房間內的通風裝置應有防爆措施。

　　3.4 確定送、排風量時還要考慮到對鍋爐房內外空氣壓差的影響，因為鍋爐房內保持正壓或負壓關系到燃燒器的調節(jié)和煙道、煙囪的設計。