某高校建設集中供暖鍋爐房建設

謝學海 沈陽航空航天大學

某高校建設集中供暖鍋爐房建設

謝學海 沈陽航空航天大學

市集中供熱目前已成為現代化城市的重要基礎設施之一，是城市公共設施的重要組成部分。它具有環保、節能、廉價、節約土地等特點，本文通過對138MW鍋爐房建設過程狠抓方案設計階段、鍋爐、除塵、脫落設備選型等幾個重要環節，達到優化鍋爐房建設的目的。

集中供熱；熱負荷；環保；節能；雙層布置

1 概況

沈陽航空航天大學位于沈北大學城，占地總面積113.98萬平方米，建有現代化的教學樓、圖書館、工程訓練中心、綜合運動場、體育館和專用體育場地，建有設施齊全的學生生活區?，F有建筑面積43萬平方米，規劃建筑面積80萬平方米。現有2臺20噸和1臺10噸（合計35.4MW）熱水鍋爐，已滿足不了學校今后發展的需要。根據熱負荷預測，供熱區域內存在大量的規劃熱負荷，為最大限度發揮集中供熱能力，學校校園集中供熱工程建設規模。集中供熱是現代化城市的重要標志之一。城市實現集中供熱不僅能向居民提供舒適的居住環境，還能夠節約能源、減少環境污染。為此學校擬拆除現有舊鍋爐房（50噸），在學校道義校區規劃用地內新建3×46MW熱水鍋爐；熱網及熱力站建設規模：供暖面積達到270萬平方米。項目建成以后，可滿足學校及周邊部分區域采暖熱負荷的需要。

2 方案的調研和決策

2.1 鍋爐的選型

目前，大型鏈條爐排熱水鍋爐的爐型主要有單（雙）鍋筒水管式熱水鍋爐、水火管鍋殼式熱水鍋爐和角管式熱水鍋爐三大系列，盡管這些爐型在運行中也都程度不同地出現過各種問題，但目前仍然是集中供熱鍋爐的主要爐型。

單（雙）鍋筒水管式熱水鍋爐的結構是繼承了原同形式蒸汽鍋爐的結構，其優點是運行可靠，但缺點是鍋爐鋼耗大，成本高，現場安裝工作量大，特別是鍋爐高度高，造成鍋爐房的造價高。

大型復合循環水火管鍋殼式熱水鍋爐爐型適宜于容量為28MW（含28MW）以下的熱水鍋爐。對于容量為1 4M W（含14MW）以下的熱水鍋爐為單鍋筒縱置式鍋爐，對于14MW以上的熱水鍋爐為雙鍋筒縱置式鍋爐。

大型復合循環水管式熱水鍋爐的爐型適宜于容量為28MW（含28MW）以上的熱水鍋爐。其優點是密封性好，環保節能。但操作和維修較復雜。

通過考察及征得運行部門意見，該項目分二期完成，一期選用2臺46 MW雙鍋筒熱水鍋爐，二期預留1臺爐位置，二期完成可達到138MW容量。

2.2 平面及工藝布置

本工程建筑平面布置：鍋爐房東西布置，由水泵間、配電間、控制間、水平輸煤層、鍋爐間、風機間、辦公室、休息室、樓梯間等組成。除渣系統設有除渣間、除渣斜廊、渣倉。上煤系統為多斗提升機上煤。3臺46MW熱水鍋爐設在二層6.00m層，跨度為8.1m+6.9m+18m+16m，柱距為6m，鍋爐間下弦標高22.7m，運煤層標高1 8.50m。鍋爐間一層分別布置變電所、低壓配電室、水泵及水處理間（布置循環水泵、補水泵、熱力站和水處理設備）。鼓風機布置在鍋爐間一層，引風機、除塵器及脫硫塔布置在風機間內，并與其他部分分開，以減少風機噪聲對周圍的影響，鼓風機可以從室外和室內吸風。重型板鏈除渣機布置在鍋爐間一層。

在調研走訪集中供暖鍋爐房時，鍋爐間既有單層布置也有雙層布置，各有優點。單層布置是把鍋爐安裝在一層地面處，鍋爐除渣的地溝和鍋爐基礎都在一層地面以下，這種方式節約建筑面積和投資，上煤也較容易。但大容量鍋爐的鍋爐間多選雙層布置，即把鍋爐安裝在第二層樓面5.50～6.00米標高處，除渣和鍋爐基礎在一層內解決。這種方式增加了建筑面積和投資，但除渣除塵等都在一層地面上操作，檢修和管理較為方便。經過綜合比較決定采用雙層布置設計。

3 煙氣治理

鍋爐房設計安裝3臺46MW熱水鍋爐及除塵脫硫設備。

3.1 鍋爐除塵系統采用干式除塵器和濕式脫硫塔

綜合除塵效率可以達到99%以上。為了提高脫硫效率，脫硫塔吸收液調配時使溶液呈堿性，吸收液PH值保持在10～12，煙氣中的二氧化硫與吸收液進行化學反應后，生成亞硫酸鈣與硫酸鈣沉淀于灰漿之中，并與灰漿一起排出，從而達到脫硫目的。采取這些措施以后，煙氣脫硫效率可以達到90%以上。

3.2 熱源廠煙塵排放量及排放濃度

式中：MA —— 總煙塵排放量，m g/s；

B — — 總耗煤量，208t/h；

ηc — — 除塵效率，95%；

Aar —— 燃煤收到基灰分，15.99%；

q4 — — 機械不完全燃燒損失， 4%；

Qdw —— 燃料收到基低位發熱量，14510k J/kg；

afh— — 鍋爐排煙帶出的飛灰份額，0.2。

式中：CA —— 煙囪出口處煙塵的排放濃度（標志），k g/m3；

Ts— —煙囪出口處煙溫，140℃；

P1 —— 當地大氣壓，102.08k Pa；

鍋爐房總排塵量為61365 m g/s，煙囪出口煙塵排放濃度為152.5kg/m3，小于國家標準排放濃度200 kg/m3。

3.3 二氧化硫排放量

式中QSO2—二氧化硫排放量（m g/s）；

CSO2—含硫燃料燃燒后生成SO2的份額，取0.8；

B——總耗煤量，208t/h；

S a r—燃料收到基中硫的含量，0.43%；

ηso2—除塵器脫硫效率，80%；

64—SO2的分子量；

32 —S的分子量。

式中：SA —— 煙囪出口處二氧化硫的排放濃度（標志），k g/m3；

∑Qi——煙囪煙氣總量，2300×120×80=2208000 m3/h；

T s— —煙囪出口處煙溫，140℃；

P1 —— 當地大氣壓，102.08k Pa；

鍋爐房SO2總排放量為79602 k g/s，煙囪出口SO2排放濃度為197.6m g/m3,小于國家標準排放濃度900 kg/m3。

從以上計算數據可以看出，通過處理以后，熱源廠的煙塵排放濃度及二氧化硫排放濃度均低于《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2001）中規定的二類區排放標準，即煙塵排放濃度＜200m g/Nm3，二氧化硫排放濃度＜900m g/Nm3。

4 結束語

1.在采暖地區的單位其采暖未為社會化以前，減少小鍋爐房改為集中供暖鍋爐房，有利于節能減排和環境改善。

2.為使集中供暖鍋爐房建設達到適用、經濟、安全、環保，可研階段的設計方案、工藝流程、設備選型是鍋爐房建設的重要環境。

3.鍋爐房建設中，除塵和脫硫設備選型是衡量它對環境污染的重要指標。

[1]采暖通風設計手冊.中國工業建筑出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.115