鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算摘要結(jié)合上海環(huán)球金融中心鍋爐房通風(fēng)設(shè)計(jì)，對(duì)燃?xì)馊加湾仩t的燃料燃燒需要空氣量、煙氣量、事故換氣、排除余熱通風(fēng)量及自然排風(fēng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。關(guān)鍵詞鍋爐；通風(fēng)；空氣量；煙氣量；余熱中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào) 文章編號(hào)Design and Calculation for Ventilation System of Boiler House Liu Xin Hai1,Chu Qing Xiang2,Song Ming Gang3(1. The First Construcion Engineering Co.，Ltd Of China

2、 Construction Third Eng.Bureau，Wuhan，Hubei 430030，China；2. The First Construcion Engineering Co.，Ltd Of China Construction Third Eng.Bureau，Wuhan，Hubei 430030，China)Abstract：The design calculation and check to fule gas-fired boiler on the fuel combustion of the air needs , flue gas volume, accident

3、ventilation, remove heat ventilation and natural ventilation with design for boiler house ventilation of Shanghai World Financial Center.Key words：Boiler; ventilation; air; flue gas volume; heat5 / 5上海環(huán)球金融中心鍋爐房分為鍋爐房1和鍋爐房2，其中鍋爐房1的面積為373m2,布置有2臺(tái)10t/h的燃?xì)忮仩t；鍋爐房2面積為554373m2, 布置有4臺(tái)10t/h的燃?xì)忮仩t。鍋爐房的設(shè)計(jì)除了確保鍋爐及

4、其管線的容量、大小和布置滿足相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)參數(shù)要求外，其通風(fēng)設(shè)計(jì)也是鍋爐房設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因?yàn)殄仩t房的通風(fēng)是今后鍋爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵條件之一，同時(shí)也是確保鍋爐房乃至整個(gè)大樓的運(yùn)行安全。本文以上海環(huán)球金融中心鍋爐房為例，對(duì)鍋爐房通風(fēng)設(shè)計(jì)作一些分析、計(jì)算。 1 燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1）燃油燃?xì)忮仩t運(yùn)行時(shí)，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(guò)計(jì)算確定鍋爐燃燒所需的通風(fēng)量。同時(shí)鍋爐燃燒時(shí)，產(chǎn)生的煙氣也要有組織的排放到室外，通過(guò)計(jì)算鍋爐燃燒所產(chǎn)生的煙氣，合理設(shè)計(jì)煙囪的大小、走向和高度。2）涉及到鍋爐房?jī)?nèi)各房間夏季要保持多少溫度較合適的問(wèn)題，而溫度

5、的高低決定了采用何種通風(fēng)方式及通風(fēng)量的大小。雖然現(xiàn)在的燃油燃?xì)忮仩t自動(dòng)化程度較高，操作人員大多時(shí)間在設(shè)有空調(diào)的控制室內(nèi)，但其他房間的溫度也不宜太高，所以通風(fēng)量的大小首先應(yīng)從消除余熱來(lái)考慮。3）保證排除各房間內(nèi)空氣中易燃易爆油氣而規(guī)定設(shè)置的最小通風(fēng)量。2 燃燒需用通風(fēng)量計(jì)算2.1 燃料燃燒所用空氣量2.1.1 天燃?xì)馊紵枰目諝饬縑a油=V0 V0=（0.268Qydw/1000）：過(guò)量空氣系數(shù)，取1.2V0：1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量Qydw：燃燒的低位發(fā)熱量，本工程天然氣8500Kcal/Nm3，即35581 KJ/Nm3V0氣= 0.268×35581/1000=9

6、.54 m3空氣/Nm3天燃?xì)釼a氣=V0=1.2×9.54=11.45 m3空氣/Nm3天燃?xì)?.1.2 柴油燃燒所需要的空氣量Va油=V0V0=（0.85Qydw/4186）+2：過(guò)量空氣系數(shù)，取1.2 V0：1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量V0：1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量Qydw：燃燒的低位發(fā)熱量，0號(hào)柴油低位發(fā)熱量Qydw為11200 Kcal/kg，即46892KJ/kgV0油= 0.85×46892/4186+2=11.52m3空氣/kg柴油Va油=V0=1.2×11.52=13.82m3空氣/kg柴油2.2 每臺(tái)鍋爐燃燒所需要的空氣量：

7、2.2.1 燃料為天然氣時(shí)V空氣= Va氣Q0氣 Va氣為單位燃料燃燒所需要的空氣量，取11.45 m3空氣/N m3天燃?xì)?，Q0氣為每臺(tái)鍋爐的額定耗氣量，取750 m3/hV空氣=11.45×750=8588 m3/h2.2.2 燃料為0#柴油時(shí)V空油= Va油Q0油Va油為單位燃料燃燒所需要的空氣量，取13.82 m3空氣/kg柴油，Q0油為每臺(tái)鍋爐的額定耗油量，取569kg/hV空油=13.82×569=7864 m3/h，每臺(tái)鍋爐的最大送風(fēng)量應(yīng)為8588 m3/h，選用供鍋爐燃燒的送風(fēng)機(jī)為7500 m3/h，其余風(fēng)量由供鍋爐通風(fēng)的風(fēng)機(jī)補(bǔ)充，能滿足要求。3 產(chǎn)生煙氣量

8、計(jì)算3.1 單位燃料產(chǎn)生煙氣量3.1.1 每千克柴油燃燒產(chǎn)生的煙氣量1kg柴油燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量為Vy油=VRO2+V0N2+V0H2O+1.0161（-1）V0式中物理量：VRO2=0.01866（Cy+0.375Sy）V0N2=0.79V0+0.008NyV0H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V0對(duì)0號(hào)柴油：Cy=85.6，Sy=0.25，Ny=0.04， Hy=13.5，Wy=0VRO2=0.01866×（85.6+0.375×0.25）=1.6 m3 /kgV0N2=0.79×10.75+0.008×0.04 =8.49 m

9、3 /kgV0H2O=0.111×13.5+0.0124×0+0.0161×10.75=1.67 m3 /kg則Vy油=1.6+8.49+1.67+1.0161×（1.2-1）×10.75=13.945 m3 /kg3.1.2 每立方天燃?xì)馊紵a(chǎn)生的煙氣量按發(fā)熱量近似計(jì)算：理論煙氣量V0y=（0.239 Qydw/1000）+ Qydw：燃燒的低位發(fā)熱量，本工程天然氣37263 KJ/N m3，對(duì)于天然氣取2理論煙氣量. V0y=（0.239×37263/1000）+2=10.91實(shí)際煙氣量計(jì)算Vy氣 = V0y +（-1）V0 對(duì)于

10、天然氣取2，V0按計(jì)算得9.54則Vy氣 = V0y +（-1）V0=10.91+（2-1）×9.54=20.45 m3煙氣/N m3天燃?xì)?.2 每臺(tái)鍋爐產(chǎn)生的煙氣量：1）燃料為天然氣時(shí)：V煙氣= Vy氣Q0氣，Va氣為單位燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣量，取20.05 m3煙氣/N m3天燃?xì)猓琎0氣為每臺(tái)鍋爐的額定耗氣量，取716 m3/hV燒氣=20.45×716=14642 m3/h2）燃料為0#柴油時(shí)：V煙油= Vy油Q0油，Va油為單位燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣量，取13.945 m3/kg，Q0氣為每臺(tái)鍋爐的額定耗油量，取569 m3/hV燒油=13.945×56

11、9=7934.7 m3/h根據(jù)圖紙布置，每三臺(tái)鍋爐共用一個(gè)煙囪，故每個(gè)煙囪的最大排煙量為14642×3=43926 m3/h4 事故換氣次數(shù)計(jì)算事故換氣按12次/小時(shí)4.1 計(jì)算1）鍋爐房2面積為554m2，層凈高為6.35m；風(fēng)機(jī)房2送排風(fēng)機(jī)風(fēng)量為44300m3/h鍋爐房2換氣次數(shù)為n=V/S×H=44300/（538×6.35）=12.9次2）鍋爐房1面積為373m2，層凈高為6.35m。風(fēng)機(jī)房1送排風(fēng)機(jī)風(fēng)量為30300m3/h鍋爐房1換氣次數(shù)為n=V/S×H=30300/（373×6.35）=12.8次4.2 結(jié)論鍋爐房1、2均滿足事故換

12、氣12次/小時(shí)5 排除余熱所需的通風(fēng)量余熱：Q余=2%×Qydw×Q0，散熱損失為2%，Qydw為低位發(fā)熱量，Q0為鍋爐燃燒時(shí)燃料的額定消耗量所需通風(fēng)量：V=Q/c（40-t），t為室外通風(fēng)計(jì)算溫度，上海為32，為空氣密度，c為空氣比熱5.1 排除單臺(tái)鍋爐余熱所需送排風(fēng)1）燃料為天燃?xì)鈺r(shí)：排除余熱送風(fēng)量為：V余氣=2%×Qydw×Q0氣/4.186×c（40-t）式中：Qydw為燃燒的低位發(fā)熱量，天然氣取37263KJ/Nm3Q0氣為每臺(tái)鍋爐的額定耗氣量，取716m3/hV余氣=2%×35581×750/4.186×

13、;1.29×0.24×（40-32）=51477m3/h2）燃料為柴油時(shí)：排除余熱送風(fēng)量為：V余油=2%×Qydw油×Q0油/4.186×c（40-t）式中：Qydw為燃燒的低位發(fā)熱量，柴油取46892KJ/kg.Q0氣為每臺(tái)鍋爐的額定耗油量，取569 kg/hV余油=2%×46892×569/4.186×1.29×0.24×（40-32）=51469m3/h5.2 排除4臺(tái)鍋爐運(yùn)行時(shí)余熱的送排風(fēng)量V=4×51477=205908m3/h5.3 原風(fēng)機(jī)風(fēng)量復(fù)核1）現(xiàn)有風(fēng)機(jī)總送風(fēng)量計(jì)算鍋

14、爐房2里的1臺(tái)44300m3/h風(fēng)機(jī)、鍋爐房1里的1臺(tái)30300m3/h風(fēng)機(jī)和4臺(tái)9450m3/h風(fēng)機(jī)合用送風(fēng)，合計(jì)送風(fēng)量為：V=1×44300+1×30300+4×9440=112360m3/h205908m3/h（需要送風(fēng)量）2）結(jié)論：現(xiàn)有送風(fēng)量不能滿足排除余熱送風(fēng)要求。若按現(xiàn)有風(fēng)機(jī)共同向鍋爐房2送風(fēng)，選用其中的4臺(tái)鍋爐同時(shí)運(yùn)行，鍋爐房的溫度將為475.4 改善措施為使鍋爐房2的4臺(tái)鍋爐在夏季同時(shí)運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)溫度不至于過(guò)高，將鍋爐房1旁邊的水泵房里的排風(fēng)V2=32400m3/h引至鍋爐房1里，用來(lái)排除部分余熱。水泵房溫度按28考慮。排除的余熱應(yīng)為Q余=n

15、15;2%×Qydw×Q0氣=4×2%×35581×750=2134860能夠排除的余熱為Q余=V1c（T-t1）+ V2c（T-t2）=112360×4.186×1.29×0.24×（T-32）+ 32400×4.186×1.29×0.24×（T-28）式中V1為原鍋爐房的送風(fēng)總風(fēng)量，V2為水泵房的送風(fēng)風(fēng)量，T為鍋爐房的溫度。應(yīng)排除余熱Q余=可排除余熱Q余，根據(jù)方程式解得鍋爐房溫度T=42，滿足排除余熱要求。鍋爐房2的排風(fēng)機(jī)風(fēng)量為44300m3/h，小于夏季運(yùn)行時(shí)

16、鍋爐房2的送風(fēng)風(fēng)量，送排風(fēng)量不能平衡，考慮在泄爆口處將密封墻體改為排風(fēng)百葉，自然排除多余的風(fēng)量。結(jié)論：鍋爐房的送排風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，將水泵房的排風(fēng)引至鍋爐房2，基本能滿足鍋爐房2夏季排除余熱的要求。6 自然排風(fēng)校核6.1 自然排除的風(fēng)量V自排=V1+V2-44300-4×V空油=112360+32400-44300-4×7864=69004m3/h6.2 排風(fēng)口面積計(jì)算F= V自排/3600/ 2gphp(wf-p)p0.5p為排風(fēng)溫度下的空氣密度，取42時(shí)為1.07kg/m3，wf-為夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度下的空氣密度, 取32時(shí)為1.12kg/m3，hp為排風(fēng)口至中和界高差,

17、取12m，p為排風(fēng)口的局部阻力系數(shù)，取1.58，g為重力加速度。F= 69004×1.07/3600/ 2×9.8×1.07×12×(1.12-1.07)×1.580.5=4.5997 m2取排風(fēng)口百葉窗面積為2.8×3=8.4m2鍋爐房1排風(fēng)口百葉窗面積為3×1.2=3.6m26.3 自然排風(fēng)風(fēng)道抽力計(jì)算抽立S=9.8H（wfp）/CPp取42時(shí)為1.07kg/m3，wf取32時(shí)為1.12kg/m3，CP大氣壓力修正系數(shù)，取1S=9.8H（wf p）/CP=5.88Pa6.4 風(fēng)道阻力計(jì)算進(jìn)風(fēng)百葉局部阻力：P1=

18、2/2=1.58×（69004/3600/18）2×1.07/2=0.95 Pa出風(fēng)百葉局部阻力：P2=2/2=1.58×（69004/3600/18）2×1.07/2=0.95 Pa轉(zhuǎn)彎局部阻力：P3=2×2/2=2×0.21×（69004/3600/18）2×1.07/2=0.26Pa擴(kuò)散局部阻力；P4=2/2=1×（69004/3600/18）2×1.07/2=0.6Pa沿程局部阻力：P沿=PL=0.1×14=1.4 Pa風(fēng)道阻力為P 0= P沿+P1+P2+P3+P4=1.4+0.95+0.95+0.26+0.6=4.16 Pa考慮安全系數(shù)P=1.2 P 0=1.2×4.16 =4.99 Pa風(fēng)道抽力S=5.88Pa故自然排風(fēng)能滿足排風(fēng)要求。7 結(jié)語(yǔ)以上是鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的幾個(gè)方面，遵循設(shè)計(jì)原則在不同的工程設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整。參考文獻(xiàn):1 燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986 Fuel gas-fired boiler ho