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發布日期:2020-03-13 12:56:48來源:土木工程網責任編輯:土木龍
摘要:本文著重介紹設在高層建筑物內的鍋爐房送風排煙設計,設在高層建筑物樓外的獨立鍋爐房,與通常的室外鍋爐房送風排煙系統相同。
關鍵詞:建筑;鍋爐;送風排煙;設計
高層建筑的燃煤、燃氣和燃油鍋爐房,均涉及到送風和排煙設計。燃料在鍋爐內燃燒過程中,需要不斷地補充空氣,同時須不斷地將燃燒產生的煙氣排到室外較合適的空間。在高層建筑物內設計送風和排煙系統,常常會受到條件的限制。
1、鍋爐送風設計
1.1鍋爐送風機
燃煤鍋爐采用鼓風機為爐膛內煤炭助燃,小于2t/h的燃煤鍋爐常采用引風機或僅靠煙囪的抽力,使爐膛形成負壓而自然向爐膛內補風助燃,燃煤鍋爐配置鼓引風機的要點:
1.1.1鍋爐鼓引風機宜單爐配套,小于2t/h的鍋爐可按具體情況單爐或集中配置;
當集中配置時,每臺鍋爐與總風量、總煙道的連接處,應設置密閉的閘門。
1.1.2單爐配套風機時,風量的富裕量一般為10%,風壓的富裕量一般為20%。
1.1.3選擇鼓引風機時應盡量使風機在最高效率點附近運行,風機的轉速不宜超過1450r/min。
1.1.4采用鍋爐廠配套的鼓引風機時,設計中應注意風煙道介質流速及阻力的驗算,并應根據當地的大氣壓進行修正。
燃油燃氣鍋爐的配風機由鍋爐自帶,風機的風量和風壓由鍋爐配帶,滿足正常運行需要。風機風壓較小,不擔負煙氣排放動力,如果煙囪的抽力不足,將影響鍋爐的配風機運行,風壓變大、風量降低、噪音增加。
1.2鍋爐間補風設計
當鍋爐房設置在地下層時,常常無法通過外窗或門進風,補充燃燒所必須的足夠空氣。設在高建筑中間設備層內的鍋爐間,有時也因為外墻玻璃幕而無法直接補充足夠的空氣。設計專用的補風系統很有必要,補風系統由進風口、風道、豎井和風機組成。
1.2.1鍋爐燃料燃燒需要的空氣量計算
通過新風量的計算確定補風系統相關尺寸。
煤、油燃燒的理論空氣需要量定義:當1kg燃料中可燃元素完全燃燒,且燃燒產物(煙氣)中無自由氧存在時,所需要的空氣量(指干空氣)稱為理論空氣需要量。
對氣體燃料的定義:標態下1m3燃氣按燃燒反應計量方程式完全燃燒所需要的空氣量(指干空氣)稱為理論空氣需要量。
1.2.2鍋爐間送風送計
由前面求得燃燒實際需要空氣量,加上鍋爐間其他需要空氣量,再減去鍋爐間能靠自然補充的空氣量,求得補風系統的風量,該風量作為確定取風口、風道、豎井及風機的依據。
補風系統設計與新風系統設計相同,在高層建筑內設計補風系統,難點是從室外取新風口和豎井的布置,與土建的整體配合。選定的新風口位置應盡量保證取風清潔,一般將新風口布置在建筑物的背立面或院內側,與建筑假景、小品類的構筑物結合。距地面2m以內的新風口風速宜小于3m/s;2m以上的新風口風速不易大于7m/s。新風口宜采用防雨(雨水一般進不來)型百葉風口。送風井(道)內風速的確定,應保證新風很通暢的進入鍋爐間,采用土建風道風速可取低點,采用鋼板風道可取高值。
當采用送風機時,在確保噪聲對周圍的影響為規定的范圍內前提下,風速可以取高些,以縮小風道風井截面積。
2、高層建筑鍋爐房排煙設計
2.1鍋爐房煙道設計要求
煙道應力求平直、氣密性好、附個少而阻力小。當幾臺鍋爐共用煙道、煙囪時應盡量使每臺鍋爐的引力均衡,必要時可在支煙道上裝設閘板閥或可調蝶閥;鑄鐵省煤器宜設旁通煙道和嚴密的煙道閘門;水平煙道在敷設時應保持1%以上的抬頭布置。在煙道的適當位置宜設置必要的熱工測點,在適當位置應設置清掃口;金屬煙道的鋼板厚一般采用4~6mm。在設計煙道時,應配置足夠的加強肋,保證強度和剛度要求;鋼煙道應有保溫措施及可靠的固定。煙道的熱膨脹應進行補償;燃油燃氣鍋爐的煙道上應裝設防爆門、防爆門的位置應有利于泄壓,應設在不危及人員安全及轉彎前的適當位置。
2.2高層建筑鍋爐房煙囪的布置
高層建筑鍋爐房的煙囪布置一般是將煙囪沿內、外墻角布置,其設置應使煙氣流暢。設計盡可能選擇在建筑物的拐角或有遮擋的部位,盡量與建筑立面相協調;煙囪頂部應高出屋頂表面,其垂直距離為1m以上。當建筑物頂上有開口部位時,煙囪與水平距離應大于3m以上。煙囪出口處應設避雷裝置。設在飛機場和飛機航道附近的較高煙囪,應設置信號燈,刷標志色;煙囪應考慮隔熱處理,以避免對臨近房間的影響。煙道與煙囪的連接處應考慮應力補償問題。
2.3高層建筑群內獨立鍋爐房煙囪的布置
高層建筑群內鍋爐房煙囪布置,通常有兩種形式:一是沿附近高層建筑的外墻或內墻布置;二是獨立布置。獨立布置的煙囪高度應滿足《鍋爐大氣污染物排放標準》的規定。并應避免附近高層建筑的風壓對煙囪排煙的不良影響,煙囪高度應超出風壓帶。高層建筑風壓帶的范圍。
3、燃油然氣鍋爐房排煙系統阻力平衡問題
高層建筑物內設計的燃油燃氣鍋爐房,按防火規范要求單臺不大于2T/H,總噸位不大于6T/H,采用的鍋爐屬于小型的。目前,小型燃油燃氣鍋爐排煙溫度較高(一般為230℃左右),選用耐高溫低壓頭的引風機有困難,通??孔銐蚋叩臒焽璧某榱砜朔艧煹赖淖枇?。
3.1平衡鍋爐負壓太大措施
受周圍高層建筑物的限制,煙囪必須避開建筑風壓帶對煙囪排煙的影響。附在高層建筑物主體的煙囪較高、排煙道又不過長,往往造成鍋爐負壓太大,爐膛空氣過剩量太多,鍋爐效率降低、出力下降。平衡煙囪抽力的措施有:減小煙囪及煙道尺寸,增加排煙阻力;在煙道或煙囪上加抽風控制器,吸入一部分空氣混進煙氣中,加大了排煙量,增加了排因阻力。抽風控制器有成品,可根據煙道的直徑及抽力選定。對于方形、矩形或其他形狀的煙道,計算出其截面積,按其截面積選用相應截面積抽風控制器。
3.2克服排煙阻力過大的措施
3.2.1提高鍋爐微正壓,與鍋爐制造廠協商,采取將燃燒器的鼓風機加大來提高鍋爐微正壓,以克服排煙道阻力過大。
3.2.2加裝煙氣引射器,在鍋爐房煙道中插入一段特殊形狀的煙管,采用壓縮空氣噴射引流煙氣。
3.2.3增加引風機,這是簡單直接方法,但是由于目前小型燃油燃氣鍋爐排煙溫度高,選用低壓頭的引風機產品有困難,需要解決引風機產品性能。
參考文獻
[1] 賀平,孫剛. 供熱工程[M] . 中國建筑工業出版社,1993.
[2] 張立波. 采暖工程中重要問題的探討. 黑龍江科技信息,2000