煤矿供热及锅炉选型方案Word文档格式.docx
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序号
建筑物名称
室内采暖计算温度
（℃）
采暖建筑物
面积
（m3）
采暖热
指标
（W/m2）
采暖热负荷
（W）
1
综合办公楼（浴室，灯房）
18
2600
50
130000
2
工区楼
300
45
13500
3
食堂
1260
56700
4
职工宿舍楼
2800
126000
5
办公楼
3400
153000
6
副井绞车房
16
700
35000
7
主井绞车房
500
25000
8
空压机房
15
162
8100
9
机电维修车间
720
32400
10
机电设备库（办公楼）
760
34200
11
风机房
170
8500
12
扇风机房
2500
13
汽车库
112
5600
合计
630500
第三节生活热水热负荷
1、洗浴用热水
矿井全员人数共计为1000人（含生产、管理），生产职工人员按四班三运行制，每班生产人员（含井下和地面）250人，考虑同时洗浴人数的不均时系数，按矿井常年最大班洗浴人数200人计算所需热水供应和加热耗热量，常年洗浴用生活热水集中制备，共用一个公共浴室。
所有热水均由锅炉房内的热交换站统一提供。
各用热单位的热水量及耗热量分别为：
1）公共浴室浴池热水及淋浴热水用量按每人每次440L计，冷水温度为10℃，加热至42℃，则制备职工洗浴生活热水所需耗热量为：
Q=nLC△t
其中：
Q—耗热量（W）
n—每班淋浴人数（W）
C—水的质量比热（W/kg.℃）
△t—冷热水温度差（℃）
即Q=200×
440×
1.16（42-10）=3266560W
根据国家煤矿工业设计规定，公共浴室淋浴热水加热和储热方式，时间按4.5小时计算，生活热水加热设计耗热量为3266560/4.5=726000W。
考虑加热用水时段的不一致性1.02，生活热水供应设计最大耗热量为740420W。
2、空压机余热
矿区现运行2台132KW的空压机两台，根据美国能源署统计，压缩机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在总耗电量中只占很小的一部分约为20%，另外80%的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。
考虑到压风机运行不可能百分百负载运行，按照62%平均负载率计算热量提取。
其中有62%是可以被回收利用的，折合压缩机的轴功率的50%。
考虑到油气双回收，可以得到65%的热量。
合计132×
2×
65%=171KW。
按照空压机24小时运行，可以得到的免费的热负荷为171000×
24=4104000W，可以得到的热水为4104000W÷
1.16÷
（42-10）=110吨，运行费用几乎为零。
矿区总用水量为200×
440L×
4=353吨，空压机可以得到110吨的热水，剩余的热水为243吨，需要的热负荷为243000÷
4×
1.16（42-10）=2255000W，按照4.5小时计算，每小时需求的热负荷为501120W。
3、太阳能热源
太阳能热源是一种免费的可再生能源，因受天气的影响，每年有效可利用的天数为280天左右，这280天中，太阳能系统产生热水几乎免费。
因没有具有的太阳能热值参数，暂按照济南地区的太阳能热值，产生一吨热水需求的集热面积为11.34㎡，如产生243吨的热水，需求的集热面积为243×
11.34=2755㎡。
电加热作为太阳能热源的备用热源，连续阴雨天气时启动，一般不启动。
第四节井筒防冻热负荷
为防止冬季矿井进风井筒内淋帮水结冻，影响提升能力及可能由于冰块踏落造成井底严重事故，对井筒进风采取加热措施。
一、主斜井井筒防冻
1、设计数据
（1）主斜井入井总风量：
3050m³
/min
（2）室外极端最低温度平均值：
－21.4℃
（3）冷、热空气混合后的温度：
2℃
（4）加热后的空气温度：
25℃
（5）加热热媒：
0.3MPa饱和蒸汽
2、防冻耗热量
Q=50.8×
3.6×
1.2×
0.28×
[2-（-21.4）]=1437kW
3、加热方式
空气加热采用有风机送风加热方式。
在主井口房附近设集中空气加热室，安装空气热交换器，空气通过交换器系统所需的动力，由送风机承担，冷、热空气在斜井井口房内混合。
4、热媒及管道系统
热媒为0.3MPa的饱和蒸汽，机组热交换器采用并联连接异程式系统。
凝结水利用余压自流回锅炉房内的软化、凝结水箱中。
二、副斜井井筒防冻
1925m³
Q=1925/60×
[2-（-21.4）]=905.7kW
第五节锅炉房设备
一、设计热负荷
根据上述计算结果，可知本项目采暖季最大热负荷为建筑采暖、热水供应及井筒保温三项之和，共计3.473MW。
非采暖季最大热负荷仅为热水供应一项，共计0.5MW。
根据本项目供热要求，在工业场地设集中供热锅炉房一座，依照前述所计算热负荷，锅炉房设计热负荷见表1－1－2。
二、锅炉选型
根据该矿井环境影响评价报告，该地区大气环境为全国最污染地区之一，每年雾霾天数已占到全年天数的三分之一以上，对人民的生活健康和当地空气环境带来很大的影响，为减少环境污染，避免新上燃煤锅炉排出的污染源废渣，废水、煤灰，飞尘对环境的破坏，根据环评文件提出的要求，设计确定采用对大气和环境零污染的电锅炉生产热能。
表1-1-2锅炉房设计热负荷表
项目
设计热负荷（MW）
采暖季
非采暖季
采暖通风（生产、公共建筑）
0.63
井筒保温
2.33
热水供应
0.5
3.46
三、锅炉热媒参数选择
根据矿井工业场地对热源不同的使用要求，行政公共建筑采暖宜用低温水热媒，其它负荷包括工业建筑采暖、热水供应和井筒保温宜采用饱和蒸汽作为热媒，可以更好的保障冬季井筒生产运行安全，采用蒸汽换热效率高，供热升温快，减小输送管线的投资费用且工业建筑采暖、热水供应和井筒保温热负荷占整个矿井热负荷的比例较高，综合以上几方面的因素，设计选用以电作为能源供应的蒸汽锅炉。
对于矿井工业场地行政、公共建筑室内卫生条件要求较高,为满足室内工作人员舒适度和有关规范规定，采暖热媒采用95/70℃低温热水，热水制备采用汽—水换热器，加热热媒为锅炉所产85/60℃低温热水。
四、电锅炉工作原理及特点
电锅炉是一种以电力为能源，从电能转化成热能，通过锅炉的换热部位把热媒水加热到一定参数（温度、压力）并向外输出具有额定工质的热能机械设备。
电锅炉按照用途可分为：
KS-D电开水锅炉、CLDR（CWDR）电热水锅炉（包括电采暖锅炉和电洗浴锅炉）、LDR（WDR）电蒸汽锅炉等。
蒸汽锅炉是生产规定参数和品质的蒸汽的锅炉。
综上，电蒸汽锅炉就是以电力为能源，生产规定参数和品质的蒸汽的锅炉，其主要性能特点如下：
1、全自动智能化控制技术，无需专人值守。
工作方式灵活，可设置为手动或自动模式。
2、可按照需要设定锅炉自动运行时间段，一天可设多个不同的工作时段，使锅炉自动分时启动各加热组，加热组循环投切，使各接触器使用时间、频率相同，提高设备使用寿命。
3、控制器对压力自动控制、演算、追踪，可在负荷变化时对给水泵、电加热管进行自动启停控制，也可手动控制。
4、具备齐全的多项保护功能，漏电保护、缺水保护、接地保护、蒸汽超压保护、过流保护、电源保护等，锅炉自动保护，安全到家。
5、锅炉本体采用锅炉压力容器钢板，炉体纵、环焊缝均为自动焊，并进行X射线探伤，小型锅炉炉体、机电一体化,便于安装和配接；
大型锅炉炉体与电控分体设计，杜绝电气控制部分受炉体的高温影响，保证电控器件的稳定运行。
6、采用符合JB/2379-93和《金属管状电加热元件技术条件》要求的低表面热负荷电热元件。
优质电热丝外套加厚不锈钢管，管内填充高纯度二氧化镁粉，电加热管使用寿命长。
每组电热元件采用法兰连接，具有结构简单，机械强度高，安全可靠，更换方便等特点。
7、结构紧凑、科学合理的设计和先进的制造工艺，使锅炉占用空间小，方便运输并且节省使用场地。
8、无噪音，无污染，热效率高，锅炉本体采用优质高效保温材料做保温，散热损耗小，节能降耗。
9、锅炉外包装采用名优彩板包裹设计，外形美观大方，不易锈蚀。
电锅炉主要优点：
1、安全性:
①漏电保护：
当锅炉发生漏电时，通过漏电断路器及时切断电源，确保人身安全。
②缺水保护：
当锅炉缺水时及时切断加热管控制电路，防止加热管发生干烧损坏，同时控制器发出缺水报警指示。
③接地保护：
当锅炉外壳带电时，通过接地线把漏电流导入大地，从而确保人身安全。
通常保护接地线应与大地之间作良好的金属联接，常用深埋在地下的角铁、钢管做接地体，接地电阻不得大于4Ω。
④蒸汽超压保护：
当锅炉蒸汽压力超过设定的上限压力时，安全阀启动，释放出蒸汽使压力降低。
⑤过流保护：
当锅炉超负荷（电压过高）工作时，漏电断路器自动断开。
⑥电源保护:
借助先进的电子线路检测到过电压、欠电压、断相等故障状态后，进行可靠的断电保护。
2、方便性:
①电源引入电控箱后，一键操作，锅炉便进入（或脱离）全自动运行状态。
②锅炉内水量减少，控制系统自动通过补水泵把水从水箱补充到锅炉内。
3、合理性:
为合理有效的使用电能，特别将加热功率分为数段，并由控制器自动循环投入（切断）用户根据实际需要确定好加热功率后，只需合上相应漏电断路器（或按下相应的投切开关）即可。
加热管的分段循环投切，降低了锅炉在运行中对电网的冲击。
4、可靠性:
①锅炉本体使用氩弧焊打底，手工焊盖面，经过X射线探伤的严格检查。
②锅炉使用钢材，严格按制造标准选用。
③锅炉使用配件，均选用国内外优质产品，并经试炉检验，保证了锅炉的长期正常运行。
五、锅炉主要技术参数
根据锅炉房设计热负荷，确定锅炉采暖季热负荷为3.46MW；
非采暖季热负荷为0.5MW。
考虑电锅炉运行的可靠和稳定性，选用一台额定蒸发量5t/h电锅炉即可满足供热要求。
2、锅炉技术参数：
型号：
WRD6.0-0.7，台数：
1台
额定蒸发量：
5t/h，额定工作压力：
0.7MPa
配电功率：
3460kW
六、锅炉房热力系统
1、锅炉给水系统：
厂区各系统蒸汽凝结水回水返回锅炉补水箱，由锅炉给水泵送入锅炉，锅炉产生的0.7MPa饱和蒸汽通过分汽缸对矿井的工业建筑、空气加热室、锅炉房内的生活热水制备站等进行供热。
锅炉配套安装2台给水泵,一用一备，非采暖季1台运行带变频调节装置，以满足在不同负荷时，都能经济运行。
给水泵选用多级泵，流量：
Q=3~6m3/h扬程：
90~120m。
2、软化除氧系统：
锅炉补给水采用CRJH-8型全自动软水器进行软化处理，双罐连续出水，处理水量：
8t/h。
锅炉给水除氧采用物理-化学相结合的解吸除氧方式对锅炉补水进行除氧，除氧器出力:
6~t/h。
除氧系统配备2台除氧水泵，1台运行1台备用。
系统设1台8m3软化补水箱。
3、矿井公共、行政建筑物低温热水采暖系统采用组合式换热机组，制备85/60℃低温热水。
为便于控制管理，设在锅炉房水处理间，机组采用高效汽水换热器，换热量为0.5MW，配备2台热水循环水泵，系统补水定压亦采用变频调速装置,配备2台补给水泵，1台运行1台备用。
所需补水来自软化补水箱。
七、锅炉房布置
锅炉房由以下两部分组成
室内部分包括锅炉间、水处理辅助间和电控间三部分组成。
锅炉采用单层布置，锅炉间长宽高分别为8×
4.5×
4.0（m），水处理间长、宽、高分别为6×
4（m），电控间长、宽、高分别为6×
6×
4（m），锅炉房所在位置见矿井工业场地平面布置图。
附:
锅炉房主要设备清单
顺
序
设备材料名称
产品目录中的型号及规格
单
位
数量
重量
备注
单重
总重
电蒸汽锅炉
WRD6.0-0.7
台
额定蒸发量5t/h
额定工作压力：
锅炉效率：
98%
锅炉电控装置
套
锅炉配套
取样冷却器
Ø
254
分汽缸
500L=2000mm
锅炉给水泵
流量：
Q=3~m3/h扬程：
90~120m
一用一备
电机功率：
N=7.5kW
高效汽－水换热器
换热量:
0.5MW
一次热媒:
0.3MPa饱和蒸汽
二次热媒:
85/60℃热水
热水循环水泵
Q=40m3/h扬程：
30m
N=15kW
热水补水定压装置
配变频装置
配补水泵
Q=5m3/h扬程：
30m
N=2kW
全自动钠离子交换器
CRJH-8连续出水
处理水量:
8t/h
除氧水泵
Q=6～10m3/h扬程：
解析除氧器
出力:
8t/h
出水氧含量:
0.01～0.1mg/L
连续排污膨胀器
LP-650/0.8工作压力：
0.2MPa：
公称容积：
0.8m3
补给水箱
3000×
2000×
1500公称容积8m3
个
升级会员 