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