燃油燃?xì)忮仩t房的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)要求的提高，電力及石油、天然氣等能源供求關(guān)系的變化，近年來燃油燃?xì)忮仩t使用得越來越多。而燃油燃?xì)忮仩t房的設(shè)計(jì)關(guān)系到人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)的安全，也是能否保證鍋爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在鍋爐房設(shè)計(jì)中除了鍋爐房的位置、容量等要滿足有關(guān)規(guī)范要求外，其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要內(nèi)容。但由于現(xiàn)有的規(guī)范和手冊(cè)中涉及通風(fēng)的內(nèi)容不多，也沒有具體的給出設(shè)計(jì)計(jì)算方法，給設(shè)計(jì)帶來一定的困難。本文就這方面問題，結(jié)合筆者的工程經(jīng)驗(yàn)，作一些分析、計(jì)算和討論，提出自己的觀點(diǎn)，供大家參考。

　　1、燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　1.1　根據(jù)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50041-92）第13.3.2條規(guī)定：鍋爐間、凝結(jié)水箱間、水泵油泵間等余熱，宜采用有組織的自然通風(fēng)排除，當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。鍋爐房?jī)?nèi)的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道、煙道、水箱等散熱損失。這就涉及到鍋爐房?jī)?nèi)各房間夏季要保持多少溫度較合適的問題，而溫度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)從消除余熱來考慮。

　　1.2　按照《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50041-92）第13.3.6至13.3.8條規(guī)定：設(shè)在其它建筑物內(nèi)的燃?xì)忮仩t間應(yīng)有每小時(shí)不少于3次的換氣量，換氣量中不包括鍋爐燃燒用風(fēng)量。燃?xì)庹{(diào)壓間等有操作危險(xiǎn)的房間，應(yīng)有每小時(shí)不少于3次的換氣量，當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置，并應(yīng)有每小時(shí)換氣不少于8次的事故通風(fēng)裝置。燃油泵房和貯存閃點(diǎn)小于45℃的易燃油品的地下油庫(kù)，除了用自然通風(fēng)外，燃油泵房應(yīng)有每小時(shí)換氣次數(shù)10次的機(jī)械通風(fēng)裝置，油庫(kù)應(yīng)有每小時(shí)換氣6次的機(jī)械通風(fēng)裝置。以上三條均是為了保證排除各房間內(nèi)空氣中易燃易爆油氣而規(guī)定設(shè)置的最小通風(fēng)量。

　　1.3　鍋爐間、油泵油箱間、燃?xì)庹{(diào)壓間一般采用水噴霧或氣體滅火系統(tǒng)。如采用氣體滅火裝置，則一旦發(fā)生火災(zāi)，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)工作，同時(shí)要關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)及出入這些房間風(fēng)道上的閥門。確定火熄滅后，再啟動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)，排除殘留氣體，為保證滅火后能從室內(nèi)下部地帶排除殘留廢氣，房間的換氣次數(shù)不少于4次/h，并于房間下部設(shè)置排風(fēng)口。這就從消防方面規(guī)定了排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量。

　　1.4　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，所以要通過計(jì)算確定所需的通風(fēng)量。

　　以上是燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的幾個(gè)方面，下面重點(diǎn)討論通風(fēng)量的確定方法。

　　2、燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)量的確定

　　為了敘述的方便，下面以燃油鍋爐房為例，且以 0#柴油為燃料作具體計(jì)算。至于燃?xì)忮仩t房及各種其它燃料，可根據(jù)有關(guān)資料，參照下面的方法類推。

　　2.1　燃料燃燒空氣需要量和產(chǎn)生的煙氣量

　　a.空氣需要量：根據(jù)有關(guān)資料，每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為：

　　V=αV0=α（+2）

　　式中：α——過量空氣系數(shù)，一般取1.2；

　　Q——燃料的低位發(fā)熱量，對(duì)0#柴油為42 900kJ/kg；

　　V0——1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量。則有：

　　V0=+2=+2=10.71 （m3/kg）

　　所以每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為：

　　Va=1.2V0=1.2×10.71=12.85 （m3/kg）

　　b.產(chǎn)生煙氣量：每kg燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量為

　　Vy=VRO2+V0N2+V0H2O+1.0161（α-1）V0

　　式中：

　　VRO2=0.01866（Cy+0.375Sy）=1.6 （m3/kg）

　　V0N2=0.79V0+0.008Ny=8.46 （m3/kg）

　　V0H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0/0161V0=1.67 （m3/kg）

　?。▽?duì)0#柴油，Cy=85.6，Sy=0.25，Ny=0.04，Hy=13.5，Wy=0）

　　則每kg燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量為：

　　Vy=1.6+8.46+1.67+1.0161×（1.2-1）×10.71

　　=13.906 （m3/kg）

　　c.以筆者設(shè)計(jì)的某鍋爐房為例，設(shè)置2臺(tái)2t/h的燃油鍋爐，其鍋爐間面積約150m2，層高6m，每臺(tái)鍋爐耗油量為140kg/h.則2臺(tái)鍋爐全部滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)所需要的空氣量為：

　　Va×140×2=12.85×140×2=3 598 （m3/h）

　　換氣次數(shù)為4次/h（不考慮不同狀態(tài)下的修正，以下同），所產(chǎn)生的煙氣量為

　　Vy×140×2=13.906×140×2=3 895 （m3/h）

　　煙氣量是鍋爐房煙道、煙囪設(shè)計(jì)的依據(jù)。

　　d .常用燃料燃燒空氣需要量和產(chǎn)生的煙氣量見下表1：

　　2.2 排除鍋爐房?jī)?nèi)余熱所需的通風(fēng)量

　　a.鍋爐間內(nèi)余熱計(jì)算

　　鍋爐間的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道及煙道等散熱損失。對(duì)于目前普遍使用的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)燃油燃?xì)忮仩t，通過鍋爐的熱平衡分析，可知其散熱損失約為2%.對(duì)于上述2臺(tái)2t/h的鍋爐房，其余熱量為：

　　Q= Q×140×2×2%/4.18=42 900×140×2×2%/4.18=57 473（kcal/h）=67 （kW）

　　b.排除余熱所需要的通風(fēng)量

　　假如鍋爐房溫度夏季保持在40℃左右，則余熱中一部分通過房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳到室外，其余由排風(fēng)帶走。

　　2.3　經(jīng)過以上計(jì)算，對(duì)2臺(tái)2t/h的鍋爐房，要保持鍋爐間內(nèi)溫度在40℃以下，則需要約26次/h的通風(fēng)量，而為了保證2臺(tái)鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燃料的充分燃燒，則需要的空氣量約為4次/h.而目前鍋爐房設(shè)計(jì)中，排風(fēng)量一般只有6~10次/h，送風(fēng)量一般為排風(fēng)量的50%~90%，這樣很難滿足上述要求，所以大多數(shù)鍋爐房?jī)?nèi)溫度較高。尤其是在夏季容量較大的地下鍋爐房，由于無法進(jìn)行自然通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)量又較小時(shí)，其溫度可達(dá)50℃以上，而且往往燃燒所需的空氣量得不到保證。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　3.1　燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要計(jì)算排除鍋爐房?jī)?nèi)余熱所需要的通風(fēng)量，再計(jì)算鍋爐燃燒所需要的空氣量。由于燃燒所需要的空氣量是由燃燒器從鍋爐房抽走的，所以在選用鍋爐房送排風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)送（補(bǔ)）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量即為排除余熱所需要的通風(fēng)量，而排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為上述兩者之差。

　　3.2 根據(jù)以上送、排風(fēng)量，校核是否滿足有關(guān)規(guī)范要求的排除易燃易爆油氣所需的換氣次數(shù)。

　　3.3 所有安裝在有易燃易爆危險(xiǎn)房間內(nèi)的通風(fēng)裝置應(yīng)有防爆措施。

　　3.4 確定送、排風(fēng)量時(shí)還要考慮到對(duì)鍋爐房?jī)?nèi)外空氣壓差的影響，因?yàn)殄仩t房?jī)?nèi)保持正壓或負(fù)壓關(guān)系到燃燒器的調(diào)節(jié)和煙道、煙囪的設(shè)計(jì)。