中华人民共和国国家标准锅炉房设计规范GB 50041-2008条文说明 5
9.2.23 本条是原规范第7.2.27条的修订条文。
本条文规定了磷酸盐加药设备的选用和备用配置的原则,为便于运行人员的操作和管理,加药设备宜布置在锅炉间运转层。
9.2.24 本条是原规范第7.2.28条的修订条文。
本条文对凝结水箱、软化或除盐水箱及中间水箱等各类水箱的总有效容量和设置要求作了规定,可保证各类水箱均能安全运行。中间水箱一般贮存氢离子交换器或阳离子交换器的出水,该水呈酸性,有腐蚀性,故中间水箱的内壁应有防腐措施。
9.2.25 本条是原规范第7.2.29条的条文。
凝结水泵、软化或除盐水泵、中间水泵均为系统中间环节的加压水泵,其流量和扬程均应满足系统的要求。水泵容量和台数的配置和备用泵的设置均应保证系统的安全运行。除中间水泵输送的水是阳离子水外,其余水泵输送的水均呈酸性,有腐蚀性,故应选用耐腐蚀泵。
9.2.26 本条是原规范第7.2.30条的修订条文。
食盐是钠离子交换的再生剂,其贮存方式有干法和湿法两种。湿法贮存通常采用混凝土盐池,分为浓盐池和稀盐池。浓盐池是用来贮存食盐和配制饱和溶液的,其有效容积可按汽车运输条件考虑,一般为5-15d食盐消耗量,因食盐中含有泥沙,故盐池下部应设置慢滤层或另设过滤器。稀盐液池的有效容积至少要满足最大l台离子交换器再生1次用的盐液量。由于食盐对混凝土有腐蚀性,故混凝土盐液池内壁应有防腐措施。
9.2. 27 本条是原规范第?。2.31条的修订条文。
除盐或氢离子交换化学水处理系统,均应设有酸、碱再生系统。本条对酸、碱再生系统设计的8款规定,前面5款为原规范条文,均为设计中对设备和管道及附件的一般要求;后面3款为新增加的,是考虑职业安全卫生需要。
9. 2.28 本条是原规范第7.2.32条的修订条文。
氨对铜和铜合金材料有腐蚀性,故制备氨溶液的设备管道及附件不应使用铜质材料制品。
9.2.29 本条是原规范第7.2.33条的修订条文。
汽水系统应装设必要的取样点,取样系统的取样冷却器宜相对集中布置,以便于运行人员操作。为保证汽水样品的代表性,取样管路不宜过长,以免产生样品品质的变化,取样管路及设备应采用耐腐蚀的材质。汽水样品温度宜小于30℃,可保证样品的质量和取样的安全。
9.2.30 本条是原规范第7.2.34条的条文。
本条是水处理设备的布置原则。水处理设备按工艺流程顺序将离子交换器、水泵、贮槽等设备分区集中布置,除安装、操作和维修管理方便及噪声小以外,还具有管线短、减少投资和整齐美观的优点。
9.2. 31 本条是原规范第7.2.35条的条文。
本条是水处理设备布置的具体要求。所规定的主操作通道和辅助设备间的最小净距,可满足操作、化验取样、检修管道阀门及更换补充树脂等工作的要求。
10 供热热水制备
10.1 热水锅炉及附属设施
10.1.1 本条是原规范第4.1.1条的条文。
热水锅炉运行时,当锅炉出力与外部热负荷不相适应,或因锅炉本身的热力或水力的不均匀性,都将使锅炉的出水温度或局部受热面中的水温超出设计的出水温度。运行实践证明,温度裕度低于20℃,锅炉就有汽化的危险,为防止汽化的发生,本条规定热水锅炉的温度裕度不应小于20℃。
利用自生蒸汽定压的热水锅炉(如锅筒内蒸汽定压)、汽水两用锅炉,因其炉水的温度始终是和蒸汽压力下的饱和温度相对应的,故不能满足20℃温度裕度的要求,因此本条不适用于锅炉自生蒸汽定压的热水锅炉。
10.1.2 本条是原规范第4,1.2条的条文。
当突然停电时,循环水泵停运,锅炉内的热水循环停止,此时锅内压力下降,锅水沸点降低,而锅水温度因炉膛余热加热而连续上升,将导致锅水产生汽化。对锅炉水容量大的,因突然停电造成锅水汽化,一般不会造成事故,但如处理不当,也会造成暖气片爆裂等情况。对于水容量小的锅炉,突然停电所造成的锅炉汽化情况比较严重。汽化时锅内会发生汽水撞击,锅炉进出水管和炉体剧烈震动,甚至把仪表震坏。
减轻和防止热水锅炉汽化的措施,国内多采用向锅内加自来水,并在锅炉出水管上的放汽管缓慢放汽,使锅水一面流动,一面降温,直至消除炉膛余热为止;此外,有的工厂安装了由内燃机带动的备用循环水泵,当突然停电时,使锅水连续循环;有的工厂设置备用电源或自备发电机组。这些措施各地都有实际运行经验,在设计时可根据具体情况,予以采用。
10.1.3 本条是原规范第4.1.3条的修订条文。
热水系统因停泵水击而被破坏的现象是存在的,循环水量在180t/h以下的低温热水系统基本上不会造成破坏事故;循环水量在500~800t/h的低温热水系统会造成破坏事故;高温热水系统中,即使循环水量不太大的,其停泵水击更具有破坏性。
停泵产生水击,属热水系统的安全问题,应认真对待。现在常用的防止水击破坏的有效措施如下:
1 在循环水泵进、出口母管之间装设带止回阀的旁通管做法。实践证明,当这些旁通管的截面积达到母管截面积的l/2时,可有效防止循环水泵突然停运时产生水击现象。
2 在循环水泵进口母管上装设除污器和安全阀。本条将原规范第11.0.11条关于热水循环水泵进口侧的回水母管上应装设除污器的规定合并在本条内。为防止安全阀启闭时,热水系统中的污物堵在安全阀的阀芯和阀座之间,造成安全阀关闭不严而大量泄漏,因此规定安全阀宜安装在除污器的出水一侧。
3 当采用气体加压膨胀水箱作恒压装置时,其连通管宜接在循环水泵进口母管上。
4 在循环水泵进口母管上,装设高于系统静压的泄压放气管。
以上措施中前两种一般为应考虑的设施,后两种可根据个别条件选定。
10.1.4 本条是原规范第4.1.4条的修订条文。
1 国内集中质调的供热系统,人多处于小温差、大流量的工况下运行,在经济效益上是不合理的。流量过大的原因很多,但主要是由于设计上造成的。如采暖通风负荷计算偏大,循环水泵的流量是按采暖室外计算温度下用户的耗热量总和确定的,而整个采暖期内,室外气温达到采暖室外计算温度的时间很短,致使在大部分时间内水泵流量偏大。
2 供热系统的水力计算缺乏切合实际的资料,往往计算出的系统阻力偏高,设计时难以选到按计算的扬程流量完全一致的循环水泵,一般都选用大一号的。考虑到上述因素,因此对循环水泵的流量扬程不必另加富裕量。
3 对循环水泵的台数规定了不少于2台,且规定了当1台停止运行时,其余循环水泵的总流量应满足最大循环水量。对备用泵未作出明确规定。
4 为使循环水泵的运行效率较高,各并联运行的循环水泵的特性曲线要平缓,而且宜相同或近似。
5 本款是新增的条款。考虑到在某些情况下(例如高层建筑的高温热水系统),由于系统的定压压力会高出循环水泵扬程几倍,因此在选择循环水泵时,必须考虑其承压、耐温性能要与相应的热网系统参数相适应。
10.1.5 本条是原规范第4.1.5条的条文。
采用分阶段改变流量的质调节的运行方式,可大量节约循环水泵的耗电量。把整个采暖期按室外温度的高低分为若干阶段,当室外温度较高时开启小流量的泵;室外温度较低时开启大流量的泵。在每一阶段内维持一定流量不变,并采用热网供水温度的质调节,以满足供热需要。实际上这种运行方式很多单位都使用过,运行效果较好。
在中小型供热系统中,一般采用两种不同规格的循环水泵,如水泵的流量和扬程选择合适,能使循环水泵的运行电耗减少40%。
对大型供热系统,流量变化可分成3个或更多的阶段,不同阶段采用不同流量的泵,这样可使循环水泵的运行耗电量减少50%以上。
这种分阶段改变流量的质调节方式,网络的水力工况产生了等比失调,可采用平衡阀及时调整水力工况,不致影响用户要求。
为了分阶段运行的可靠性和调节方便,循环水泵的台数不宜少于3台。
10.1.6 本条是新增的条文。
随着程序控制的调速水泵的技术日益成熟,采用调速水泵实现连续改变流量的调节可最大限度地节约循环水泵的耗电量,但对热网水力平衡的自控水平要求很高,目前量调在我国基本还是作为辅助调节手段。
10.1.7 本条是原规范第4.1.6条的条文。
l 本条文对热水热力网中补给水泵的流量、扬程和备用补给水泵的设置作了规定。结合我国的实际情况,补给水泵的流量按热水网正常补给水量的4~5倍选择是够用的。
2 补给水泵的扬程应有补水点压力加30一50kPa的富裕量,以保证安全。
3 这是为补给水的安全供应考虑的。
4 补给水泵采用调速的方式,可以节能,也利于调节,保证系统的安全和稳定运行。因其功率一般不大,采用变频调速较好。
10.1.8 本条是原规范第4.1.7条的修订条文,
热水系统的小时泄漏量,与系统规模、供水温度和运行管理有密切关系。据对调查结果的分析,造成补水量大的原因主要是不合理的取水。规范对热水系统的小时泄漏量作出规定,对加强热网管理、减小补水量有促进作用。降低补给水量不但有节约意义,而且对热水锅炉及其系统的防腐有重要作用。
将系统的小时泄漏量定为小于系统循环水量的1%,实践证明也是可以达到的。
10.1.9 本条是原规范第4.1.8条的条文。
供水温度高于l00℃的热水系统,要求恒压装置满足系统停运时不汽化的要求是必要的。其好处是:
1 避免用户最高点汽化冷凝后吸进空气,加剧管道腐蚀。
2 减少再次启动时的放气工作量。
3 避免汽化后因误操作造成暖气片爆破事故。
但是,要求系统在停运时不汽化将产生以下问题:
1 运行时系统各点压力相对较高,容易发生超压事故。
2 铸铁暖气片的使用范围受到限制。
3 采用补给水泵作恒压装置时,如遇突然停电,且没有其他补救措施时,往往无法保证系统停运时不汽化。
因此,硬性规定供水温度高于100℃的热水系统,都要确保停运时不汽化,只能采取其他在停电时能保持热水系统压力的措施,故采用了"宜"的说法。
采用氮气或蒸汽加压膨胀水箱作恒压装置不受停电的影响,在一般情况下均能满足系统停运时不汽化的要求。当此类恒压装置安装在循环水泵出口端时,设计是以系统运行时不汽化为出发点,系统停运时肯定不会汽化,故必须保证运行时不汽化。当此类恒压装置安装在循环水泵进口端时,设计是以系统停运时不汽化为出发点,则系统运行时肯定不会汽化,但对于"降压运行"的热水系统,仍需要求运行时不汽化。
10.1.10 本条是原规范第4.1.10条的条文。
供热系统的定压点和补水点均设在循环水泵的吸水侧,即进口母管上,在实际运行中采用最普遍。其优点是:压力波动较小,当循环水泵停止运行时,整个供热系统将处于较低的压力之下,如用电动水泵保持定压时,扬程较小,所耗电能较经济,如用气体压力箱定压时,则水箱所承受的压力较低。总之定压点设在循环水泵的进口母管上时,补水点亦宜设在循环水泵的同一进口母管上。
10.1.1l 本条是原规范第4.1.11条的修订条文。
1 采用补给水泵作恒压装置时,一遇突然停电,就不能向系统补水。而在目前条件下突然停电很难避免,为此本条规定:"除突然停电的情况外,应符合本规范第10.1.9条的要求"。
2 为了在有条件时弥补因停电造成的缺陷,当给水(自来水)压力高于系统静压线时,停运时宜用给水(自来水)保持静压,以避免系统汽化。
3 补给水泵用间歇补水时,热水系统在运行中的动压线是变化的,其变化范围在补水点最高压力和最低压力之间。间歇补水时,在补给水泵停止补水期间,热水系统出现过汽化现象,这是因为补水点最低压力(补给水泵启动时的补水点压力)定得太低或是电触点压力表灵敏度较差等原因造成的。为避免发生这种情况,本条规定在补给水泵停止运行期间系统的压力下降,不应导致系统汽化,即要求设计确定的补给水泵启动时的补水点压力,必须保证系统不发生汽化。
4 用补给水泵作恒压装置的热水系统,不具备吸收水容积膨胀的能力。因此,必须在系统中装设泄压装置,以防止水容积膨胀引起超压事故。
10.1.12 本条是原规范第4.1.12条的条文。
1 供水温度低于100℃的热水系统,国内多数采用高位膨胀水箱作恒压装置。这种恒压装置简单、可靠、稳定、省电,对低温热水系统比较适合。条件许可时,高温热水系统也可以采用这种装置。
高位膨胀水箱与系统连接的位置是可以选择的,可以在循环水泵的进、出口母管上,也可以在锅炉出口。目前国内基本上是连接在循环水泵进口母管上,这样可以使水箱的安装高度低一些,在经济上是合理的。因此,本条规定,高位膨胀水箱与系统连接的位置,宜设在循环水泵进口母管上。
2 为防止热水系统停运时产生倒空,致使系统吸空气,加剧管道腐蚀,增加再次启动时的放气工作量,有必要规定高位膨胀水箱的最低水位,必须高于用户系统的最高点。目前国内高位膨胀水箱的安装高度,对供水温度低于100℃的热水系统,一般高于用户系统最高点lm以上。对供水温度高于100℃的热水系统,不仅必须要求水箱的安装高度高于用户系统最高点,而且还需要满足系统停运时最好能不汽化的要求。
3 为防止设置在露天的高位膨胀水箱被冻裂,故规定应有防冻措施。
4 为避免因误操作造成系统超压事故,规定高位膨胀水箱与热水系统的连接管上不应装设阀门。
lO.1.13 本条是新增的条文。
隔膜式气压水罐是利用隔膜密闭技术,依靠罐内气体的压缩和膨胀,在补给水泵停运时,仍保持系统压力在允许的波动范围内,使系统不汽化,实现补给水泵间断运行。隔膜式气压水罐可落地布置。受该装置的罐体容积和热水系统补水量的限制,隔膜式气压水罐适用于系统总水容量小于500m3的小型热水系统。
选择隔膜式气压水罐作为热水系统定压补水装置时,仍应符合本规范第l0. 1.7条1、2款的要求。为防止占地过大,总台数不宜超过2台。
10.2 热水制备设施
10.2.1 本条是原规范第4.2.1条的条文。
换热器事故率较低,一般供应采暖及生活用热,有一定的检修时间,为了减少投资,可以不设置备用。根据使用情况,为保证供热的可靠性,可采取几台换热器并联的办法,当其中1台停止运行时,其余换热器的换热量能满足75%总计算热负荷的需要。
10.2.2 本条是原规范第4.2.2条的条文。
管式换热器检修时需抽出管束,另外与换热器本体连接的管道阀门也较多,以及设备较笨重等原因,所以换热器间应有一定的检修场地、建筑高度以及具备吊装条件等,以保证维修的需要。
10.2.3 本条是原规范第4.2.3条的条文。
以蒸汽为加热介质的汽水换热系统中,推荐使用"过冷式"汽水换热器,可不串联水水换热器,系统简化。若汽水换热器排出的凝结水温超过80℃,为减少热损失,宜在汽水换热器之后,串联一级水水换热器,以便把上一级的凝结水温度降低下来之后予以回收。水水换热器后的排水管应有一定的上反管段,以保证热交换介质充满整个容器,充分发挥设备的能力。
10. 2.4 本条是原规范第4.2.5条的条文。
采用蒸汽喷射加热器和汽水混合加热器的热水系统,可以满足加热介质为蒸汽且热负荷较小的用户。
蒸汽喷射加热器代替了热水采暖系统中热交换器的循环水泵,它本身既能推动热水在采暖系统中的循环流动,同时又能将水加热。但采用蒸汽喷射器加热,必须具备一定的条件,供汽压力不能波动太大,应有一定的范围,否则就会使喷射器不能正常工作。
汽水混合加热器,具有体积小、制造简单、安装方便、调节灵敏和加热温差大等优点,但在系统中需设循环水泵。
以上两种加热设备都是用蒸汽与水直接混合加热的,正常运行时加入系统多少蒸汽量,应从系统中排出多少冷凝水量,这些水具有一定的热量且经过水质处理,故规定应予以回收。
淋水式加热器已基本不使用,因此不再推荐。
10.2.5 本条是原规范第4. 2. 6条的修订条文。
l 蒸汽压力保持稳定是蒸汽喷射加热器低噪声、稳定运行的主要保障条件。
2 蒸汽喷射加热器的开关和调节均需有人管理,设备的集中布置既可减少人员,又有利于系统溢流水的回收利用。
3 并联运行的蒸汽喷射加热器,为便于其中单个设备的启动和停运,防止造成倒灌现象,应在每个喷射器的出,入口装设闸阀,并在出口装设止回阀。
4 采用膨胀水箱控制喷射器入口水压,具有管理方便、压力稳定等优点,故推荐使用。
10.2.6 本条是新增的条文。
近年来小型全自动组合式换热机组是已实现工厂化生产的定型产品,是一种集热交换、热水循环、补给水和系统定压于一体的换热装置,可以根据用户热水系统的要求进行多种组合,适用于小型换热站选用,可缩短设计和施工周期,节约投资。但在选用小型全自动组合式换热机组时,应结合用户热力网的具体情况,对换热机组的换热量、热力网系统的水力工况、循环水泵和补给水泵的特性进行校核计算。
11 监测和控制
11.1 监 测
11.1.1 本条是原规范第9.1.1条的条文。
根据原规范条文结合目前国内锅炉房监测的现状.并按现行《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的有关规定,为保证蒸汽锅炉机组的安全运行,必须装设监测下列主要参数的指示仪表:
1 锅筒蒸汽压力。
2 锅筒水位。
3 锅筒进口给水压力。
4 过热器出口的蒸汽压力和温度。
5 省煤器进、出口的水温和水压。
对于大于等于20t/h的蒸汽锅炉,除了应装设上列保证安全运行参数的指示仪表外,尚应装设记录其锅筒蒸汽压力、水位和过热器出口蒸汽压力和温度的仪表。
控制非沸腾式(铸铁)省煤器出口水温可防止汽化,确保省煤器安全运行;对沸腾式省煤器,需控制进口水温,以防止钢管外壁受含硫酸烟气的低温腐蚀。
此外,通过对省煤器进、出口水压的监测,可以及时发现省煤器的堵塞,及时清理,以利于省煤器的安全运行。
11.1.2 本条是原规范第9.1.2条的修订条文。
本条是在原条文的基础上,为了保证蒸汽锅炉能经济地运行,使对有关参数检测所需装设的仪表更直观清晰,将原条文按单台锅炉额定蒸发量和监测仪表的功能,予以分档表格化。
实现蒸汽锅炉经济运行对提高锅炉热效率,节约能源,有着重要的意义。近年来锅炉房仪表装设水平已有较大的提高,这给锅炉的经济运行和经济核算提供了可能和方便。
对于单台锅炉额定蒸发量大于4t/h而小于20t/h的火管锅炉或水火管组合锅炉,当不便装设烟风系统参数测点时,可不监测。
本次修订增加了给水调节阀开度指示和鼓、引风机进口挡板开度指示,以及给煤(粉)机转速和调速风机转速指示,使锅炉运行人员及时了解设备的运行状态并根据机组的负荷进行随机调节,保证锅炉机组处于最佳运行状态。
11.1.3 本条是原规范第9.1.3条的修订条文。
根据原规范条文,结合目前国内锅炉房监测的现状,为保证热水锅炉机组的安全、经济运行,必须装设监测锅炉进、出口水温和水压、循环水流量以及风、烟系统的各段的压力和温度参数等的指示仪表。对于单台额定热功率大于等于14MW的热水锅炉,尚应增加锅炉出口水温和循环水流量的记录仪表。
热水锅炉的燃料量和风、烟系统的压力和温度仪表,可按本规范表11.1.2中容量相应的蒸汽锅炉的监测项目设置。
11.1.4 本条是原规范第9.1.4条的修订条文。
本条规定了对不同类型锅炉所装仪表除应遵守本规范第11.1.1条、第11.1.2条和第11.1.3条的规定外,还必须装设监测有关参数的指示仪表。
1 循环流化床锅炉的正常运行,主要是通过对其炉床密相区和稀相区温度及料层差压的控制和调整,以保证燃烧的稳定;通过对炉床温度、分离器烟温和返料器温度的控制和调整,防止发生结渣和结焦;通过一次风量、二次风量,石灰石给料量及炉床温度的控制和调整,实现低氮氧化物和二氧化硫的排放,有利于环境保护。
2 煤粉锅炉为防止制粉系统自燃和爆炸,对制粉设备出口处煤粉和空气混合物的温度应予以控制,控制温度的高低主要与煤种有关。因此为了煤粉锅炉安全运行,必须对此参数进行监测。
3 对燃油锅炉,除了供油系统需监测一些必需的温度压力参数外,为了防止炉膛熄火,保证安全运行,雾化好,燃烧完全,还必须监测燃烧器前的油温和油压,带中间回油燃烧器的回油油压、蒸汽或空气进雾化器前的压力,以及锅炉后或锅炉尾部受热面后的烟气温度。对锅炉或锅炉尾部受热面后的烟气温度的监测,也是为防止含硫烟气对设备的低温腐蚀和发生烟气再燃烧。
4 燃气锅炉运行中,燃烧器前的燃气压力如果过低,可能发生回火,导致燃气管道爆炸;燃气压力如果过高,可能发生脱火或炉膛熄火,导致炉膛爆炸。