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1、第八章 热源及冷源,第一节 热源及冷源概述,一.热源概述 1.锅炉,局部锅炉房(分散供热锅炉房):多为小型锅炉,热效率低,排放的烟尘和有害物质多,区域锅炉房(集中供热锅炉房):热效率高,燃烧排放物较少,节能环保,热电厂:锅炉容量大,热效率在90%以上,节省燃料,排放有害物质较少,局部锅炉房示意图,区域锅炉房,热电厂,2.自然资源以及余热利用 余热利用:指对废气废水中的剩余热进行回收利用,这一类型热源主要是热泵。,地源热泵示意图,二.冷源概述,天然冷源,定义:指温度低于环境温度的天然物质。,特点:节能造价低,具有节能效益和环保效益,人工冷源,定义:使用各种制冷机组用来制备低温冷水,向空调系统提供
2、冷量。,分类,按驱动方式:电动冷水机组、热驱动的吸收式冷水机组,按冷却方式:水冷式冷水机组、风冷式冷水机组,按结构形式:模块式、整装式、多机头式,按功能:冷热水机组、单冷式制冷机组,三.冷热源组合方式 1.电动冷水机组供冷、锅炉供热 优点:电动冷水机组能效比较高,一般冷热源集中布置,方便对设备的运行、维护和管理。 缺点:需要占据一定的建筑面积,并对环境有影响。 2.溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉供热 优点:耗电省、噪音低、运行平稳、能量调节范围广、自动化程度高、安装、维护、操作简单。 缺点:溴化锂溶液对普通碳钢具有强烈的腐蚀性,影响机组的寿命以及机组的性能和正常运转。机组在真空下运行,空气容易
3、漏入,气密性要求高。,3.电动冷水机组供冷、热电厂供热 能源利用率比分散供暖热效率高,降低了二氧化碳、二氧化硫和粉尘等的排放量,热媒参数稳定,供热质量高。 4.溴化锂吸收式冷水机组供冷、热电厂供热 吸收式制冷利用了汽轮机的低压抽气,减少了冷源损失,使制冷、供热功率增加,凝汽发电功率减少,发电煤耗降低。 5.直燃型溴化锂吸收式冷热水机组 分类: 按燃料:燃气型、燃油型,按热水制备方式:用蒸汽器制备热水、用冷凝器制备热水、另设热水器制备热水 按制冷和供热组合形式:制冷与采暖专用机、同时制冷与采暖的机组、同时制冷与热水供应的机组 特点:直燃机一机两用,甚至多用、制冷量范围广、结构紧凑、体积小、机房占
4、用面积小、安装无特殊要求、使用操作方便 6.空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源 分类: 按机组容量大小:小型机组,中、大型机组 按热输配对象:空气/水空气热源泵冷热水机组、 空气/空气空气热源泵冷热水机组 按驱动方式:燃气直接驱动、电力驱动,优点: (1)用空气作为低位水源,可以无偿就地获取。 (2)空调系统的冷源和热源合二为一,夏季提供7冷冻水,冬季提供4550热水,一机两用。 (3)空调水系统中省去冷却水系统,且无需另设锅炉房或热电站。 (4)可将空气源热泵冷水机组布置在室外,如布置在裙房楼顶上、阳台上等,这样可以不占用建筑屋的有效面积。 (5)安装简单,运行管理方便,且不污染使用场所
5、的空气,有利于环保。,7.天然冷热源 种类: 太阳能、蒸发冷却技术、冷却塔供冷技术、全新风运行、地下水、夜间自然冷却等 常用冷热源组合系统环境行为的排序: 电制冷机加电锅炉系统电制冷机加燃油(气)锅炉系统空气源热泵系统加燃油(气)锅炉系统直燃机系统燃气综合能源系统天然冷热源,四.暖通空调系统冷、热源选择原则 “一个统一、两个选择和三个原则” “一个统一”:指能源的终端用户利益与社会和国家利益之间的协调统一; “两个选择”:指能源形式的选择和能源利用方式的选择; “三个原则”:指合理利用能源资源的原则、减少对环境影响的原则和技术经济合理可行的原则。,第二节 锅炉房系统的组成,一.锅炉的基本知识
6、1.锅炉的定义 锅炉是一种将煤炭、木材、石油、天然气等能源所蕴含的化学能以及工业生产中的余热或其他热源,转化为一种温度和压力的水或蒸汽的换热设备。 2.锅炉的分类 (1)按烟气在锅炉中流动的状况:水管锅炉、锅壳锅炉、水火管组合式锅炉,(2)按锅筒放置的方式:立式锅炉、卧式锅炉 (3)按用途:生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉 (4)按介质:蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉 (5)按燃料:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉 (6)按水循环:自然循环、强制循环、混合循环 (7)按燃料在锅炉内部或外部:内燃式锅炉、外燃式锅炉 (8)按安装方式:快装锅炉、组装锅炉
7、、散装锅炉 (9)按工质在蒸发系统的流动方式:自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉,3.锅炉基本参数 (1)蒸汽或热水参数 蒸汽参数包括蒸汽压力和温度 给水温度:省煤器进水温度,无省煤器时即是锅筒进水温度,单位为Mpa和。 (2)蒸发量 指蒸汽锅炉每小时连续蒸汽产量。用符号“D”表示,单位为t/h。 (3)热功率(产热量) 指热水锅炉每小时连续产热量。用符号“Q”表示,单位为MW。 (4)受热面蒸发率 指蒸汽锅炉每受热面每小时产生的蒸汽量。用符号“D/A”表示,单位为kg/(h)。,(5)受热面热功率 指热水锅炉每平方米受热面面积每小时产生的热量。用符号“Q/A”表示,单位为MW/或Kj/(h
8、)。 (6)锅炉热效率 指锅炉额定负荷运行时,燃料送进的热量中有效热量所占的百分数。 (7)锅炉金属耗率 指锅炉单位额定蒸发量所用金属材料的质量。单位为th/t。 (8)锅炉电耗率 指生产1t蒸汽耗用电的度数。单位为KWh/t。,二、锅炉房系统的结构,锅炉本体 和辅助设备,(一)锅炉本体,锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分。 锅炉本体包括锅和炉两大部分。 锅是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。炉膛和锅筒是锅炉本体中两个最主要的部件。,(1)炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉
9、膛称为层燃炉;将液体、气体或磨成分装的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉。 在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,塔既保护炉墙不致烧坏,又能吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。,室燃炉燃烧设备,沸腾炉燃烧设备,(2)锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中,接受省煤器来的给水、连接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。 锅筒的主要功能是贮水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。 锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。 汽水分离装置
10、的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽和水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。,(二)锅炉辅助设备,燃料系统 燃煤锅炉房燃料系统 上煤系统:煤场、卸煤、堆放、运煤、筛分、破碎、磁选、计量等设备 除灰系统: 干式除渣系统:灰渣场、渣斗、除渣机 水力除灰渣系统:灰沟、渣沟、沉灰池、过滤池、清水池、灰渣泵、喷嘴及循环水管路等,烟风系统 送风系统:鼓风机、冷风道、热风道、消声器等 引风系统:烟道、引风机、除尘器、脱硫(脱氮)装置、烟囱 净化系统:重力除尘器、惯性除尘器、离心力除尘器、水膜除尘器、静电除尘器、布袋除尘器、脱硫塔,汽水系统 蒸汽、热水地供给、排放,凝结水系统和锅炉出水处理 给水系统:给水泵、
11、补给水泵、给水箱、补给水箱、给水管路、阀门附件等 水处理系统:软化设备、除碱设备、除氧设备、中间水箱、中间水泵、再生系统 蒸汽系统:蒸汽母管、支管、分汽缸 凝水系统:凝结水箱、凝结水泵及其管路 排污系统:连续排污和定期排污管路附件、排污扩容器、排污冷却池、取样冷却器,锅炉水处理,1.炉内水处理:炉内加药处理 2.炉外水处理: 净化预处理-凝聚、沉淀(或澄清)、过滤 软化-离子交换软化与加药沉淀软化 除盐-阴阳离子交换除盐、电渗析除盐等 除氧-热力除氧、真空除氧、化学除氧、除二氧化碳等,锅炉房热工监测与控制系统 温度监测仪表、压力监测仪表、流量监测仪表、物位测量仪表、气体成分分析仪表等。 通过自动调节阀和计算机数控系统,可以达到自动对锅炉运行情况进行调节的目的,使锅炉运行更稳定,高效。,(三)锅炉的运行,(四)锅炉房的总体布置,包括锅炉房在总平面图上的布置、区域布置、和锅炉房的工艺布置。,2.锅炉房区域布置 工艺流程合理,占地面积小,便于管理,运输方便,符合规范及安全规程要求等原则。 3.锅炉房工艺布置 锅炉房的组成和布置、锅炉间工艺布置、锅炉辅机的工艺布置和操作平台、烟囱、烟道的布置。 锅炉间(主厂房)、生产辅助间、生活间以及附件构筑物,4.锅炉房设计对土建专业的技术要求,谢谢!,