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摘要：本文对北方地区某大型供热站的设计内容、设计思路进行了较为详细的论述，包括供热站的土建设置情况、工艺设备的选用原则，以及对电气、防火、环保等专业的设计要求。
Abstract: In this paper, the northern region of a large computer design content, design ideas are described in detail, including computer civil Settings, the selection principle of process equipment, as well as to the electrical, fire prevention, environmental protection and other professional design requirements.
中图分类号：TU832文献标识码：A文章编号：
引言：为响应国家节能减排的政策，积极推进实施城市区域集中供热，建设环保型供热站，是国家优化能源结构、加强保护环境的重大措施。本文中所例举的供热站位于天津市某区，供热范围包括已建和规划待建项目，包括住宅、公建等。本文将对该供热站的设计思路及所遇到的问题进行论述。
正文：
一．设计背景：目前该区域城市基建设施开发力度较大。按照城市总体规划将在该区域建造大面积住宅和公建。根据该区长远规划并按政府有关严禁新建7MW以下供热站的要求，以供热能力保证5－10年不能重建、扩建为基本条件，结合本区实际情况，拟定在该区域建一座集中供热站。确定设计安装4台46MW热水锅炉，保证此区域的集中供热，项目运行后,不但极大的减轻了原来大量分散小锅炉所造成的大气污染，还可以进一步节约能源，节水、节电，同时产生比较可观的经济效益。
二．负荷及供热站容量的确定：根据前期调研，结合建设方提供数据，已建及待建项目采暖和生活热水共需要供热量176000KW。供热一次热媒：供回水温度为110/70℃的热水，自供热站至各区域热交换站。
锅炉总容量：Q总=166000×1.08=179280KW
（式中1.08为供热管网热损失和换热站热效率综合系数）
锅炉台数：4台
锅炉单台容量：Q单=179280÷4=44820KW
选择：单台热水锅炉容量为46MW，供回温度为110/70℃，共计4台
锅炉燃料：Ⅱ类烟煤
供热站采用多层布置（锅炉间为双层布置），锅炉间双层布置的好处在于，锅炉下部落灰、除渣设备容易设置，有必要的话甚至可以完全布置在地上，这些设备在运行过程中易于维护，检修操作更加方便，送风系统的布置也更加灵活，缺点在于增加了一层的土建造价。
三．热力及水处理系统：四台锅炉热力系统采用闭式循环系统，并联运行，即一次供热管网回水（70℃）经集水器，通过变频控制循环水泵（3台并联运行）注入锅炉，经加热升温（110℃），再经分水器送至一次供热管网供水至每座热交换站。定压方式：采用变频控制补水泵（2台）补水定压。系统补水形式：热力系统采用软化、除氧处理后的水通过变频定压补水泵补入。水处理采用钠离子树脂软化、常温海绵铁除氧器除氧，钠离子树脂采用盐液还原，其流程为自来水经钠离子软水器（双罐）软化至软化水箱（一台，浮球阀控制进水），通过软化水泵（两台）打入除氧器（双罐），除氧后进入闭式除氧水箱（一台），再通过补水泵（两台）补入锅炉的热力系统。
四．鼓、引风，除尘、脱硫系统：四台锅炉的鼓、引风、多管除尘、高效脱硫系统均采取单炉配置，合流排放。即每台锅炉均配置1台鼓风机、1台多管除尘器、1台高效脱硫装置、1台引风机，经水平烟道合流进入烟囱（高度80m，上口内径3.5m）排入大气，这里烟囱的高度应满足以下三个条件：（1）大于烟囱周围半径200m距离内最高建筑物3m以上；（2）不低于45m（总装机容量大于28MW）；（3）按照批准的环境影响报告书确定的高度。同时烟囱的出口直径还应考虑建设方今后是否有扩建的需要。脱硫塔根据布置情况可以布置在室外，也可以除尘器、引风机一同布置在室内（屋顶留洞，出屋面设置）。
五.上煤、除渣、除灰系统：
上煤系统采用机械上煤方式，煤场存放粒度合格煤种，通过铲式装载机将燃料送入受煤斗，经筛选后，进入受煤斗下部的电磁振动给料机，均匀地将燃料送至输送机的受料斗，再经大倾角带式输送机倾斜40度输送到输煤间水平皮带输送机的受料斗，进入水平皮带输送机，经电磁分离器分离出燃料中的金属物或雷管，再通过设置在水平皮带输送机上的犁式分料器分至给每台锅炉上部的贮煤仓，再经过贮煤仓下部的流煤管进入每台锅炉的炉前分层给煤斗，至炉排燃烧。这里的设计要点首先是大倾角带式输送机的角度在空间允许的情况下不宜太大，否则输送效率太低，其次皮带输送机的机头、机尾部分应设置足够的检修操作空间。
除渣系统：采用机械联合除渣方式，即每台锅炉炉排上燃尽的煤渣通过锅炉下部的落灰渣口分别进入设置在锅炉下部的重型框链除渣机（地下、水泥槽布置），通过框链除渣机输送到室外渣廊内的大倾角带式输送机，再经大倾角带式输送机倾斜40度输送到渣仓存放，等待运出。这里设计时应考虑以下几个因素：（1）容量的大小按照1~2天的灰渣量确定；（2）出口阀门应为电动并设置保温加热措施；（3）渣仓结构荷载应考虑含水重量。
除灰系统：除灰系统是指锅炉的烟气经除尘、脱硫装置除下余灰并且运出。多管除尘器产生的灰量较少，采用水力的方式通过冲灰槽冲至渣沟，随炉渣通过除渣机输送至渣仓；脱硫装置产生的灰及鍋炉漏灰采用水力除灰，通过除灰水泵（两台）将沉灰池中的沉淀后的净水打入脱硫装置及锅炉底部集中落灰管，烟气中灰尘在脱硫装置及锅炉落灰管中随水带入地面的灰沟流入沉灰池，经沉灰池的三级沉淀后，净水再重复利用，而沉灰池中余灰定期采用抓斗或人工清出，运入渣场存放，等待运出。沉灰池有效容积在设计时应首先确定锅炉脱硫除尘的除灰量，若多管除尘器的灰是经过除渣机送至渣仓，还应去掉这部分灰量；其次沉灰池容积的确定除了满足规范要求，还应结合甲方的使用时间长短要求；另外如果甲方采用纯人工清灰的话，灰池的深度不宜过深。
六.对土建结构设计的要求：供热站为多层布置，包括锅炉间、水泵、水处理间、变电间、鼓引风、除尘间，低压配电室、化验室及办公室、煤仓及输煤廊、渣廊、渣仓等部分。锅炉间为2层布置，炉前局部5层，高度23.4米，跨度27米；除尘间为单层，高度14.4米，跨度15米，采用排架结构形式，钢筋混凝土柱、钢屋架。±0.000m层设置水泵、水处理间、变配电间、鼓引风、除尘间，5.100m层设置锅炉主体及控制室，9.600m层设置化验室及办公室，14.100m层设置煤仓，19.800m层为输煤廊，采用钢筋混凝土框架结构形式。首层5.1m的高度是根据除灰、除渣、鼓风等设备系统的布置来决定的，并根据实际情况适当的增减；二层锅炉间的高度在布置完锅炉后，上部的空间不宜小于2m；水泵房的高度应注意水箱、阀门、管件等是否有足够的安装空间。所有这些房间的高度设置，在满足设备布置的前提下不宜设置过高，以免增加不必要的投资。
七．对电气的要求：总用电负荷为3996KW（其中动力3900KW，照明96KW）。本工程一般照明、动力为三级负荷。动力设备功率超过10KW做降压起动装置，采用自耦降压，超过50KW设备采用Y-Δ起动。灯具采用防水防尘灯，光源采用节能型光源。建筑外围做人工接地装置。烟囱作避雷装置，建筑本身屋顶做防雷裝置。自动控制部分委托专业自控公司根据工程要求二次设计。
八． 暖通防火：热力管道当管径小于等于DN200时采用无缝钢管,当管径大于等于DN250时采用螺旋缝电焊钢管；采暖管道采用热镀锌钢管，散热器采用铸铁辐射对流型；热力管道通过可燃构件时，与其周围的可燃构件应保持不小于10cm的距离；热力管道穿过隔墙或楼板时加钢套管，并采用非燃烧材料填实；管道及设备的保温材料采用岩棉。
九．环境保护
环境保护标准：县以上城镇其锅炉烟气排放最大允许浓度为400mg/Nm3, 最大允许黑度（林格曼级）为1级，最大含硫量为0.15 mg/Nm3。 “三废”（锅炉烟气、灰渣和废水）排放均执行现行国家标准。
锅炉烟气采用多管除尘器加玻璃钢锅炉烟气净化器脱硫除尘（效率≥90％），并利用高80m、上口直径3.5m的钢筋混凝土烟囱排入大气，其烟尘排放浓度可达到≤200 mg/Nm3，最大黑度（林格曼级）为1级，最大含硫量为0.15 mg/Nm3。灰、渣均采用湿式除灰、渣，机械运至灰渣场堆放等待运出。在灰渣场（包括煤场）设置洒水设施，防止其二次飞扬。除灰、渣不排放废水，其除灰水经灰、水分离池循环使用。锅炉排污水，由设置在供热站室外的排污降温池，将高温污水的温度降至40℃以下排入市政排水管网。
噪声防治：所有设备均选用高效、低噪产品，其水泵、风机设置减震器，进、出口与管道、风道采用软性连接，鼓、引风机设置隔声罩，鼓风机进风口设置消声器，从而保证锅炉操作间、风机室、水泵间等地点的噪声不大于85dB(A)，仪表控制室和化验室等地点的噪声不大于70dB(A)，同时也保证供热站外部区域其昼夜噪声不大于50dB(A)。
结论：随着经济的发展，城市化进程的推进，环保要求的提高，北方地区的大型供热站建设项目将越来越多，科学合理的进行供热站项目的设计，就能够有效的改善城市环境质量，降低供热能耗，推进城市建设。
参考文献：《实用供热空调设计手册》（陆耀庆主编）
《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）
Abstract: In this paper, the northern region of a large computer design content, design ideas are described in detail, including computer civil Settings, the selection principle of process equipment, as well as to the electrical, fire prevention, environmental protection and other professional design requirements.
中图分类号：TU832文献标识码：A文章编号：
引言：为响应国家节能减排的政策，积极推进实施城市区域集中供热，建设环保型供热站，是国家优化能源结构、加强保护环境的重大措施。本文中所例举的供热站位于天津市某区，供热范围包括已建和规划待建项目，包括住宅、公建等。本文将对该供热站的设计思路及所遇到的问题进行论述。
正文：
一．设计背景：目前该区域城市基建设施开发力度较大。按照城市总体规划将在该区域建造大面积住宅和公建。根据该区长远规划并按政府有关严禁新建7MW以下供热站的要求，以供热能力保证5－10年不能重建、扩建为基本条件，结合本区实际情况，拟定在该区域建一座集中供热站。确定设计安装4台46MW热水锅炉，保证此区域的集中供热，项目运行后,不但极大的减轻了原来大量分散小锅炉所造成的大气污染，还可以进一步节约能源，节水、节电，同时产生比较可观的经济效益。
二．负荷及供热站容量的确定：根据前期调研，结合建设方提供数据，已建及待建项目采暖和生活热水共需要供热量176000KW。供热一次热媒：供回水温度为110/70℃的热水，自供热站至各区域热交换站。
锅炉总容量：Q总=166000×1.08=179280KW
（式中1.08为供热管网热损失和换热站热效率综合系数）
锅炉台数：4台
锅炉单台容量：Q单=179280÷4=44820KW
选择：单台热水锅炉容量为46MW，供回温度为110/70℃，共计4台
锅炉燃料：Ⅱ类烟煤
供热站采用多层布置（锅炉间为双层布置），锅炉间双层布置的好处在于，锅炉下部落灰、除渣设备容易设置，有必要的话甚至可以完全布置在地上，这些设备在运行过程中易于维护，检修操作更加方便，送风系统的布置也更加灵活，缺点在于增加了一层的土建造价。
三．热力及水处理系统：四台锅炉热力系统采用闭式循环系统，并联运行，即一次供热管网回水（70℃）经集水器，通过变频控制循环水泵（3台并联运行）注入锅炉，经加热升温（110℃），再经分水器送至一次供热管网供水至每座热交换站。定压方式：采用变频控制补水泵（2台）补水定压。系统补水形式：热力系统采用软化、除氧处理后的水通过变频定压补水泵补入。水处理采用钠离子树脂软化、常温海绵铁除氧器除氧，钠离子树脂采用盐液还原，其流程为自来水经钠离子软水器（双罐）软化至软化水箱（一台，浮球阀控制进水），通过软化水泵（两台）打入除氧器（双罐），除氧后进入闭式除氧水箱（一台），再通过补水泵（两台）补入锅炉的热力系统。
四．鼓、引风，除尘、脱硫系统：四台锅炉的鼓、引风、多管除尘、高效脱硫系统均采取单炉配置，合流排放。即每台锅炉均配置1台鼓风机、1台多管除尘器、1台高效脱硫装置、1台引风机，经水平烟道合流进入烟囱（高度80m，上口内径3.5m）排入大气，这里烟囱的高度应满足以下三个条件：（1）大于烟囱周围半径200m距离内最高建筑物3m以上；（2）不低于45m（总装机容量大于28MW）；（3）按照批准的环境影响报告书确定的高度。同时烟囱的出口直径还应考虑建设方今后是否有扩建的需要。脱硫塔根据布置情况可以布置在室外，也可以除尘器、引风机一同布置在室内（屋顶留洞，出屋面设置）。
五.上煤、除渣、除灰系统：
上煤系统采用机械上煤方式，煤场存放粒度合格煤种，通过铲式装载机将燃料送入受煤斗，经筛选后，进入受煤斗下部的电磁振动给料机，均匀地将燃料送至输送机的受料斗，再经大倾角带式输送机倾斜40度输送到输煤间水平皮带输送机的受料斗，进入水平皮带输送机，经电磁分离器分离出燃料中的金属物或雷管，再通过设置在水平皮带输送机上的犁式分料器分至给每台锅炉上部的贮煤仓，再经过贮煤仓下部的流煤管进入每台锅炉的炉前分层给煤斗，至炉排燃烧。这里的设计要点首先是大倾角带式输送机的角度在空间允许的情况下不宜太大，否则输送效率太低，其次皮带输送机的机头、机尾部分应设置足够的检修操作空间。
除渣系统：采用机械联合除渣方式，即每台锅炉炉排上燃尽的煤渣通过锅炉下部的落灰渣口分别进入设置在锅炉下部的重型框链除渣机（地下、水泥槽布置），通过框链除渣机输送到室外渣廊内的大倾角带式输送机，再经大倾角带式输送机倾斜40度输送到渣仓存放，等待运出。这里设计时应考虑以下几个因素：（1）容量的大小按照1~2天的灰渣量确定；（2）出口阀门应为电动并设置保温加热措施；（3）渣仓结构荷载应考虑含水重量。
除灰系统：除灰系统是指锅炉的烟气经除尘、脱硫装置除下余灰并且运出。多管除尘器产生的灰量较少，采用水力的方式通过冲灰槽冲至渣沟，随炉渣通过除渣机输送至渣仓；脱硫装置产生的灰及鍋炉漏灰采用水力除灰，通过除灰水泵（两台）将沉灰池中的沉淀后的净水打入脱硫装置及锅炉底部集中落灰管，烟气中灰尘在脱硫装置及锅炉落灰管中随水带入地面的灰沟流入沉灰池，经沉灰池的三级沉淀后，净水再重复利用，而沉灰池中余灰定期采用抓斗或人工清出，运入渣场存放，等待运出。沉灰池有效容积在设计时应首先确定锅炉脱硫除尘的除灰量，若多管除尘器的灰是经过除渣机送至渣仓，还应去掉这部分灰量；其次沉灰池容积的确定除了满足规范要求，还应结合甲方的使用时间长短要求；另外如果甲方采用纯人工清灰的话，灰池的深度不宜过深。
六.对土建结构设计的要求：供热站为多层布置，包括锅炉间、水泵、水处理间、变电间、鼓引风、除尘间，低压配电室、化验室及办公室、煤仓及输煤廊、渣廊、渣仓等部分。锅炉间为2层布置，炉前局部5层，高度23.4米，跨度27米；除尘间为单层，高度14.4米，跨度15米，采用排架结构形式，钢筋混凝土柱、钢屋架。±0.000m层设置水泵、水处理间、变配电间、鼓引风、除尘间，5.100m层设置锅炉主体及控制室，9.600m层设置化验室及办公室，14.100m层设置煤仓，19.800m层为输煤廊，采用钢筋混凝土框架结构形式。首层5.1m的高度是根据除灰、除渣、鼓风等设备系统的布置来决定的，并根据实际情况适当的增减；二层锅炉间的高度在布置完锅炉后，上部的空间不宜小于2m；水泵房的高度应注意水箱、阀门、管件等是否有足够的安装空间。所有这些房间的高度设置，在满足设备布置的前提下不宜设置过高，以免增加不必要的投资。
七．对电气的要求：总用电负荷为3996KW（其中动力3900KW，照明96KW）。本工程一般照明、动力为三级负荷。动力设备功率超过10KW做降压起动装置，采用自耦降压，超过50KW设备采用Y-Δ起动。灯具采用防水防尘灯，光源采用节能型光源。建筑外围做人工接地装置。烟囱作避雷装置，建筑本身屋顶做防雷裝置。自动控制部分委托专业自控公司根据工程要求二次设计。
八． 暖通防火：热力管道当管径小于等于DN200时采用无缝钢管,当管径大于等于DN250时采用螺旋缝电焊钢管；采暖管道采用热镀锌钢管，散热器采用铸铁辐射对流型；热力管道通过可燃构件时，与其周围的可燃构件应保持不小于10cm的距离；热力管道穿过隔墙或楼板时加钢套管，并采用非燃烧材料填实；管道及设备的保温材料采用岩棉。
九．环境保护
环境保护标准：县以上城镇其锅炉烟气排放最大允许浓度为400mg/Nm3, 最大允许黑度（林格曼级）为1级，最大含硫量为0.15 mg/Nm3。 “三废”（锅炉烟气、灰渣和废水）排放均执行现行国家标准。
锅炉烟气采用多管除尘器加玻璃钢锅炉烟气净化器脱硫除尘（效率≥90％），并利用高80m、上口直径3.5m的钢筋混凝土烟囱排入大气，其烟尘排放浓度可达到≤200 mg/Nm3，最大黑度（林格曼级）为1级，最大含硫量为0.15 mg/Nm3。灰、渣均采用湿式除灰、渣，机械运至灰渣场堆放等待运出。在灰渣场（包括煤场）设置洒水设施，防止其二次飞扬。除灰、渣不排放废水，其除灰水经灰、水分离池循环使用。锅炉排污水，由设置在供热站室外的排污降温池，将高温污水的温度降至40℃以下排入市政排水管网。
噪声防治：所有设备均选用高效、低噪产品，其水泵、风机设置减震器，进、出口与管道、风道采用软性连接，鼓、引风机设置隔声罩，鼓风机进风口设置消声器，从而保证锅炉操作间、风机室、水泵间等地点的噪声不大于85dB(A)，仪表控制室和化验室等地点的噪声不大于70dB(A)，同时也保证供热站外部区域其昼夜噪声不大于50dB(A)。
结论：随着经济的发展，城市化进程的推进，环保要求的提高，北方地区的大型供热站建设项目将越来越多，科学合理的进行供热站项目的设计，就能够有效的改善城市环境质量，降低供热能耗，推进城市建设。
参考文献：《实用供热空调设计手册》（陆耀庆主编）
《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）