3--辅机设备简介与选择、计算方法--刘铜.docx

机密 3年分布式能源设计辅机选型版权声明：本报告之版权属于新奥能源服务有限公司所有，任何组织或个人在未获得版权所有人正式书面授权之前，不得以任何方式复制、摘抄和传播本报告之内容。2017年1月reserved.Copyright 2016 ENN Energy Service Co., Ltd. All rights目录一基础辅机选型二典型制冷/热水系统三自然冷却系统四通风系统五蒸汽锅炉系统基础辅机选型辅机概念系统辅机是指系统的配套附属设备，是一个比较笼统的概念，本次交流主要介绍三大系统的重要辅机，主要包括水泵、风机、冷却塔、换热器辅机类型主要适用系统工程常见种类水泵制冷、制热系统离心泵、往复式泵、真空泵冷却塔制冷系统（自然冷却）逆流塔、横流塔、闭式塔换热器制热系统管壳式、肋片管式、板式风机通风系统离心式、轴流式、混流式本次交流将从典型空调水系统、自然冷却系统、蒸汽锅炉系统、通风系统详细为大家介绍主要辅机设备3基础辅机水泵基础条件Q系统总负荷t供回水温差注意事项1.闭式系统水泵的选型与扬程有关，和建筑物高度无关2.根据末端用户侧需求特点确定水泵类型水泵造价普通泵：600700元/KW变频器：根据实际情况确定基础辅机水泵选泵关键：充分了解整个装置用途，管路布置、地形条件、被输送流体的种类、性质以及水位高度等，工程中离心泵最为常见。离心泵离心泵是叶片式泵，根据泵转轴的位置不同可分为卧式泵和立式泵；根据吸入方式可分为单吸和多吸；根据叶片级数可分为单级和多级名称扬程（m） 流量（m/h） 适用范围立式单级单吸泵51256.3400输送清水和类似清水的介质卧式离心泵81351.81900空调、采暖、卫生用水单级双吸离心泵6200753600清水卧式单吸多级泵696843.75180锅炉给水、油田注水锅炉给水泵49576655小型锅炉给水注：工程中广泛应用单吸单级泵和双吸双级泵，实际上等于两个相同叶轮背靠背装在同一根转轴上并联工作5基础辅机冷却塔冷却塔选择冷却塔作为换热设备，工业项目、民用项目都会用到，设计中必须考虑提供优良换热条件，冷却塔依靠室外空气进行冷却，必须正确计算冷却塔的室外计算温度，保证冷却塔的安装空间。基础理论注：在严寒和寒冷地区冬季运行的情况下，需采取措施防止冷却水温度过低，通常采用“旁通控制法”和“风机控制法”6冷却塔选择分类特点逆流冷却塔横流冷却塔引风式较多，换热流程好，换热段气空气与水交叉流动，换热效率低于逆流分布差，空气与水逆向流动，换热流塔，换热段负压，气流分布均匀，得到优化，进出风口高差较大，可以进出风口高差小，容易形成出风气流使风机容量有所减小，进塔水压要求短路。同样冷却下的风机容量大于逆低，有利于减少冷却泵扬程，平面尺流塔，进塔水压低，有利于减少冷却寸较小容易布置泵扬程，平面尺寸较小容易布置闭逆式流冷却塔有利于保持冷却水的水质，换热流程较好，换热段处于正压，气流分布不均与，冷凝盘管阻力较大对冷却塔水压要求高，导致冷却泵扬程需求增加，设备多，重量大，适用于对冷却水水质要求高的场所，安装位置低于冷水机组7基础辅机换热器概念特点热、冷介质在各自的流道中连续流动完成热量任务传递，彼此不接触，不掺混。是工程中应用最广泛、使用数量最大的一类。冷却器、过热器、省煤器、散热器、冷凝器等均属于此类常见种类管壳式肋片管式板式公司名称信息8换热器理论选型基础理论注意事项 一般先假定传热系数，确定型号再校核K值 应根据不同的应用场景选择换热器 换热器之前最好有过滤装置9目录一基础辅机选型二典型制冷/热水系统三自然冷却系统四通风系统五蒸汽锅炉系统典型制冷/热水系统1.一级泵定流量系统指空调水系统用户侧的实时系统总水量恒定不变，对于房间的温度等参数控制而言，只能改变末端装置的风量或者通过两通调节阀改变进入末端装置的水量设计范围水系统控制简单，能耗高，空调系统负荷率变化不同步，目前应用较少典型制冷/热水系统2.一级泵变流量系统用户侧的系统总水量随着末端装置流量的自动调节而实时变化，一级泵变流量又分为“一级压差旁通控制变流量系统”和“一级变频变流量系统”两种形式重要部件旁通管：保证系统安全稳定运行旁通电动阀：设计流量应为最大单台冷水机组的额定流量流量开关阀：防止经过机组的流量过小引起喘振设计范围其中，压差旁通控制系统应用最为广泛，多用于蒸发器许可流量变化大的离心式和螺杆式机组一级泵定频变流量调节机房侧用户侧分水器制冷/热补水装置用设备户定频集水器典型制冷/热水系统3.二级泵变流量系统是由一、二级泵组成的变流量空调水系统。立足点基础是保证冷水机组定水量运行防止防止发生结冰事故，系统的循环水阻力由两级串联水泵来克服。系统在不同支路上分别采用变频泵，满足不同支路之间末端空调负荷的特性或管路阻力特点重要部件盈亏管：尽可能使管内的水处于静止状态，应选择大的管径；应加止回阀，防止管内的水倒流，避免“低温差综合症”。设计范围系统较大、各环路负荷特性或水流阻力相差悬殊时（15m）二级泵变频变流量调节机房侧用户侧分水器变频变频变频制冷/热补水装置设备用用用定频户户户集水器目录一基础辅机选型二典型制冷/热水系统三自然冷却系统四通风系统五蒸汽锅炉系统自然冷却系统1.冷却塔选择冷却塔供冷：通过冷却塔与室外低温空气进行热交换，获取低温冷却水为冬季建筑物供应空调冷水。多用于大型建筑物内区，数据中心及冬季需要供冷的业态基础理论Q= 建筑物所需的冷量=1.163冷却水总循环量供回水温差注意：a.供回水温差不小于2，防止冷水水流量过大，消耗水泵电能多b.供水温度不应小于5，否则调整温差，应在供回水管上设置旁通管c.当室外温度过低使冷却塔有冻结危险时，冷却塔的流量比不应小于50%并采取防冻措施15自然冷却系统2冷却塔类型a.横流塔：大面积填料暴露在进风处，且处于半干半湿状态相对易结冰b.逆流塔：当轴流风机在上部时，除小面积进风口处外，填料基本处于有一定流速的水流包围中，相对横流塔不易结冰；当离心风机设在下部时，金丰腔无水不会结冰，填料不易结冰冷却塔造价约为300400元/t16自然冷却系统3.冷却特性不同的室外湿球温度值对应不同的供水温度、供回水温差和流量比应根据室外湿球温度，确定冷却塔供冷工况时低温冷却水循环水量、供水温度、回水温度等。该图反映冷却塔在不同室外的空气湿球温度下冷却塔的水量、冷却水供水温度和温降17自然冷却系统4.系统图自然冷却冷机冷却塔 冷却塔板式换热器用户注：应在低温冷却供、回水管之间设置旁通管，在冷却塔通路和旁通水管上分别设置电动阀。当供水温度较低时，冷却回水直接通过旁通管流入板式换热器，此时冷却塔风机可停止运行，待温度升高至某温度时恢复运行18目录一基础辅机选型二典型制冷/热水系统三自然冷却系统四蒸汽锅炉系统五通风系统辅机设备简介锅炉辅机：指锅炉的配套设备，是一个比较笼统的概念，各种锅炉的辅机不尽相同。本讲主要介绍燃气蒸汽锅炉系统的辅机设备计算选型类别主要设备设备作用离子交换器软化、降碱过滤设备过滤水中颗粒杂质水处理系统加药设备锅内加药，实现水质软化、PH值调节、促进排污除氧器实现锅炉给水的处氧，减少铁垢形成排污膨胀器实现减压扩容，生成二次蒸汽和废热水取样冷却器汽水化验取样冷却锅炉给水系锅炉给水泵&给水箱实现锅炉给水统凝结水箱&凝结水泵实现蒸汽凝结水的回收和利用蒸汽系统分汽缸蒸汽汇集及分配疏水装置设备、管道底部积水疏水换热器装置锅炉排污热量利用其它连接法兰管道与管道、设备接口的连接阀门调节、控制、放散等20辅机设备的选择及相关计算1 水处理系统锅炉的给水、锅水、补给水、循环水的水质，应符合现行国家标准工业锅炉水质GB1576的规定离子交换器 用于额定蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉 排污率小于5%10%，相对碱度0.2，可采用单一的软化处理系统，否则采用软化降碱处理系统 设备出力根据软化水的损失和消耗量确定。用户凝结水损失20% 锅炉房自用蒸汽凝结 水损失5% 排污损失10%管道漏损21辅机设备的选择及相关计算1 水处理系统锅炉的给水、锅水、补给水、循环水的水质，应符合现行国家标准工业锅炉水质GB1576的规定加药装置取样冷却器 用于额定蒸发量小于2t/h，且额定蒸汽压力小于 取样范围：蒸汽、炉水、给水等于1.0MPa的蒸汽锅炉；原水悬浮物含量不应 汽水系统的取样冷却器宜集中设置，汽水样品大于20mg/L；锅水总硬度不大于4mmol/L的取用温度宜低于30。 常用方法：纯碱法、磷酸盐法、复合防垢剂法 常见取样冷却器有254和273两种型号 原理：投入碱性药剂，与锅炉给水中结垢物质反254用于水取样应生成松散水渣CaCO3，Mg(OH)2，排污排出。273用于汽、水取样22辅机设备的选择及相关计算01 水处理系统锅炉的给水、锅水、补给水、循环水的水质，应符合现行国家标准工业锅炉水质GB1576的规定除氧器23辅机设备的选择及相关计算1 水处理系统连续排污是指连续不断将汽包附近含高浓度盐分（与溶解固形物近似相等）的锅水排出锅炉外。 连续排污率 (%) 连续排污量(kg/h) 连续排污扩容器二次蒸发汽量(kg/h) 排污扩容器容积(m3)24辅机设备的选择及相关计算1 水处理系统定期排污是指定期从锅炉循环系统中的最低点（锅筒、下集箱的底部）排放锅水中的悬浮物、水渣及其他沉淀物 定期排污次数 锅内加药处理定期排污量(m3) 锅外水处理定期排污量(m3) 定期排污扩容器容积(m3)25辅机设备的选择及相关计算02 锅炉给水系统锅炉给水是指从除氧器通过给水泵输送到锅炉的化学水除氧器出水包括水处理系统来水和蒸汽凝结回水 给水泵不应少于2台，并联运行的台数不易超过4台，锅 锅炉给水泵需考虑变频，一般选用GDL系列多级离心泵炉 锅炉房所需给水总流量G（m3/h），富裕系数取1.1给 给水泵设计扬程H(m) ，富裕系数取1.1水泵& 常年不间断运行的锅炉房或大容量锅炉房应设置2个给水箱或1个中间带隔板的给水箱给 给水箱一般采用开式结构；小容量水箱一般采用矩型水箱，容量大于20m3采用圆形水箱水 给水箱有效容积宜为锅炉在额定蒸发量时2060分钟所需的给水量箱 水箱尺寸可参考图集02S101矩形给水箱、S151水箱等水箱布置高度应满足再设计最大流量且水箱水位最低时，保证水泵不气蚀。凝 凝结水泵宜设置2台，其中1台备用。结运行水泵总流量应能满足所有运行锅炉在额定蒸发量下所需给水量的1.1倍。水凝结水泵设计扬程H(m) ，凝结水送至除氧器时，水泵出口侧压力取23m，富裕压头取5m泵& 常年不间断运行的锅炉房或大容量锅炉房应设置2个凝结水箱或1个中间带隔板的给水箱水 给水箱有效容积按系统2040分钟最大凝结水回收量考虑箱 凝结水箱和凝结水系统管路需进行保温,当凝结水温高于90时，水箱内宜设置冷却降温排管。26辅机设备的选择及相关计算02 锅炉给水系统锅炉给水是指从除氧器通过给水泵输送到锅炉的化学水除氧器出水包括水处理系统来水和蒸汽凝结回水27辅机设备的选择及相关计算03 蒸汽系统能源站蒸汽系统最主要设备即分汽缸筒体尺寸的选择计算 筒体直径比蒸汽连接总管大两号以上 筒体直径可按筒体断面流体流速经计算后确定，蒸汽流速可按10m/s确定 筒体长度L根据筒体连接管数确定计算公式如下： 管体接管中心距L1、L2、L3Li+1 ,根据接管直径和保温层厚度确定，一般可按右表选取： 若接管不保温，则接管中心距必须大于d1+d2+80，d1，d2为任意两相邻接管的管径L1d1+120L2d1+d2+120L3d2+d3+120Li+1Li+12028辅机设备的选择及相关计算04 蒸汽系统蒸汽系统中分汽缸以及蒸汽管道会产生凝水，这些积水必须及时排除，以免对设备运行、防腐等方面产生影响。疏水装置设计选型设计选用要点：1.按疏水器前后的压差和凝结水量，选择规格。2.疏水器设计排水量大于理论排水量，其安全系数按疏水器安装位置确定3.疏水器后压力，约为疏水器前后压力的0.40.6。4.应验算需疏水器提供的最大背压和疏水器正常动作所需的最小压力。疏水器选用，如右图所示（红皮书表5.5-21）安全系数选取：分汽缸取1.5，蒸汽主管取2，蒸汽支管取3需要疏水器提供的最大背压计算：凝水流经疏水器时，表现为一定的压降：P=P1-P2为保证疏水器的正常工作，必须保证疏水器后的背压以及疏水器正常动作所需要的最小压力PminP2maxP1-Pmin29辅机设备的选择及相关计算04 其他设备其他设备选型包括各种阀门、法兰、板式换热器等，这些设备的选型在能源站工艺系统中至关重要阀门选型能源站系统常用阀门安置在热水/蒸汽/烟气管道上包括：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、止回阀、调节阀、电磁阀、减压阀、安全阀等阀门性能参数：公称通径/压力、工作压力/温度等连接形式：法兰/螺纹/焊接/夹箍/卡套连接阀体材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳钢等衬里材料：铜合金、橡胶、尼龙塑料、合金钢等选型步骤如右图所示阀门功能 阀门类型 连接方式管径公称直径工作压公称压力阀门选定力/温度阀体材料法兰密封面压力等级适用范围蒸汽法类型代号形式代号PN，Mpa突面RF0.252.5应用于低中压范围之内，设计温度小于系统兰板式平焊PL中不平面FF0.251.6300选能使用平带颈平焊WN突面RF2.025.0设计温度小于300，型带颈对焊SO凹凸面MF1.016.0设计温度可大于300面密突面RF1.025.0封。30辅机设备的选择及相关计算04 其他设备阀门及法兰展示闸阀截止阀球阀蝶阀止回阀调节阀电磁阀减压阀31辅机设备的选择及相关计算04 其他设备阀门及法兰展示突面板式平焊法兰凸型带颈平焊法兰平面带颈平焊法兰32辅机设备的选择及相关计算04 其他设备其他设备选型包括各种阀门、法兰、板式换热器和疏水装置等，这些设备的选型在能源站工艺系统中至关重要板换装置设计选型33目录一基础辅机选型二典型制冷/热水系统三自然冷却系统四蒸汽锅炉系统五 通风系统通风系统设计注意事项1.散发大量余热、余湿，散发烟味、臭味及有害气体的房间应设置机械通风。2.可能突然放散大量有害气体或有爆炸危险气体的建筑物，应设置事故通风系统或装置。通风量宜按要求确定，但换气次数12次/h。排除有爆炸危险气体的通风设备应采用防爆型。3.事故通风的通风机，应分别在室内、外便于操作的地点设置电器开关。4.发电机房、锅炉间和直燃机房的进风量应为排风量与机组燃烧后空气量之和。5.地面上变配电室和制冷机房在自然通风条件不满足时宜用机械通风；地面下变配电室应设置机械通风。6.锅炉房、直燃机房水泵间等散热较多的房间，宜采用机械排风和自然补风相结合的方；事故排风机应采用防爆型并应有消防电源供电，通风设施应安装导除静电的接地装置。7.事故通风系统应于可燃气体浓度报警器连锁，当浓度达到爆炸下限的1/4时系统启动运行。事故通风应有排风和通常的补风装置。布置位置房间性质正常通风事故通风燃油锅炉间、燃油直燃机房3次/h6次/h首层燃气锅炉间、燃气直燃机房6次/h12次/h半地下或半地下室锅炉房、直燃机房6次/h12次/h地下或地下室锅炉房、直燃机房6次/h12次/h任何位置燃气调压和计量间3次/h12次/h35公司名称信息35通风系统风机种类种类结构特点性能特征压力分区适用场合高压3000Pa工业通风或特殊工程通风离心式通风机出风方向垂直于大流量、小扬程中压1000PaP3000Pa工业与民建通风、空调进气方向低压P1000Pa建筑通风、空调轴流式通风机出风方向与进气低压P500Pa适合各种通风换气小流量、小扬程方向均沿轴向高压500Pa适合各种通风换气斜/混流式通风机同轴流风机风压比轴流风机高、5001000Pa当使用轴流风机风压不足时风量比离心风机大离轴混心流流式式公司名称信息式36谢谢！