某热源厂受煤坑返煤地道供热通风设计

冯 瑞 峰

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)



某热源厂受煤坑返煤地道供热通风设计

冯 瑞 峰

(煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001)

结合某热源厂受煤坑返煤地道供热通风设计实例，阐述了一些地道供热通风设备的设计选型方法，并论述了返煤地道供热通风设计中的注意事项，解决了返煤地道供热通风设计中防火阀、防爆暖风机等设备设计选型中遇到的一些常见问题。

热源厂，防爆离心通风机，风管，防爆暖风机

随着国家及省市各级政府部门对环境保护的高度重视以及《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》中要求通过集中供热替代供暖燃煤小锅炉，全部淘汰每小时10蒸吨及以下燃煤锅炉的规定，在城市郊区新建大型供热热源厂取代分散的燃煤供暖小锅炉已经是各城市集中供热的一种常用方案。

本文结合自己设计的某热源厂配套储煤场受煤坑返煤地道供热通风实例，把其中的设计方法以及在设计中的一些心得与大家分享。

1 项目概况

热源厂所处地理位置优越，交通便捷，已建的环城高速公路、晋高路穿境而过。项目所在区域道路呈网状布置，规划北环路、陵沁路、环城高速围绕项目区。畅安路、百灵街、尚安街贯穿项目区，交通条件十分便利。热源厂工业场地设计平场标高为788.40 m～790.50 m。储煤场受煤坑返煤地道位于厂区南侧。返煤地道截面尺寸为6.6×3(H)，长度为125 m。对返煤地道进行通风换气的目的是为了改善工人的工作环境，排除地道内的湿气。为了防止冬季湿煤在返煤地道卸煤口处发生冻结，对进风进行了加热处理。

2 主要设备选型

2.1 防爆离心通风机选型

1)防爆离心通风机风量的确定：根据DL/T 5035—2004火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程中规定：输煤系统的地下建筑，宜采用自然进风、机械排风的通风方式。通风量可按夏季换气次数不少于15次/h计算，冬季通风量可按换气次数不少于5次/h计算。因本热源厂只是采暖季运行，故返煤地道通风次数按7次/h计算。通风量为Q=17 380 m3/h。因地道内含有微量煤炭粉尘，为了避免因风机吸入煤炭粉尘发生爆炸。风机选用防爆离心通风机。风机风量为Q=17 380×1.1=19 118 m3/h(其中1.1为富裕系数)。

2)防爆离心通风机风压的确定：根据假定流速法确定通风管道各段截面面积，本设计共设6个吸风口，在每个吸风口处均设网格吸风口及通风碟阀。每个吸风口的风量为17 380÷6=2 897 m3/h。风管流速参考经济流速及符合噪声要求，支管流速按5 m/s～7 m/s计。母管流速按10 m/s计。各风管断面尺寸分别为：400×320(H)，400×400(H)，630×400(H)，1 000×400(H)，1 000×500(H)，1 000×630(H)，1 000×1 000(H)。经计算风管总阻力为：P=1 550×1.1=1 705 Pa(式中1.1为富裕系数)。

3)防爆离心通风机型号的确定：根据设计计算，防爆离心通风机的设计选型风量为19 118 m3/h，风压为1 705 Pa。按厂家样本选型为：B4-72NO10C右90°，Q=19 862 m3/h～40 645 m3/h,P=1 777 Pa～1 035 Pa，N=22 kW。防爆离心通风机厂家提供配套入口风量调节阀，配防爆电机、减震器及减震台座等风机配套设备。

4)防爆离心通风机风量、风压及电机轴功率的校核：通常来说风机厂家的通风机的性能曲线图是按标准状态下空气参数编制的，即：空气温度为20 ℃，大气压力为1.01×105Pa，相对湿度为50%，对应密度为1.2 kg/m3。而本工程所处地点大气压力为0.702×105Pa，冬季通风温度为-22.8 ℃(极端最低气温)，与标准状态参数不一致。故需对离心通风机风量、风压进行校核。

对于离心式通风机，容积风量保持不变的情况下。非标准状态下通风系统压力的变化，同通风机风压变化趋势一致且大小相等。故按标准状态下风管计算表算得的压力损失以及据此选择的离心通风机风量、风压可以满足本设计工况的实际要求。

本设计仅对设计工况下电机轴功率进行校核：

N=Q×P/(1 000×η1×η2×3 600)。

其中，N为设计工况下电机轴功率，kW；Q为设计工况下离心通风机风量，m3/h；P为设计工况下系统的压力损失，Pa；η1为通风机效率(按0.90计)；η2为通风机传动效率(联轴器传动，按0.98计)。

经计算本设计工况下电机轴功率为：N=8.4 kW。

所需电机功率为N=8.4×1.15=9.8 kW(其中1.15为电机容量安全系数)，故厂家所配22 kW电机满足本设计工况要求。

2.2 风管及其附件的选择

1)风管材质及壁厚的选择：因返煤地道通风母管需穿越1号转载站防火楼板，根据《建筑设计防火规范》中要求穿越防火墙处风管应用2.0 mm钢板制造。故本工程中通风管道壁厚均按2.0 mm设计。管道材质选用优质钢板。

2)风管消音器的选型：因本工程厂区位于居民区附近，防爆离心通风机所处位置距离厂界围墙最近处直线距离仅为40 m。而大流量，高风压的离心风机一般噪声较大。如工程所选防爆离心通风机噪声为90 dB(A)。经计算，噪声经40 m直线距离可以自然衰减至58 dB(A)，仍然大于环保所要求的50 dB(A)。本设计选用一个φ900，消音量为15 dB(A)的消音器(见图1)。排风经消音器消音后到达厂界围墙的噪声值为43 dB(A)，小于GB 3096—2008声环境质量标准2类夜间标准，即50 dB(A)，从而保证了附近居民的正常生活不受噪声干扰。

3)风管防火阀的设置：根据GB 50016—2014建筑设计防火规范及GB 50019—2015工业建筑供暖通风与空气调节设计规范中关于防火阀设置的强条要求：在通风母管穿越防火楼板处设一个70 ℃防火阀，防火阀尺寸为800×800(H)(见图1)。设计中防火阀设有独立的吊装支架(2根φ10)，以防止火灾发生时因风管变形而影响阀门关闭性能。通风母管穿防火楼板处缝隙用防火泥封堵。

4)风管倒流叶片的设置：为减少通风管道阻力，设计中在直角矩形风管弯头设导流装置，倒流叶片的弧度与弯头的角度一致。倒流叶片的迎风侧边缘圆滑，其两端与管壁牢固固定。同一弯管内的倒流叶片的弧长一致。

5)风管穿越沉降缝(变形缝)的做法：为了避免因返煤地道沉降不均匀及热胀冷缩时对通风管道产生破坏。设计中通风管道穿越沉降缝(变形缝)处的风管两侧，设置L=250 mm的防火软管，防火软管的接口牢固。防火软管处不设变径。为避免防火软管承担通风管道重量，距防火软管的两侧 300 mm处各设一个吊架。

6)风管的加固：因设计通风管段长度均大于20 m，为防止风管因自重产生刚度降低导致风管变形，同时为减少支吊架设置的数量。本设计中对边长大于630 mm的风管采用角钢∠40×4进行外加固。加固间距为1 m。

2.3 防爆暖风机的选择

1)防爆暖风机型号的确定：因热源厂储煤棚内储存有部分经过选洗的湿煤，为防止冬季湿煤在返煤地道卸煤口处发生冻结，堵塞卸煤口。设计在储煤场通风机房设置供热设施。经计算加热耗热量为250 kW。设计采用3台防爆暖风机，型号为BNF-7ZS型。出风温度:41 ℃，供热量Q=67 kW/台。室外冷空气(为保证热源厂在任何情况下均可对外正常供热，设计供热室外通风计算温度按极端最低气温-22.8 ℃计,)经防雨百叶窗进入室内，经防爆暖风机加热到5 ℃后用于地道换气通风。

2)防爆暖风机供热量的修正：因防爆暖风机样本的名义供热量是按进风温度为15 ℃计算,而实际进风温度往往达不到。本设计中进风温度按-22.8 ℃计算，故需对防爆暖风机的实际供热量进行修正。实际供热量按下式修正：

Q=(tp-tn)/(tp-15)×Qm。

其中，Q为暖风机实际供热量，kW；Qm为暖风机名义供热量，kW；tp为热媒平均温度，℃；tn为实际进风温度，℃。

经修正后BNF-7ZS型防爆暖风机的实际供热量为104 kW/台。3台提供312 kW，满足加热地道通风所需的耗热量。

3 结语

热源厂于2014年年底投入运行，2014年—2015年采暖季返煤地道供热通风效果良好。地道内室温达到了设计要求，保证了锅炉燃煤的正常供应，从而保障了热源厂对外供热的正常。使周围住户在寒冷的冬季感受到了浓浓的暖意，供热效果得到了当地政府和群众的一致好评。本文通过对热源厂返煤地道供热通风的设计，解决了返煤地道供热通风设计中涉及到的一些如风机选型、噪声控制、防火防爆等难点问题，对相似供热通风设计有参考价值。

[1] GB 50019—2015，工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

[2] GB 50016—2014，建筑设计防火规范[S].

[3] DL/T 5035—2004，火力发电厂采暖通风与空气调节设计规程[S].

[4] GB 3096—2008，声环境质量标准[S].

[5] 全国民用建筑工程设计技术措施—暖通空调·动力[M].北京：中国计划出版社,2009:35.

The heating ventilation design of coal pit coal tunnel back of a heat plant

Feng Ruifeng

(Coal Industry Taiyuan Design & Research Institute, Taiyuan 030001, China)

Combining with the design example of heating ventilation design of coal pit coal tunnel back of a heat plant, this paper elaborated the design and type selection method of some authentic heating and ventilation equipment, and discussed the matters needing attention in coal tunnel back heating and ventilation design, solved some common problems encountered in fire fighting valve, explosion-proof heater and other equipment type selection in coal tunnel back heating and ventilation design.

heat plant, explosion-proof centrifugal fan, wind pipe, explosion-proof heater

1009-6825(2016)30-0127-02

2016-08-15

冯瑞峰(1979- )，男，工程师

TU833

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