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5.4 供热与供气


5.4.1  供热与供气节能设计应符合下列规定:

    1 综合分析用热、用气负荷及其参数,应根据使用制度,兼顾近期用量与远期发展,合理确定供热、供气系统规模及主要设备参数。

    2 供热、供气站房的设置应与区域集中供热、供气规划结合,并应利用余热及工业副产气作为热、气源。

    3 应选用高效节能设备,严禁使用国家明令淘汰的高耗能产品。

    4 供热、供气系统应设置计量仪表。

    5 应合理设置管路。

5.4.2 锅炉房节能设计应符合下列规定:

    1 工厂所需热负荷的供应,应根据所在区域的供热规划确定。当其热负荷不能由区域热电站、区域锅炉房或其他单位的锅炉房供应,且不具备热电合产的条件时,应设置锅炉房。有条件时,宜采用余热锅炉。

    2 选择的锅炉应能有效地燃烧所采用的燃料,且有较高的热效率,并应使锅炉的出力、台数和其他性能均能适应热负荷变化的需要。在技术经济合理的前提下,应就地利用低热值燃料。

    3 应合理选择供热介质,供采暖通风用热的锅炉房,宜采用热水作为供热介质。

    4 燃用煤粉、油、气体的锅炉或额定蒸发量不小于20t/h的链条炉排蒸汽锅炉,宜装设燃烧过程自动调节装置,燃烧过程自动调节宜采用微机控制。

    5 锅炉鼓风机、引风机、给水泵、循环水泵、补水泵等高耗能设备,宜采用变频调速控制。

    6 链条炉排锅炉宜采用分层燃烧技术及均匀给煤装置。

    7 蒸汽锅炉连续排污水的热量应合理利用,宜根据锅炉房总连续排污量设置连续排污膨胀器和排污水换热器。

5.4.3 供热管网节能设计应符合下列规定:

    1 应改进供热管网的调节方式,采用平衡阀、自力式流量调节阀、变速泵、计算机等调节、控制设备,并应实行管网调度、运行、调节的自动控制。

    2 应合理选择热水供热系统循环水泵,并避免大流量、低温差的运行方式。采用中央质一量调节的单热源供热系统,热源的循环水泵应采用调速泵。

    3 宜采用高效、长寿、强化换热器。

    4 应采用新型保温技术,对供热管道、法兰、阀门及附件应按国家现行有关标准采取保温措施;应采用成熟的直埋预制保温管,并应使供热管网热损失降到5%以下。

    5 蒸汽供热系统的凝结水应予回收,高温凝结水宜利用或利用其二次蒸汽;不予回收的凝结水宜利用其热量和水资源。

5.4.4 压缩空气站应符合下列规定:

    1 空气压缩机的型号、台数和不同空气品质、压力供气系统的选择,应根据用气要求、压缩空气负荷,经技术经济比较后确定。空气压缩机应在高效区运行,用气负荷变化频繁时,宜采用变频调速式空气压缩机。

    2 少量用气压力或质量等级要求较高的用气设备可单独选择机组,可专线供气或采用增压机、岗位式净化装置,不应提高全厂压缩空气运行压力及供气质量等级。

    3 压缩空气干燥装置的设置应与用气设备要求相适应,对吸附式干燥装置有条件时宜采用余热再生。

    4 冬季需采暖的地区,冷却螺杆压缩机组及离心压缩机组产生的热风,宜用于提高站房温度。

5.4.5 氮氧站应符合下列规定:

    1 氮氧站的设计容量应根据用户的用气特点,经多方案比较后确定,可按用户的昼夜小时平均消耗量或按工作班小时平均消耗量经技术经济方案比较确定,并应根据需要设置产品气储存装置。

    2 空分装置的副产气应回收利用,仅有氮气用户时宜采用单塔制氮装置。

    3 空分装置的选型应有一定能力的可调性及具有一定的液态产品生产能力。

    4 氮、氧纯度要求较低时可采用变压吸附或膜分离制气工艺。氮、氧纯度要求较高时应经技术经济比较后确定是否采用变压吸附或膜分离加纯化的制气工艺流程。

5.4.6 氢气站应符合下列规定:

    1 制氢系统类型的选择应按其规模、当地资源或原料气状况、产品氢的纯度及杂质含量和压力要求,经技术经济比较后确定。

    2 水电解制氢应根据氢气的耗量、使用特点等。合理选用电耗小、电压低、价格合理、性能可靠的水电解制氢装置,利用电网低谷段生产氢气的系统宜选用压力大于1.6MPa的压力型水电解制氢装置。

    3 水电解制氢系统制取的氧气宜回收利用。

    4 变压吸附提氢系统应设置解吸气回收利用设施及热回收设备。

    5 用户要求氮氢混合气氢含量小于等于75%时,宜采用氨分解制氢装置。

    6 冬季采暖地区,采暖通风热量应计入制氢装置散发的热量。

5.4.7 煤气站应符合下列规定:

    1 气化用煤种应根据用户对煤气的质量要求和就近供应的原则,经技术经济比较后确定。

    2 煤气站系统设计时,有条件的应选用余热锅炉冷却煤气的工艺流程。酚水焚烧工艺流程设计应选用余热锅炉回收热量的生产工艺流程。

    3 鼓风机、煤气排送机及水泵的电动机应采用变频调节控制。

    4 宜采用计算机系统实现生产操作系统的自动化。

条文说明

5.4.1 本条是供热与供气节能设计应符合的规定:

    1 全面深入分析用热、用气负荷及其参数,根据使用制度,合理确定供热、供气系统及站房规模,合理确定主要设备参数,是保证供热、供气设施安全、节能、环保、经济运行的基本条件。

    2 实现能源资源的优化配置与合理利用,发展热电联产、区域锅炉房集中供热,取代分散、小型锅炉房供热,是我国重要的节能政策。在集中供热、供气区域一般不应设置小型、分散的供热、供气站房,企业用热、用气应纳入当地供热、供气统一规划中。

    4 用能单位应按照现行国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167-2006的规定,根据经济运行的需要,在用能设备与系统中,配置能源计量检测和监控仪表。主要耗能设备和装备系统,应按照整体优化的原则调整运行工况。

    5 供热、供气管网是企业供热、供气设施的重要组成部分,应合理确定管道走向、敷设方式、运行参数,正确选用管材、管道附件、阀门等,采用先进的绝热技术,改善管网调度、运行、调节方式,以减少介质输送中的能量(散热及阻力)损失。

5.4.2 本条是锅炉房节能设计应符合的规定:

    1 采用集中供热,在供热区除必须保留的现有锅炉房外,不建分散的锅炉房,是节约能源、减少烟尘和二氧化硫等有毒气体对环境污染的有效途径。

    2 根据《中国节能技术政策大纲》要求,在技术经济合理的前提下,应就地利用热值,在12560kJ/kg以下的矿物燃料(如褐煤、泥煤和煤矸石等)及热值在12560kJ/kg以上的低热值煤矸石作为工业锅炉燃料。

    3 建筑物的采暖设施,应根据经济合理的原则,采用或者改为热水采暖。专供采暖通风用热的锅炉房,宜选用热水锅炉,以热水作为供热介质。

    4 燃油、燃气和煤粉锅炉实现燃烧过程自动调节,对提高锅炉机组热效率、节约燃料和减轻劳动强度有很重要的意义。燃油、燃气和煤粉锅炉较容易实现燃烧过程自动调节,但应视负荷的变化幅度是否在调节装置的可调范围之内和经济上是否合理而定。

    近年来,微机控制为链条炉排锅炉实现燃烧过程自动调节开辟了方便途径,锅炉微机控制系统一般都具有燃烧过程自动调节功能。

    5 风机、水泵等采用变频调速控制不仅能节约电能,而且有利于系统工况调节及工况稳定,已得到普遍应用。

    6 分层燃烧技术应用均匀分层燃烧机理,使煤得到充分燃烧,最大限度地释放热能,可明显降低锅炉耗煤量,提高锅炉热效率。

5.4.3 本条是供热管网节能设计应符合的规定:

    1 供热管网调节是实现节能及高质量供热的重要手段。热水供应系统应采用热源处集中调节、热力站及建筑引入口处局部调节和用热设备单独调节三者相结合的联合调节方式,并宜采用自动化调节。

    2 变负荷运行的水泵应推广和实现调速运行;开发使用用于流量调节的恒流量、变扬程特性的水泵,与变频器结合,用于替代阀门进行流量调节。

    5 蒸汽供热系统间接加热的凝结水应予以回收,以节约软化水和能源消耗。

    高温凝结水从用汽设备中经疏水阀排出,压力降低,产生的二次蒸汽混在凝结水中,增大凝结水管的阻力。二次汽最后排入大气,造成热量损失。所以采取利用饱和水或将二次汽引出利用,不仅直接利用了这部分热量,还有利于凝结水的回收。

5.4.4 本条是压缩空气站应符合的规定:

    1 正确选择空气压缩机的型号、台数和压缩空气净化装置形式是降低机组节流及空载损失,合理控制再生气耗量的前提条件。目前,变频调速螺杆式空气压缩机已在一些空气压缩站中采用。

    通过机组的合理配置,不仅可实现变频机组本身的节能,还可保证其他空气压缩机在高效区运行。

    2 不同压力等级的空气压缩机以及干燥净化装置为不同压力、不同品质的压缩空气供气系统设备选型提供了必要条件。若单纯为简化供气系统而采用提高系统设计参数的方式满足耗气量较少的高参数压缩空气用户是不经济的。

    3 吸附式干燥装置主要有无热再生和加热再生两种,吸附式干燥必须有除尘装置,吸附剂的再生需消耗一定量的压缩空气或电能,且能耗较高。余热再生吸附式干燥装置利用空气压缩机的压缩热对吸附剂进行再生,与无热再生或加热再生干燥装置比较可节能10%以上。目前,余热再生吸附式干燥装置的推广主要是受进气含油量的限制,当采用无油润滑或离心式空气压缩机时宜优先考虑采用余热再生吸附式干燥装置。

    4 许多站房冷却螺杆压缩机组或离心压缩机组的热风采用通风管道排放,只需在排风管上装一个切换阀即可用于站内冬季采暖,从节能角度考虑,推荐采用。

5.4.5 本条是氮氧站应符合的规定:

    1 采用深度冷冻空气分离法生产氧、氮等空分气态或液态产品的氮氧站,除停车检修、热洗、启动等时间外,系昼夜连续均匀产气。一般情况下,用户昼夜三班气体消耗是间断和不均匀的。氮氧站设计容量在不造成气体大量放空的原则下,当采取储气手段时,应按用户昼夜平均小时消耗量确定。但在工作班单班用气量较大,储气容量过大的情况下,则应按用户工作班小时平均用气量确定设计容量。

    4 近年来,变压吸附及膜分离制气工艺得到了广泛应用,其特点是流程简单、结构紧凑、操作方便、启动速度快、负荷调节灵活,但产品气纯度较低。增加纯化装置不仅加大了设备投资,也增加了能耗。因此,是否采用变压吸附或膜分离加纯化的制气工艺,应结合工程具体情况,通过经济技术比较确定。

5.4.6 本条是氢气站应符合的规定:

    1 国内工业氢气制取方法主要有:水电解制氢、含氢气体为原料的变压吸附法提纯氢气、甲醇蒸汽转化制氢、天然气重整制氢以及各种副产氢气的回收利用等。各种制氢方法因工作原理、工艺流程及单体设备的不同,各具特色和优势。氢气站制氢系统选择应按其规模,当地资源或原料气状况,产品气纯度、杂质含量和压力要求经技术经济比较确定。

    4 视原料气的组成情况,通常提纯氢气后的解吸气热值较高,可通过增压送至厂区燃料气管网作为气体燃料,回收能量。

    5 氨分解制氢装置以液氨为原料,汽化后在催化剂作用下加热分解,产生含氢75%、氮25%的混合气。氨分解制氢系统具有设备结构紧凑、占地面积小、操作简便、能耗低等优点。与纯化、配比装置配合使用,可制得高纯度的氮一氢混合气,是有色金属加工行业广泛采用的氮基保护性气体制备系统。

5.4.7 煤气站应符合下列规定:

    1 气化煤的性质对煤气发生炉的形式、生产工艺流程、气化指标和经济运行起着决定性的作用,在开展设计工作之前,应首先选择和确定煤种,同时要取得煤的气化技术指标。设计时必须考虑充分合理利用资源,当煤的性质有不足之处时,可以在设备、流程或其他方面采取补救措施。

    2 余热锅炉广泛配套应用在水煤气和两段炉水煤气发生炉的生产流程中,无烟煤煤气发生炉出口位置也可设置余热锅炉。生产实践表明,当煤气量为6000m3/h,煤气温度600℃左右时,每小时可产生蒸汽0.75t,蒸汽压力0.4MPa。每年可节煤1100t,节电5.69×104kW,并可减少污染。从国外引进的二段煤气发生炉,在炉下段煤气出口旋风除尘器后也设置了余热锅炉,如φ2.6m的炉子每小时可回收0.5t的低压蒸汽。存在的问题是清灰困难,而且要求煤气负荷均匀,否则容易造成余热锅炉堵塞和腐蚀。

    4 煤气站的生产操作与管理可利用计算机组成网络,使煤气生产的操作管理实现完全自动化,达到最有效的调节控制,做到及时、准确、完善。使生产过程按设计的技术指标运行,实现人工操作达不到的工艺参数水平,从而提高气化效率及热利用率。

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有色金属加工厂节能设计规范 GB50758-2012
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