高层建筑中锅炉送风排烟设计
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摘要：高层建筑的燃煤、燃气和燃油锅炉房、均涉及到送风和排烟设汁。燃料存锅炉内燃烧过程中，需要不断地补充空气，同时须不断地将燃烧产生的烟气排到宝外较合适的空间。在高层建筑物内设计送风和排烟系统，常常会受到各种条件的限制。本文对高层建筑中锅炉送风排烟设计进行了研究和探讨。
关键词：高层建筑；锅炉；排烟设计
近年来，我国高层建筑越来越多，高层建筑中正确的排烟方式是建筑安全性能的重要保障。在高层建筑物内设置的锅炉房，其送风排烟系统设计将遇到很多问题，例如：因烟囱从室内穿过，烟气温区将影响周因的房间，烟道应做好隔热处理。烟囱气密性应该很好，不应使烟气渗漏到楼内。烟囱的自重在基础上应单独处理，还应处理烟囱的冷热伸缩问题。为保证正常的燃料燃烧，有时必须设置专用的向地下室补风的竖井。若遇到建筑条件限制，不能设置足够断面的自然补风竖井时，应该设计专用的机械送风系统到地下锅炉间。
一、锅炉送风设计
1、锅炉送风机
燃煤锅炉采用鼓风机为炉膛内煤炭助燃，小于2t/h的燃煤锅炉常采用引风机或仅靠烟囱的抽力，使炉膛形成负压而自然向炉膛内补风助燃，燃煤锅炉配置鼓引风机的要点：锅炉鼓引风机宜单炉配套，小于2t/h的锅炉可按具体情况单炉或集中配置；当集中配置时，每台锅炉与总风量、总烟道的连接处，应设置密闭的闸门。单炉配套风机时，风量的富裕量一般为10%，风压的富裕量一般为20%。选择鼓引风机时应尽量使风机在最高效率点附近运行，风机的转速不宜超过l450r/min。采用锅炉厂配套的鼓引风机时，设汁中应注意风烟道介质流速及阻力的验算，并应根据当地的大气压进行修正。
燃油燃气锅炉的配风机由锅炉自带，风机的风虽和风压由锅炉配带，满足正常运行需要。风机风压较小，不担负烟气排放动力，如果烟囱的抽力不足，将影响锅炉的配风机运行，风压变大、风量降低、噪音增加。
2、锅护间补风设计
当锅炉房设置在地下层时，常常无法通过外窗或门进风，补充燃烧所必须的足够空气。设在高建筑中间设备层内的锅炉间，有时也因为外墙玻璃幕而无法直接补充足够的空气。设计专用的补风系统很有必要，补风系统由进风口、风道、竖井和风机组成。
补风系统设计与新风系统设计相同，在高层建筑内设计补风系统，难点是从室外取新风口和竖井的布置，与土建的整体配合。选定的新风口位置应尽量保证取风情洁，一般将新风口布置在建筑物的背立面或院内侧。距地面2m以内的新风口风速宜小于3m/s；2m以上的新风口风速不易大于7m/s。新风口宜采用防雨(雨水一般进不来)型百叶风口。送风并(道)内风速的确定，应保证新风很通畅的进入锅炉间，采用土建风道风速可取低点，采用钢板风道可取高值。当采用送风机时，在确保噪声对周围的影响为规定的范围内前提下，风速可以取高些，以缩小风道风井截面积。
二、高层建筑锅炉房排烟设计
1、锅炉房烟道设计要求
烟道应力求平直、气密性好、附个少而阻力小。当几台锅炉共用烟道、烟囱时应尽量使每台锅炉的引力均衡，必要时可在支烟道上装设闸板阀或可调蝶阀。铸铁省煤器宜设旁通烟道和严密的烟道闸门。水平烟道在敷设时应保持1％以上的抬头布置。在烟道的适当位置宜设置必要的热工测点，在适当位置应设置清扫口，其尺寸不应小于400mm×500mm(宽×高)。砖砌烟道及烟囱的内衬，当烟温小于400℃时，可用100号机砖砌筑；大于400℃时，应采用耐火砖和耐火砂浆砌筑，并考虑热应力补偿问题。金属烟道的钢板厚一般采用4～6mm。在设计烟道时，应配置足够的加强肋，保证强度和刚度要求。钢烟道应有保温措施及可靠的固定。烟道的热膨胀应进行补偿。燃油燃气锅炉的烟道上应装设防爆门、防爆门的位置应有利于泄压，应设在不危及人员安全及转弯前的适当位置。
2、高层建筑锅炉房烟囱的布置
高层建筑锅炉房的烟囱布置一般是将烟囱沿内、外墙角布置(附壁烟囱)，其设置应使烟气流畅。设计尽可能选择在建筑物的拐角或有遮挡的部位，尽量与建筑立面相协调。烟囱顶部应高出屋顶表面，其垂直距离为1m以上。当建筑物项上有开口部位时，烟囱与水平距离应大于3m以上。烟囱出口处应设避雷装置。设在飞机场和飞机航道附近的较高烟囱，应设置信号灯，刷标志色。烟囱应考虑隔热处理，以避免对临近房间的影响。烟道与烟囱的连接处应考虑应力补偿问题。
3、高层建筑群内独立锅炉房烟囱的布置
高层建筑群内锅炉房烟囱布置，通常有两种形式：一是沿附近高层建筑的外墙或内墙布置；二是独立布置。独立布置的烟囱高度应满足相关标准的规定。并应避免附近高层建筑的风压对烟囱排烟的不良影响，烟囱高度应超出风压带。
三、燃油燃气锅炉房排烟系统阻力平衡问题
高层建筑物内设计的燃油燃气锅炉房，按防火规范要求单台不大于2T/H，总吨位不大于6T/H，采用的锅炉属于小型的。目前，小型燃油燃气锅炉排烟温度较高(一般为230℃左右)，选用耐高温低压头的引风机有困难，通常靠足够高的烟囱的抽力来克服排烟道的阻力。实际工程中烟囱的布置会受条件限制，可能出现两种情况：第一，锅炉位于底层，烟囱位置靠近锅炉，烟囱抽力大于烟道阻力，造成锅炉负压太大。第二，锅炉远离烟囱，有较长的水平烟道，阻力大，造成烟气阻滞，排烟不畅，影响配风机送风，风机噪声增加。设计时必须进行烟道阻力及烟囱抽力计算，根据计算结果采取相应措施。设计先求出烟气系统阻力，然后确定烟囱的抽力和烟囱的高度，平衡排烟系统的阻力。
平衡燃气锅炉房排烟系统阻力，方能保证锅炉在正常状态下运行，达到额定的出力。
1、平衡锅炉负压太大措施
受周围高层建筑物的限制，烟囱必须避开建筑风压带对烟囱排烟的影响。附在高层建筑物主体的烟囱较高、排烟道又不过长，往往造成锅炉负压太大，炉膛空气过剩量太多，锅炉效率降低、出力下降。平衡烟囱抽力的措施有：(1)减小烟囱及烟道尺寸，增加排烟阻力。(2)在烟道或烟囱上加抽风控制器，吸入一部分空气混进烟气中，加大了排烟量，增加了排烟阻力。抽风控制器有成品，可根据烟道的直径及抽力选定。对于方形、矩形或其他形状的烟道，计算出其截面积，按其截面积选用相应截面积抽风控制器。
2、克服排烟阻力过大的措施
提高锅炉微正压，与锅炉制造厂协商，采取将燃烧器的鼓风机加大来提高锅炉微正压，以克服排烟道阻力过大。加装烟气引射器，在锅炉房烟道中插入一段特殊形状的烟管，采用压缩空气喷射流烟气。例如，某酒店主楼高50 m，锅炉房离主楼50 m，安装两台1.4MW全自动燃油热水锅炉，烟囱附于主楼墙壁，高出主楼3m，50余米室外架空钢制烟道，计算阻力320Pa。试运行时发现点火不久，即从烟遭连接处倒烟，锅炉还常常自动熄火，在烟囱顶部加设避风装置等均未解决问题，最后加装了烟气引射器，获得圆满解决，锅炉运行稳定。
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