生物質燃料鍋爐供暖系統

陳銳，施宇紅，康莉，陳瑞志

（北京建工集團有限責任公司總承包部，北京100055）

1 引言

本文結合北京某重點工程冬季施工供暖情況，對目前北方地區常用的燃煤鍋爐供暖、燃氣鍋爐供暖、電加熱鍋爐供暖以及生物質燃料鍋爐供暖等供暖方式進行了對比分析。并經過實踐證明了生物質燃料鍋爐供暖對施工現場供暖而言是一種切實可行，經濟合理的供暖方式。

2 項目概況

北京某重點工程位于北京市通州區。項目總用地面積158 544.78m2，總建筑面積290 611.4m2。具有施工工期緊、工程量大，質量要求高的特點。2016 年冬施期間，按照施工進度計劃，要進行地下1 層和2 層、地上1～5 層二次結構的砌筑安裝及地下部分的二次結構墻體的抹灰工作。為確保工程質量，施工期間必須確保室內環境溫度達到10～15益。

3 方案選擇及設計

3.1 熱源的選擇

考慮到施工現場的實際條件：現場周邊無市政熱源，市政電力容量只能滿足小部分供暖需要。燃油、燃氣的存放存在極大的安全隱患，以及北京市對施工現場環境保護的有關要求，確定采用生物質燃料鍋爐供暖熱源。其優勢如下：（1）單位供暖費用較低；（2）由廠家提供鍋爐及附屬設備、燃料及進行運行管理并進行回收，節約人力物力；（3）綠色燃料，尾氣排放可控。

3.2 供暖計劃及散熱器的確定

相對于普通或鋼制鑄鐵散熱器，光管式散熱器存在單組散熱器散熱量大、抗破壞能力強、采購成本較低，方便回收等優點。考慮到現場施工環境比較復雜及供暖完成后方便回收等因素，最后確定采用光管式散熱器。

3.3 熱力系統的設計

3.3.1 設計參數的確定

熱源由生物質鍋爐提供，供暖供回水溫度取75/50益。供暖面積：2伊105m2，地下1 層（5伊104m2）、1 層（5伊104m2）、地上5 層（1伊105m2）。為維持正常施工要求的環境溫度10～15益，在車道出入口、人員出入口及建筑周邊土建專業封閉完好的情況下，結合以往其他項目的供暖經驗，各層設計的供暖負荷如下：地下2 層（圍護結構情況很好）單位供暖負荷取20W/m2；地下1 層（圍護結構情況較好）單位供暖負荷取35W/m2；地上1 層～5 層（圍護結構情況差）單位供暖負荷取50W/m2。

3.3.2 供暖熱負荷的確定

供暖熱負荷計算公式為：

式中，Q為總熱量，W 或kW；F為供暖面積，m2；q為單位供暖面積熱負荷，W/m2。

代入工程具體數據，得：Q=7750kW。

3.3.3 流量計算

流量計算公式為：

式中，G為總流量，kg/h 或m3/h；駐t為供回水溫差，益。代入工程具體數據，得：G=266.7m3/h。

3.3.4 供暖干管管徑的確定

供暖干管管徑計算：

式中，d為管道內徑，mm；u為流速，m/s，經濟流速取0.6～0.9m/s，選0.9m/s。代入數據得：d=323.6mm

因此，供暖供回水干管采用DN350 的成品保溫螺旋焊縫管。

3.3.5 各層散熱器組數的確定：

光管散熱器類型有3m/4m/5m 長3～5 排、高度約1m 等不同的形式，管道直徑有準76mm、準100mm、準133mm 等。對于管徑為DN100 的光管散熱器，每延米最大散熱量約為400W，采用4 排5m 單組散熱器，散熱量約為8000W，可滿足160m2的供熱需求?？紤]到地下部分空間較大，二次移位安裝的概率較小，采用規格較大的散熱器，以減少散熱器的組數。因此，地下部分供暖采用5 排4m 單組散熱器，管道直徑準100mm，散熱量約為8000W。地上部分二次隔墻多，各個空間面積相對較少，地上1～5 層采用4 排3m 單組散熱器，管道直徑準100mm，散熱量約為4800W。各層散熱器數量統計如表1 所示。

表1 各層散熱器數量統計表

3.3.6 供暖循環泵的確定

在熱水的供水側設置2 臺離心泵，一用一備，結合系統流量的測算，具體參數為：流量300m3/h，揚程45m（0.45MPa）。

3.3.7 生物質鍋爐的選型

基于節約成本考慮，現場設置2 臺負荷為5000kW 的生物質燃料鍋爐。供暖前期啟用1 臺，寒冬季節2 臺同時啟用。

4 供暖方案的實施

基于消防安全考慮，鍋爐房設置在現場廠區外的西北角部位。鍋爐房與主樓之間的主干供回水管道埋地敷設。2 根DN350 的供回水干管管線利用設計在地下1 層北側的正式空調水管預留孔洞進入主體結構內，然后進入地下2 層16-17/M-N 軸原1#區域二次泵站處，在地下2 層K 軸布置供暖主管道，再由分支管道利用電梯井進入地下1 層及地上1～5 層采暖區域，各立管分支處及水平支管處均設置切斷閥門，末端采用光管式散熱器為施工現場提供臨時供暖（見圖1）。

圖1 施工現場供暖系統圖

5 供暖效果及總結

經過一個冬季的運行，整體供暖效果良好，確保了施工的順利進行，取得了較好的社會和經濟效益。生物質燃料鍋爐作為一種可再生綠色新能源，具有廣闊的發展前景。但在設計及使用過程中需要注意以下問題：

1）做好燃料煙氣的除塵工作，要采取配套設置水除塵或者靜電除塵設施，確保排出的煙氣含塵量滿足環保要求；

2）結合鍋爐生物質燃料消耗量的大小合理設置生物質燃料倉庫，確保雨雪天氣燃料的充足供應，燃料倉庫設置合理的消防設施、配備充足的滅火器材；

3）建議生物質燃料鍋爐采用小容量多數量模塊化組合設置，根據施工計劃及天氣情況合理啟用燃料鍋爐，以節約供暖成本；

4）務必做好建筑物周邊的封閉保溫工作，減少不必要的熱量損失；

5）供暖運行期間，配備適當的巡視檢查及鍋爐房值班人員，及時掌握現場供暖情況，發現跑冒滴漏問題及時解決。