锅炉房燃气管道设计

锅炉房燃气管道设计
前期勘查
设计前期首先应对锅炉房的位置进行勘查，判断锅炉房的位置、建筑结构是否满足规范要求。

前期勘查过程中应以《锅炉房设计规范》GB50041、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045、《建筑设计防火规范》GB50016、《城镇燃气设计规范》GB50028作为依据来判断：
1、《锅炉房设计规范》GB50041：
1）锅炉房宜为独立的建筑物；
2）当锅炉房和其他建筑物相连或设置在其内部时，严禁设置在人员密集场所和重要部门（如公共浴室、教室、餐厅、影剧院的观众厅、会议室、候车室、档案室、商店、银行、候诊室等）的上一层、下一层、贴邻位置以及主要通道、疏散口的两旁，并应设置在首层或地下室一层靠建筑物外墙部位；
3）住宅建筑物内，不宜设置锅炉房；
锅炉房的出入口不应少于2个。

但对于独立锅炉房，当炉前走道总长度小于12m，且总建筑面积小于200m2时，其出入口可设1个；
4）非独立锅炉房，其人员出入口必须有1个直通室外；
5）锅炉房为多层布置时，其各层的人员出入口不应少于2个。

楼层上人员出入口，应有直接通向地面的安全楼梯；
6）锅炉房通向室外的门应向室外开启，锅炉房内的工作间或生活间直通锅炉间的门应向锅炉间内开启。

注意：依据本规范进行设计时应注意其适用范围：
以水为介质蒸汽锅炉锅炉房，其单台锅炉额定蒸发量为1~75t/h、额定出口水压力为0.10~3.82MPa（表压）、额定出口温度小于等于450℃；
热水锅炉锅炉房，其单台锅炉额定热功率为0.7~70MW、额定出口水压力为0.10~2.50MPa（表压）、额定出口水温小于等于180℃。

（注：真空锅炉、直燃机组等不适用于本规范，可参考《燃气采暖热水炉应用技术规程》）
2、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045、《建筑设计防火规范》GB50016：
燃气锅炉宜设置在高层（民用）建筑外的专用房间内。

当受条件限制需与高
层（民用）建筑贴邻布置时，应设置在耐火等级不低于二级的建筑内，并应采用防火墙与高层（民用）建筑隔开，且不应贴邻人员密集场所；当受条件限制需布置在高层（民用）建筑中时，不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻，并应符合下列规定：
1）锅炉房应布置在建筑物的首层或地下一层靠外墙部位，但常（负）压燃气锅炉可设置在地下二层，；当常（负）压燃气锅炉距安全出口的距离大于6m 时，可设置在屋顶上；采用相对密度（与空气密度比值）大于等于0.75的可燃气体作为燃料的锅炉，不得设置在建筑物的地下室或半地下室；
2）锅炉房的门均应直通室外或直通安全出口；外墙上的门、窗等开口部位的上方应设置宽度不小于1m的不燃烧体防火挑檐或高度不小于1.2m的窗槛墙；
3）锅炉房与其他部位之间应采用耐火极限不低于2h的不燃烧体隔墙和1.5h 的楼板隔开。

在隔墙和楼板上不应开设洞口；当必须在隔墙上开门窗时，应设置耐火极限不低于1.2h的防火门窗；
4）应设置火灾报警装置和除卤代烷以外的自动灭火系统；
5）燃气锅炉房应设置防爆泄压设施和独立的通风系统，通风换气能力不小于6次/h，事故通风换气次数不小于12次/h。

3、《城镇燃气设计规范》GB50028：
商业用户中燃气锅炉和燃气直燃型吸收式冷（温）水机组的设置应符合下列要求：
1）宜设置在独立的专用房间内；
2）设置在建筑物内时，燃气锅炉房宜布置在建筑物的首层，不应布置在地下二层及二层以下；燃气常压锅炉和燃气直燃机可设置在地下二层；
3）燃气锅炉房和燃气直燃机不应设置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻的房间及主要疏散口的两旁；不应与锅炉和燃气直燃机无关的甲、乙类及使用可燃液体的丙类危险建筑贴邻。

锅炉房内天然气管道系统的设计
1、耗气量计算
锅炉房燃气消耗量可由下式求出：
B=B1+B2+…+Bn
式中：B—锅炉房计算燃气消耗量（Nm3/h）
B1—第一台锅炉燃气消耗量（Nm3/h）
B2—第二台锅炉燃气消耗量（Nm3/h）
Bn—第n台锅炉燃气消耗量（Nm3/h）
2、燃气管道供气系统
锅炉房供气系统一般由调压装置、锅炉房内燃气配管系统、报警装置、吹扫放散系统等组成。

1）燃气调压系统
燃气锅炉的用气量比较大，用气压力也比一般的民用户高，因此为了保证供气的稳定性，锅炉房燃气宜从城市中压供气主管上铺设专用管道供给，经过滤调压后使用。

燃气调压设施是否选用备用或旁通应与用气方协商后确定，但为了不间断供气，建议调压装置采用双路（一开一备）。

调压器的选择应能满足进口燃气最高、最低压力的要求；其计算流量为改调压器所承担的管道小时最大输气量的1.2倍确定。

2）燃气配管系统
a）允许压力损失
供气压力只要满足锅炉燃烧器工作压力锅炉才能运行平稳。

一般情况下锅炉厂家提供的燃烧器工作压力为一个范围值，燃烧器配有一个燃气压力上限开关和燃气压力下限开关，锅炉正常运行时供气压力处于两者之间。

当锅炉处于停机状态时，管道内燃气压力处于平衡状态，炉前燃气压力为调压器切断压力，调压器切断压力必须小于或等于燃烧器燃气压力上限，否则将造成锅炉启动困难。

调压器切断压力是调压器出口压力的1.1倍，供气系统的允许压力损失为调压器出口压力减去燃烧器燃气压力下限，这样锅炉才能运行平稳。

供气系统的允许压力损失可按下式确定：
△P=P-Pr
式中：
△P——允许压力损失
P——调压器出口压力
Pr——燃烧器前所需的燃气压力
管道压力降包括直管摩擦阻力和局部摩擦阻力。

为了简化计算，一般情况下室外管局部摩擦阻力按直管摩擦阻力的10%计，室内管局部摩擦阻力按直管摩擦阻力的30%计，配管系统的阀门尽可能选球阀，阻力小。

直管摩擦阻力计算详见《城镇燃气设计规范》附录C
b）燃气管道水力计算
锅炉房内的燃气管道一般采用单管供气，除用户有特殊要求（常年不间断供气时），采用双路供气，每条管道的通过能力按锅炉房总耗气量的70%计算。

燃气管道水力计算的任务是根据燃气流量和允许压力损失来确定管径。

燃气管道的设计不仅要考虑锅炉对燃气流量和压力的要求，还要考虑经济因素，流速高管径小，流速低管径大，这就要求在设计时要选择合理的流速。

《燃油燃气锅炉房设计手册》中要求天然气管道管内实际流速不应大于25m/s，在设计中，一般按10m/s来进行计算。

燃气管道允许流速选定后，可根据式1确定管径：
(d/18.8)2=Qs/w ——式1
式中：
d——管道直径m；
Qs——燃气在设计状态下的流量m3/h，与计算流量Q（标态）的换算关系按式2进行；
w——燃气允许流速10m/s
Qs=QT/(273.1p) ——式2
式中：
T——设计中所采用的燃气热力学温度K；
p——设计中所采用的燃气绝对压力MPa；
Q——燃气计算流量Nm3/h
根据管道内允许燃气流速确定管径必须经过验算，以校验用户对燃气消耗量和燃气终点压力是否得到保证，如果燃气终点压力不能满足要求时，则必须将管道的直径予以增大，以减少燃气流动时的压力损失而保证用户对压力的要求。

3）锅炉房燃气放散管的设置
锅炉房内燃气管道在停止运行进行检修是，为检修工作安全，需要把管道内
的燃气吹扫干净；系统在较长时间停止工作后投入运行前，为防止燃气空气混合物进入炉膛引起爆炸，也需进行吹扫，因此，在锅炉房供气系统设计中，应设置吹扫和放散管道。

锅炉房内燃气管道应在下列位置设置放散管：燃气干管的末端、管道、设备的最高点、燃烧器前两切断阀之间的管段。

放散管可根据具体布置情况分别引至室外或集中引至室外，放散管出口应安装在适当的位置，使放散出去的气体不致被吸入室内或通风装置内（与门窗距离不应小于3.5m），放散管出口应高出屋脊2m以上。

进出锅炉房的燃气管道、室外屋面管、立管、放散管、引入管和燃气设备等处均应有防雷、防静电接地设施。

防雷接地的设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的要求，防静电接地设施的设计应符合国家现行标准《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675的规定。

4）锅炉房内的安全措施
锅炉房的外墙、楼地面或屋顶，应有相应的防爆措施，并应有相当于锅炉房占地面积10%的泄压面积，泄压方向不得朝向人员聚集的场所、房间和人行通道，泄压处也不得与这些地方相邻。

地下锅炉房采用竖井泄爆方式时，竖井的净横断面积应满足泄压面积要求。

当泄压面积不能满足上述要求时，可采用在锅炉房的内墙和顶部（顶棚）敷设金属爆炸减压板做补充。

泄压面积可将玻璃窗、天窗、质量小于等于120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在内。

锅炉房的泄爆口未经原建筑设计单位书面同意，严禁在承重的墙、柱、梁等处开口，当不能满足要求时需和用气方协调。

锅炉房的通风量应满足锅炉燃烧所需的空气量。

锅炉房宜采用自然通风，当自然通风不能满足通风要求时，应设置机械通风，通风量应满足下列规定：正常通风量按换气次数不小于6次/h确定，事故通风量按换气次数不少于12次/h确定，燃气锅炉房应选用防爆型的事故排风机，该机械通风设施应设置导除静电的接地装置。

锅炉房每台锅炉前的燃气干管上应设手动快速切断阀和紧急自动切断阀。

锅炉房内应设置火灾自动报警和自动灭火系统，其相邻的墙应为防火墙。

对于热负荷较大的用气设备，并带有炉膛和烟道，按照规范要求，必须在炉膛和烟道处设爆破门，有专门的排烟设施。

锅炉房内应设固定的防爆照明设备。