获奖年度2023

专业分类市政公用工程设计

获奖等级三等奖

设计单位新疆市政建筑设计研究院有限公司

设计人员陈博、任鲁彦、晏德亮、胡昕、郭堂成、印玉钊、刘玮、孙钦章、郭晓佳、万志远、吴晓彤、吕大庆

项目简介

1工程概述

本工程位于富蕴县，为富蕴县集中供热热源扩建项目，扩建锅炉房占地面积约1463.93平方米。本工程总建筑面积2983㎡，包括扩建锅炉房主体、扩建风机除尘间、对现状输煤斜廊、除渣廊进行改造，配套新型的脱硝、脱硫工艺等，其中锅炉房主体为地上四层，建筑高度：23.95米，建筑面积：2983㎡，总投资6474.45万元。

本工程建成后可满足县城约150万平方米建筑采暖需求，有效输出热量786257GJ，取缔了高污染、高耗能散装燃煤小锅炉，年节约燃煤34000余吨，节约成本1100余万元，同时采用高效环保设施，可有效减少二氧化碳5.4万吨，减少二氧化硫500吨，减少氮氧化物147吨。

2热力专业设计主要特点

2.1设计难点

（1）锅炉房装机容量大、工艺设计复杂：本项目锅炉单机规模为91MW,属于供热行业大型锅炉房，同时本工程为扩建工程，在工艺设计方面，具有复杂性高、设计难度大、新老建筑衔接困难等特点，可参考的工程不多，尤其相对于中小型锅炉房，大型锅炉在厂房布局，设备选型要求等方面要求更高，比如表现在煤仓承重设计，超长柱跨距，大口径烟风道系统设计等。

（2）环保要求高：根据国家及自治区对环境保护重视程度增加，锅炉污染物排放量成为影响大气污染的重要因素之一。同时考虑到富蕴县为旅游休闲度假地区，在环保上要求更为严格，故本设计采用目前较为先进的高效布袋除尘器+石灰石膏法脱硫装置+SNCR脱硝工艺，其工艺复杂，各系统自成体系又相互制约关联，整个工程环保设备投资约占锅炉房设备总投资的三分之一。

（3）扩建复杂，设计难度大：本工程现状锅炉房于2012年建设，建设之初因工期短，建设较为仓促，导致部分工艺设施安装未按照原始图纸进行施工，且竣工资料收集困难。设计过程中花费大量精力进行现场设备、土建复测，同时应业主要求，为使得锅炉房整体形象和谐美观，要求扩建锅炉与现状锅炉长度保持一致，宽度还需预留有二期扩建余地，因此本项目扩建锅炉空间受限，同时本项目采用的是高效率的螺纹烟管锅炉，其比现状角管锅炉长度增加7米，导致布局设计时需全方位考虑各种辅机设备摆放方案，部分设备更是与设备厂家协商，采用定制供货。除此之外，扩建锅炉的上煤、除渣系统还需与现状系统有效衔接，设计受限条件较多，设计难度大。

（4）业主要求高：本项目在设计之初，现场与运营单位多次沟通，其提出现状锅炉运行过程中环境脏乱差的问题，要求在扩建锅炉设计时予以避免或解决，因此本工程设计过程中，结合水力输灰的耗水量大、容易堵得问题以及干式输灰灰尘污染大的缺点，采用新型的半干法输送方式，将锅炉灰渣、空预器细灰、布袋除尘器细灰采用分级密闭采集，然后统一输送至除渣机，干式细灰可很好的沾覆在湿渣上，从而避免锅炉间出现卸灰逸散现象。

（5）采用单煤仓，承重大：现状锅炉房设计时采用小跨距，单炉双煤仓，导致炉前有柱子，影响锅炉检修，本工程扩建锅炉房设计时，经结构建模多次试算，调整跨距，在保证经济跨距的同时，减少柱网密度，取消炉前混凝土柱，使得本工程可采用单煤仓上煤，单煤仓最大容积470m?，最大荷载380吨，悬吊于23.8米的横梁。

2.2主要技术措施的先进性

（1）采用目前经济最优，效率最佳的环保设施。本工程结合现行除尘系统采用高效布袋除尘系统，除尘器除尘效率达到99%，保证了烟气除尘效果。同时利用原有简易脱硫设施，通过改造为石灰石膏法脱硫工艺，脱硫效率可达95%以上，并且对煤种变化的顺应性强，技术先进，运行成本低。另外脱硝工艺经过技术经济对比，考虑到SCR工艺虽然效率高，但投资较大，运行成本高，其多用于电厂超净排放，而对于市政供热行业，在未要求超净排放前，采用此方案对运营企业来说得不偿失，因此本工程采用满足排放要求的SNCR脱硝工艺，经过热力公司运行时在线实测，最终烟囱出口SO2浓度为38.5mg/m?，远远低于国家最新标准300mg/m?。

（2）本工程采用分布式变频供热技术，先进性主要体现在以下三点：其一，解决了本区域大高差容易引起的超压问题，由于采用分布式变频，从根本上改变了供热方式，进而间接的降低静水压线，本工程运行期间，最低点最高压力为1.3MPa，满足设计要求，无超压危险。其二，节约电能。传统供热系统由于循环泵设置在热源处，提供动力是按热网最大流量设计的，而分布式变频供热系统的热源循环泵只须克服热源内部阻力，克服外网阻力依靠沿途分布的循环泵实现。虽然分布式变频供热系统采用较多的循环泵，但各个循环泵功率却减少了。经分析计算，采用分布式变频供热系统可节电30%~40%。其三，水力易平衡，节约能源。传统供热方式是在各个换热站分支处加设阀门，通过阀门调节水力平衡，无形中节流造成热量损失，而采用分布式变频，通过换热站一次网变频泵调节，根据各站所需热量，控制变频器调节流量，从而实现水力平衡，节约能源。