浅谈矿井锅炉房的设计与布置

摘要：在矿井锅炉房设计及布置过程中，通过分析矿井的实际情况，选择符合矿井的锅炉、辅助设备及匹配形式，以及矿井锅炉房布置时应注意的一些问题。

关键词：锅炉房；设计；布置；矿井

中图分类号：X752 文献标识码：A

1 引言

锅炉房是供热之源，是工厂及企业的重要组成部分。对于矿井而言，锅炉房设计的正确、合理与否，直接关系到整个矿井能否顺利投产以及投产后能否获得预想的经济效益，甚至还将影响到周围的环境。因此我们必须十分重视和认真的做好锅炉房的设计工作，以便对整个矿井生产以及节约能源起到应有的积极作用。本文就矿井锅炉房设计与布置中应注意的几点问题进行探讨。

2 矿井锅炉房的设计

众所周知，一个正确的设计，必须符合国家的方针政策和地方的有关法规，这也是鉴别、评价设计质量的重要条件。

(1)对于矿井锅炉房设计，除了必须贯彻有关基本建设的方针政策外首要的是严格执行国家的能源政策。为全面贯彻落实国家现行节能目标，应当从矿井实际出发，锅炉选型应适合本矿井的煤种及煤质，因为矿井锅炉房所使用燃料为自产自用，煤种比较单一，若所选锅炉炉型与燃用煤种不符，就会造成锅炉出力严重不足、热效率低、能源浪费大。因此应针对本矿的煤种及煤质特点选择炉型，这样不但保障了锅炉额定出力，而且还减少燃料运输费用,为国家减轻交通运输压力。依据煤种及煤质选择锅炉型号是锅炉经济运行节约能源的基础，应引起高度重视。如某矿井的锅炉改造，首先，在锅炉选型上严格依照国家发改委的指示，突出资源综合利用。考虑到目前洗煤厂采用重介洗煤，洗矸的发热量非常低，已无燃烧价值，而每年洗煤产出的10.8万吨尾煤泥却白白浪费掉，而且对周围环境还造成污染。基于此情况，在锅炉选型上采用能燃烧煤矸石混合燃料又能燃烧煤泥的40t/h煤泥循环流化床锅炉。这样既能解决目前洗煤厂洗矸和尾煤泥外排占用耕地，又可减少煤炭废弃物对环境的污染问题，符合国家资源综合利用的规定，还能减免部分税收。

（2）在工艺设计中，还应充分注意废热、余热的回收利用以及尽可能选用高效节能辅助设备。例如热管是一种利用管内工作流体的相变，以潜热为主进行传热的高效传热元件。用热管技术生产的锅炉省煤器取代传统的铸铁省煤器就是一种很好的节能措施，热管省煤器重量轻安装方便传热性能好，能有效地利用锅炉尾部的烟气余热，比传统的铸铁省煤器具有更明显的节能效益。

（3）锅炉台数及锅炉容量的匹配必须合理，如果匹配不合理，会造成锅炉房投资增加、运行管理不便、负荷难以调整、浪费燃料、甚至危及安全生产。矿井锅炉台数不应少于2台，不宜超过4台。锅炉房总容量应满足最大的热负荷及最小热负荷下锅炉运行负荷率不应低于额定出力50%的要求。在锅炉房设计时，当热负荷确定后，锅炉台数及锅炉容量有多种匹配方式，应通过方案对比，从中选择最佳匹配方式。

矿井热负荷主要来源于井筒防冻、浴室供热和建筑物采暖三部分。其特征是采暖期负荷大，非采暖期负荷小，两者负荷相差4倍至多。建筑物采暖热媒一般为热水，井筒防冻和浴室供热有高温热水或蒸汽两种热媒可选择，若以高温水为热媒对井筒防冻和浴室进行供热，锅炉房内为单一热水锅炉，锅炉台数及容量的匹配比较简单。值得一提的是，前几年矿井投入运行的高温水供热系统，由于管理水平所限，运行并不理想，没有达到设计温度的要求，给井筒防冻安全生产带来隐患。为安全起见，目前多数矿井仍采用蒸汽热媒对井筒防冻和浴室进行供热，这就需要锅炉房供热水和蒸汽两种热媒。为满足热用户对热媒需求，锅炉房内的炉型匹配方式有两种，其一为蒸汽锅炉房，采暖热水热媒通过热交换获取，换热器宜选用热效率高的板式换热器；其二为锅炉房设置蒸汽和热水两种锅炉，蒸汽锅炉供井口防冻和浴室供热，热水锅炉供建筑物采暖。对于一个矿井采取哪种匹配方式比较好，可用蒸汽和热水负荷率以及所选设备投资运行经济分析确定。依笔者所见，中型矿井可考虑蒸汽、热水两种锅炉的匹配方式，其蒸汽锅炉应选两台，即其中一台发生故障时，另一台能确保井口供热。小型矿井热负荷较小，从锅炉运行经济性和互备性考虑，宜采用单一蒸汽锅炉。

（4）在锅炉房设计过程中，还必须严格遵守锅炉监察和有关安全规程，切实做好环境保护、努力改善劳动条件和积极采用成熟可靠、行之有效的先进科学技术，力求使设计做到切和实际，技术先进、经济合理、安全可靠。

（5）矿井锅炉房设计，还应根据矿井总体规划，做到近期与远期相结合，以近期为主，并适当为将来生产发展留有扩建的余地，以便节约资金和材料，更好的发挥投资的经济效益。

3 矿井锅炉房的布置

锅炉房布置是锅炉房设计中最关键的一项工作，布置的合理与否，对整个锅炉房的基建投资、占地面积、能源消耗以及经常运行的安全性和经济性有重要关系。因此，在设计时应认真、谨慎对待。

（1）区域布置

锅炉房是供热之源，也是一个散发煤灰、烟尘和噪声的环境污染源。对于一个矿井来说，锅炉房在总平面上的位置至关重要。它位置选择的适当与否，将直接影响周围正常的生产和生活环境，影响厂区面积的有效利用、热力管线的布置以及维修工作量和原材料消耗等。所以设计时一般应会同总图、工艺等有关专业人员和建设单位共同研究提出方案，从占地面积、运输条件、室外管线、环境保护、维修运行等多种角度进行综合分析比较后确定。

一般情况下，锅炉房设计在临近厂区运输干线，然后协调锅炉房与邻近建筑物、构筑物和堆场之间的相对位置，最后进行锅炉房附属设施如煤场、输煤设备、渣场、除尘装置、烟道等等的合理布置。

锅炉房的朝向，即司炉操作一端应尽量避免向西，宜加强自然通风以改善劳动条件。司炉操作端或锅炉房辅助间，通常布置为面临厂区干道，以便于出入和增加美观。对于易造成环境污染的除尘装置、烟囱、沉渣池等设施，一般布置在锅炉房后侧，起到遮蔽作用。锅炉房的区域布置，应尽量缩短流程和管线。

（2）锅炉房工艺布置

锅炉房的工艺布置除了满足设计规范规定之外，应尽量做到如下几点：

首先，设备的布置应尽量顺其工艺流程，使蒸汽、给水、空气、烟气等介质和燃料、灰渣等物料的流程简短、畅通，减少流动阻力和动力消耗，便于运输。

其次，锅炉房布置时，应根据矿井生产规模的近、远期规划，以近期为主，统筹安排，留有扩建的余地，设备选择和布置，应有一次设计分期建设的可能。如辅助间设于固定端，另一端使其能自由发展（扩建）而不影响或少影响主要设备及管道的工作。当发展端的外墙拆除时，应不影响锅炉房建筑的整体结构，同时又方便扩建时汽水管道、运煤出渣等运输线以及电线电缆的连接；当锅炉房内要设置不同类型的锅炉时，为了将来扩建的方便，还应把容量较大的锅炉布置在发展端一侧。

第三，对于连接设备的各种管道的布置，主要决定于设备的位置。布置时，管道应尽量沿柱子和墙敷设，且大管在内，小管在外；保温管在内非保温管在外。这样，既便于安装，支撑和检修，又比较整齐美观。但管道与管道，管道与梁、柱、墙和设备之间要留出一定的距离，以满足焊接、装置仪表、附件和保温结构等的施工安装、运行、检修和热胀冷缩的要求。

4结束语

锅炉房在矿井的生产过程中占有比较重要的位置，因此要求我们在锅炉房设计及布置时，在满足国家现行规范、标准和规程的同时，根据矿井的实际情况，尽可能周密地综合考虑各方面的问题，确定合理、经济的方案。在此基础上，设计出符合安全生产、技术先进、经济合理的锅炉房。

参考文献：

[1] GB50041-2008 锅炉房设计规范，北京：中国计划出版社，2008

[2] 锅炉房实用设计手册（第二版），北京：机械工业出版社，2001.1

[3] 张永照等编，工业锅炉，北京：机械工业出版社，1982

作者简介：李彦辉，男，1976年9月生，工程师，石家庄市裕华东路55号，邮编050011。