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锅炉选型计算以及运营成本运算的若干问题详解

来源:www.kloudiia.com发表时间:2016-07-20

一、前言
相信大部分从事热能行业的人士,在为客户计算锅炉实际需求用量以及锅炉设备运行成本分析时,或多或少在实际的操作中都有一套属于自己的计算方法。但同时我也相信很多专业人士除了基于简单的计算外,更多是结合以往的经验而得出最终的一个计算结果。而在此之中,必须遵循一个原则就是“功率大一点的锅炉可以当小功率锅炉用,小功率锅炉绝对不能当大功率锅炉用”。
虽然上述的一些方式方法确实在实际的生活中可以解决大部分的锅炉选型问题,但无可避免的一点缺陷就是容易让客户造成一个初始成本浪费,比如最终使用的锅炉偏大太多,各种运营成本也就提高了很多。另一方面作为锅炉热能设备的生产销售厂家而言,可能更多是以自己的一个想法或是大致概念去跟客户介绍你需要这么大功率的锅炉,这就造成客户无法直观、清楚的了解我为什么需要这么大功率的锅炉,以至于客户也会质疑我们的数据真实准确性。因此,回到这篇文章的主题上来,我们应该要以一个书面的形式,把我们计算的一个依据以及过程,通过一个方案的形式让客户去阅读。
综上所述,本人将会通过最基本的一个单位换算开始,详解各种参数之间的转换,并将会列出相关工程设计的规定以及依据,最后通过一个例子来强化这种认识。
 
二、有关热值、重量单位的换算
1、1万大卡=10000千卡(Kcal)=10000000卡(cal)=41858518.2焦耳(j) 
2、1万大卡≈11.6千瓦(Kw) 例:24千瓦(Kw)的电锅炉约等于2万大卡的锅炉 
3、1公斤=1千克=0.001吨 例:500公斤也就是通常说的0.5吨啦
 
三、锅炉选型计算以及工程计算所要遵循的相关规定和国家标准 
1、《小型和常压热水锅炉技术监察规定》
2、《锅炉房安全管理规程》
3、《锅炉压力容器安全监察暂行条例》
4、《建筑给水排水设计规范》GB/T50015-2003
5、《建筑给水排水设计手册》
6、《全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水)》
7、《给水排水设计基本语标准》GBJ125-89 


                               表1 热水用水定额

序号  建筑物名称                      单位       最高日用水定额(L)               使用时间(h)
1   住宅
     有自备热水供应和沐浴设备          每人每日          40~80
     有集中热水供应和沐浴设备                         60~100                     24


2   别墅                         每人每日        70~110                    24     


3    单身职工宿舍、学生宿舍、招待所、

     培训中心、普通旅馆
     设公用盥洗室                   每人每日         25~40                  24或定时供应
     设公用盥洗室、淋浴室             每人每日         40~60
     设公用盥洗室、淋浴室、洗衣室      每人每日         50~80
     设单独卫生间、公用洗衣室         每人每日         60~100
 
4   宾馆客房
     旅客                        每床位每日        120~160                   24
     员工                        每人每日          40~50
 
5   医院住院部
    设公用盥洗室                   每床位每日        60~100
    设公用盥洗室、淋浴室            每床位每日        70~130                   24
     设单独卫生间                  每床位每日        110~200

    

    医务人员                      每人每班          70~130

    门诊部、诊疗所                 每病人每次         7~13                   8

    疗养院、休养所住房部            每床位每日        100~160                  24


6   养老院                        每床位每日         50~70                   24


7   幼儿园、托儿所

    有住宿                        每儿童每日         20~40                   24 
    无住宿                        每儿童每日         10~15                   10
 
8   公共浴室
    淋浴                          每顾客每次         40~60
    淋浴、浴盆                     每顾客每次         60~80                  12
    桑拿浴(淋浴、按摩池)            每顾客每次         70~100
 
9  理发室、美容院                   每顾客每次          10~15                  12


10  洗衣房                         每千克干衣          15~30                  8


11  餐饮厅

    营业餐厅                       每顾客每次          15~20                 10~12
    快餐店、职工及学生食堂            每顾客每次           7~10                 11
   酒吧、咖啡厅、茶座、卡拉OK房       每顾客每次           3~8                   18
 

12  办公楼                        每人每班            5~10                  8


13  健身中心                       每人每次           15~25                 12


14  体育场(馆)                 

    运动员淋浴                     每人每次            25~35                  4


15  会议厅                        每座位每次            2~3                   4

  



                             表2冷水计算温度

地区                                                   地面水温度(℃)    地下水温度(℃)

黑龙江、吉林、内蒙古的全部,辽宁的大部分,河北、山西、陕西

偏北部分,宁夏偏东部分                                           4           6~10

北京、天津、山东全部,河北、山西、陕西的大部分,河北南部,

甘肃、宁夏、辽宁的南部,青海偏东和江苏偏北的一小部分                   4           10~15

上海、浙江全部,江西、安徽、江苏的大部分,福建北部,湖南、

北东部,河南南部                                              5           15~20

广东、台湾全部,广西大部分,福建、云南的南部                        10~15          20

重庆、贵州全部,四川、云南的大部分,湖南、湖北的西部,陕西

和甘肃秦岭以南地区,广西偏北的一小部分                              7           15~20


四、各种能源热值对比

名称                  热值            X            热效率         =        实际热值
电热水器            860kcal/度         ×            95%         =        817kcal/度
液化气             10800kcal/kg        ×           85%         =        9180kcal/kg
管道煤气            6500kcal/M3       ×           85%         =        5525kcal/M3
轻柴油             10200kcal/kg        ×            85%         =        8670kcal/kg
热泵               860kcal/度         ×           200%        =        1720kcal/度
生物质颗粒          4600kcal/kg        ×           92%         =        4232kcal/kg
煤                6000kcal/kg         ×            85%         =        5100kcal/kg
 
五、有关热水锅炉的取暖以及用水量计算公式
1、取暖耗热量计算公式:
采暖标准:100w/m2
耗热量公式= 100×总面积×860
             1000
2、1t水升温40℃所需耗热量计算公式:
1T×1000L×40℃=40000kcal
例:比如用户需要每小时5t水,那么所需锅炉功率热值就是5tX40000Kcal=200000Kcal。
3、适用于各种耗热量损失的计算公式(比如大池等):
Q=mc△t=?(这个问号代表水重量,以吨为单位)X1000LX3℃=?
例:10t大池每小时按温降3℃计算:10T×1000L×3=30000kcal/h。所得每小时损耗热量为3万大卡,后面要把这个损失的热量加回去。
六、运行成本分析计算公式
热值÷燃料热值÷热效率×燃料单价=运行费用
例:
1、生物质锅炉热效率为91.15%。
2、燃油锅炉热效率为85%。
3、燃气铸铁热水锅炉热效率为92%
4、燃气铸铝冷凝锅炉热效率为98.6%。
5、生物燃料价格:1100元/吨。(视当地价格为准)
柴油价格:7200元/吨。(视当地价格为准)
天然气价格:2.45元/Nm3(视当地价格为准)
6、生物质燃料热值:4600kcal/kg。   柴油热值:10200kcal/kg。 天然气低位发热值:8700kcal/Nm3
以120万大卡和60万大卡热水锅炉为例运行费用计算:
生物质颗粒锅炉
取暖:1200000kcal÷4600kcal÷91.15%×1.1元=314元/时
供热:600000kcal÷4600kcal÷91.15%×1.1元=157元/时
油锅炉
取暖:1200000kcal÷10200kcal÷85%×7.2元=996元/时
供热:600000kcal÷10200kcal÷85%×7.2元=498元/时
燃气铸铁热水锅炉
供暖:1200000kcal÷8700kcal÷92%×2.45=367元/时
供热:600000kale÷8700kcal÷92%×2.45=183元/时
燃气铸铝冷凝锅炉
供暖:1200000kcal÷8700kcal÷98.6%×2.45=342元/时
供热:600000kcal÷8700kcal÷98.6%×2.45=171元/时
 
七、相关的工程计算例子
1、客户的实地情况:
(1)  淋浴25个,5t的恒温大池。
(2)  7个取暖器,取暖面积180m2
(3)  高峰期按4小时计算
2、工程设计分析:
(1)  淋浴用水量分析 
已知该浴室有25个淋浴头,每小时按客流量5个人计算,平均每个客户用水量为70L/人,根据以上得知淋浴每小时的用水量为: 
70L/人X5人X25个X70%(使用率)=6125L/h=6.13t/h 
(2)5t恒温大池耗热量分析: 
    待水温加热到38℃时候,由于热量流失,所以需要持续加温,按每小
时温度下降3℃计算。 
根据热水热负荷公式:Q=cmΔt 
Q=5TX1000LX3℃=15000Kcal/h 
(3)取暖耗热量计算: 
采暖标准:100w/m2 
耗热量公式= 100×总面积×860
            1000 
得180平取暖:100×180×860  =15480kcal
           1000
根据以上综合分析:
以1t水升温40℃所需耗热量为:1T×1000L×40℃=40000kcal
计算得:
1、5t恒温大池跟淋浴用水热量以及供暖所需热量共计为275680kcal,推荐用户选用30万大卡热水锅炉。
 
3、运行成本分析
锅炉运行费用(锅炉全年12个月正常运行,每天全负荷运行8小时)
燃气铸铁热水锅炉热效率按92%计算
燃气铸铝冷凝锅炉按供回水温度60/40℃,热效率106%计算
天然气热值为8700kcal/Nm3,每立方天然气价格为2.45元/m3(以当地价格为准)。
热值÷燃料热值÷热效率×燃料单价=运行费用
 
(1)热水运行成本分析:
热水总量:275680kcal÷40000kcal/T=6.9t
燃气铸铁热水锅炉:275680kcal÷8700kca÷92%×2.45=84元/时
燃气铸铝冷凝锅炉:275680kcal÷8700kca÷106%×2.45=73元/时
一吨水升温40℃,所需要的运行成本为:
燃气铸铁锅:84元÷7t=12元/t
燃气铸铝冷凝锅炉:73元÷7t=10.4元/t
4、配置选型
燃气铸铁锅炉和燃气铸铝冷凝锅炉(环保,自动化运行,低氮排放,体积小)
八、蒸汽锅炉选型计算以及成本运营计算简略
毫无疑问,热水锅炉的选型以及成本运营计算还是比较简单的。而且大部分也可以套用公式,也可以依据相关的经验去做一个评估。
反观蒸汽锅炉的计算,就要稍微复杂。如果客户知道他实际需要多大的蒸发量锅炉,便可以直接计算,这样就很简便。但如果客户自己没有一个明确的需求量,相对应的选型计算就要根据现场实际情况做出计算。蒸汽锅炉的用量也可以转换成热水锅炉去计算。这里遵循一个原则就是“蒸发量1t的蒸汽锅炉它的热值就相当于60万大卡热水锅炉”。所以要确定客户所需要的蒸发量多少,首先了解客户需要用到蒸汽的设备是多大功率的,再以所有设备的总功率去换算成大卡,根据那个原则就可以计算出这些设备需要多少蒸汽了。相对应的运营成本也可以完全按照上述热水锅炉的计算方法得出。

  

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