焦炉大棚供暖方案1021燃气锅炉.docx
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焦炉大棚供暖方案1021燃气锅炉
工程项目名称
合同号:
ICG(JW)-2016-EPC(R17-2015)-GN-050
施工组织设计名称:
焦炉大棚供暖方案
类别编号:
07
编制人:
编制单位:
编制日期:
施工组织设计审批表
(二)
项目名称
山东钢铁集团日照钢铁精品基地项目
备煤焦炉工程第二标段
施工组织设计名称
山东钢铁集团日照钢铁精品基地项目
焦炉大棚供暖方案
工程概况介绍
项目经理
项目技术负责人
施工组织设计类别编号
07
审批
技术质量部门审核意见:
签章:
年月日
安全环保部门审核意见:
签章:
年月日
施工单位技术负责人审批意见:
签字:
年月日
注:
本表适用于单位工程施工组织设计、临时用电施工组织设计、冬期施工方案的内部审批。
目次
1编制依据1
1.1主要编制依据1
1.2拟采用的主要现行技术标准文件清单1
1.3拟执行的主要企业管理标准文件清单1
2工程概况1
2.1项目主要情况1
2.2项目主要施工条件2
3总体施工部署5
3.1工程总体施工宏观部署5
3.2项目施工的重点和难点简要分析5
3.3项目经理部组织机构6
4施工进度计划6
5施工准备与资源配置计划6
5.1施工准备计划6
5.2主要资源配置计划(1座焦炉大棚)6
6主要施工方法8
6.1保温8
6.2供暖10
7供暖布置图11
8计算书12
8.1用热项目耗热量的计算12
8.2材料加热耗热量计算14
8.3取暖设备的计算与选择14
8.4锅炉的选用及输送管道管径计算15
附录A测温点布置图16
附录B采暖布置图1
山东日照钢铁集团日照钢铁精品基地工程焦炉大棚供暖方案
1编制依据
1.1主要编制依据
1.1.1与工程建设有关的法律、法规和文件;
1.1.2国家现行有关标准和技术经济指标;
1.1.3工程所在地区行政主管部门的批准文件,建设单位对施工的要求;
1.1.4工程施工合同或招标投标文件;
1.1.5工程设计文件;
1.1.6工程施工范围内的现场条件,工程地质及水文地质、气象等自然条件;
1.1.7与工程有关的资源供应情况;
1.1.8项目管理目标责任书;
1.1.9施工企业的生产能力、机具设备状况、技术水平等;
1.1.10与工程相关的其他资料。
1.2拟采用的主要现行技术标准文件清单
1.2.1《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
1.2.2《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2005
1.2.3《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011
1.2.4《工业炉砌筑工程施工与验收规范》GB50211-2014
1.2.5《采暖通风与空气调节设计规范》
1.3拟执行的主要企业管理标准文件清单
1.3.1“四标一体”程序文件
2工程概况
2.1项目主要情况
2.1.1项目名称:
山东钢铁集团日照钢铁精品基地项目备煤焦炉工程第二标段
2.1.2项目性质
山东钢铁集团日照钢铁精品基地项目备煤焦炉工程第二标段新建7.29米2×58孔焦炉,其中2#焦炉砌筑预计于2016年11月20日开始,1#焦炉砌筑预计于2016年12月10日开始,进入冬期施工。
为确保焦炉的工程质量,借鉴以往冬期施工经验,编制本施工措施。
2.1.3地理位置:
日照市岚山工业园区中部。
2.1.4建设规模
7米焦炉大棚跨度为30m,高度26.5m,机侧摆砖附跨跨度为9m,高度5m,在此区域内进行焦炉的冬期施工。
2.1.5建设、勘察、设计、监理等相关单位的情况
建设单位:
山东钢铁集团有限公司日照钢铁有限公司
勘察单位:
山东正元建设工程有限责任公司
设计单位:
山东省冶金设计院股份有限公司
监理单位:
山东鲁冶项目管理有限公司
总承包单位:
山东省冶金设计院股份有限公司
分承包单位:
中国三冶集团有限公司
2.1.6项目设计概况
7米焦炉大棚跨度为30m,高度26.5m,机侧摆砖附跨跨度为9m,高度5m,在此区域内进行焦炉的冬期施工。
砌筑时在有盖的焦炉大棚内进行,并对焦炉大棚采取保温措施,内部设置取暖设施。
冬期风向以西北风为主。
2.2项目主要施工条件
2.2.1项目建设地点气象状况
1风象
夏季主导风向SE(风频17%);
夏季最小风向SW(风频2%);
冬期主导风向N和NNW(风频12%);
冬期最小风向SSW(风频3%)。
岚山区冬期风向玫瑰图岚山区夏季风向玫瑰图
台风(热带风暴):
日照地区每年均有几次到十几次大于或等于0.5m的风暴潮发生,历史上曾有多次风暴潮发生。
日照地区的台风增水主要出现在7~9月,年均出现1.7次。
27年间,日照地区最大增水值为1.22m,月最大增水大于或等于1m、1.1m、1.2m。
据1949~2004年的热带气旋资料统计,对岚山海域影响较重或严重的热带气旋,主要为经黄海西部海域和江苏地区北上或转向,个别可为在长江入海口附近海域转向东北方向或由浙江登陆继续向西北方向移动者(如8114热带气旋,5612热带气旋)。
此类热带气旋平均3年左右出现1次,导致岚山海域发生严重风暴潮灾害的热带气旋平均6年左右出现1次。
热带气旋对岚山海域的主要影响时间大多只有1天,最多者可达2天。
资料统计表明,1960年以来,影响岚山海域的热带气旋近100个,年均2.1个,导致岚山海域出现大于等于6级风的热带气旋,共出现42个,其中20次出现大于等于7级的风。
在热带气旋影响时,本海域最大风速为27m/s(9711热带气旋),次者为23m/s(9216热带气旋)。
热带气旋影响时的主要风向为ESE~NNE,其它风向很少。
2.2.2项目施工区域地形和工程水文地质状况
1降水
小时最大降雨量49.6mm(2007.5.5);
日最大降雨量187.2mm(2007.9.20);
年最大降雨量1037.1mm(2007年);
年平均降雨量648.5mm。
2温度
年平均温度14.1℃;
极端最高温度37.4℃(2011年6月8日);
极端最低温度-15.7℃(2015年1月24日岚山区);
最大冻土深度44cm。
日照1月、2月、12月平均气温
1月
2月
12月
日平均最高气温℃
4
5
6
日平均最低气温℃
-4
-2
-1
平均降水总量㎜
13
17
13
2011年1月
2011年2月
2011年12月
平均高温:
℃
1
6
6
平均低温:
℃
-6
-2
-1
极端高温:
℃
6(1月31日)
11(2月24日)
10(12月13日)
极端低温:
℃
-10(1月15日)
-7(2月14日)
-6(12月17日)
2012年1月
2012年2月
2012年12月
平均高温:
℃
3
4
3
平均低温:
℃
-64
-3
-3
极端高温:
℃
7(1月17日)
8(2月20日)
9(12月2日)
极端低温:
℃
-9(1月22日)
-9(2月1日)
-10(12月23日)
2013年1月
2013年2月
2013年12月
平均高温:
℃
3
5
7
平均低温:
℃
-4
-1
-1
极端高温:
℃
8(1月29日)
11(2月28日)
14(12月4日)
极端低温:
℃
-11(1月2日)
-9(2月7日)
-6(12月26日)
2014年1月
2014年2月
2014年12月
平均高温:
℃
7
5
6
平均低温:
℃
-1
-1
-2
极端高温:
℃
12(1月1日)
11(2月2日)
10(12月29日)
极端低温:
℃
-5(1月8日)
-8(2月10日)
-4(12月1日)
2015年1月
2015年2月
2015年12月
平均高温:
℃
6
7
7
平均低温:
℃
-1
-1
1
极端高温:
℃
11(1月4日)
13(2月25日)
11(12月10日)
极端低温:
℃
-5(1月28日)
-5(2月8日)
-3(12月27日)
2016年1月
2016年2月
2016年12月
平均高温:
℃
3
6
平均低温:
℃
-4
-1
极端高温:
℃
12(1月3日)
11(2月8日)
极端低温:
℃
-13(1月24日)
-5(2月15日)
3相对湿度(岚山港)
年平均相对湿度71%;
夏季月平均相对湿度的最高值83%-89%(7月份最大);
冬期月平均相对湿度的最低值60%-61%;
4最大积雪深度
最大积雪深度:
14cm(日照市1981-2010年);
大气压力(1981-2010年);
年平均气压1013.0hpa;
夏季平均气压1002.3hpa;
冬期平均气压1022.6hpa;
5风、雪荷载风、雪荷载按下表取值。
基本风压(kN/m2)
0.4(50年)
对于对风荷载敏感的建构筑物可按100年重现期考虑
基本雪压(kN/m2)
0.3
雪荷载准永久系数分区Ⅱ
2.2.3其他与施工有关的主要因素
炉体砌筑计划于2016年11月20日开始,1#焦炉砌筑预计于2016年12月10日开始,进入冬期施工。
焦炉大棚围护结构,长度108m,跨度30m,檐口高度24.8m,顶高度26.5m。
需要考虑安装的难度和安全问题。
3总体施工部署
3.1工程总体施工宏观部署
3.1.1工程施工目标
当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时,即进入冬期施工;当室外日平均气温连续五天稳定高于5℃时,解除冬期施工。
3.1.2砌筑需要具备的条件
《工业炉砌筑工程施工与验收规范》GB50211-2014规定,冬期工业炉砌筑工业炉应在采暖的建筑物或暖棚内进行。
工作地点和砌体周围温度,均不应低于5℃,耐火材料在砌筑前,应预热至0℃以上,耐火泥浆在施工时的温度不应低于5℃。
3.1.3在不采取采暖措施时,冬期施工影响筑炉工程质量的因素。
3.1.1在深冬时,大气温度最低时,约在每年的12月份至次年的2月份,日照地区大气温度在白天大多在零上,晚间平均气温1月-4℃,露天耐火材料,主要砌筑材料砖和耐火灰均在此温度值,因焦炉砌筑用硅火泥,粘土火泥均为用加水搅拌。
在此温度搅拌,搅拌机运转困难,泥浆在搅拌的过程中随搅随结冰,形成冻块。
砖凉灰冷打灰即冻,无法操作,因而满足不了砌筑质量要求。
3.1.2焦炉设计砖缝一般为5mm,泥浆在砌筑时应双面打灰,挤浆法砌筑。
泥浆在砌筑时的可操作时间应在45S~90S(和易性)为最佳,在砖冷灰凉的状态下,砌筑时间缩短,砖打上灰浆即刻冻结,保证不了泥浆饱满度,亦没有调整砖砌筑位置的可能,因而墙体的各方向尺寸,墙体表面标高、平整度、垂直度均得不到保证。
3.1.3受冻体墙体对质量的影响,墙体受冻对耐火砖(主要为硅砖、粘土砖)的影响不大,只要耐火砖不处于饱和水浸状态,因其本身组织结构、抗压、抗折的物理指标,均不能对耐火砖造成损坏,主要影响在于泥浆灰缝。
(灰缝的主要作用:
a:
将各种砖粘结成按设计要求的具有一定刚度和强度的耐火材料砌体。
b:
阻止火焰、气流的流动。
c:
在高温状态下缓解一部分砌体膨胀力。
d:
调节砌体各方向几何尺寸。
)特别是在冬期温度变化时,砖缝中的游离水份蒸发,升华极慢,其灰缝体积随温度变化而变化,严重影响本身的灰缝物理指标和炉体的整体结构。
炉体在烘炉时砌体由负温度零下转为正温度(零上),冻融时灰缝会因冻融力造成灰缝本身组织结构之破坏。
灰缝粘而不实,砖缝表面粉化脱落。
达不到对火焰气流密封的效果。
此为焦炉之大忌。
因而焦炉砌筑施工必须在有效的保暖措施下进行。
3.2项目施工的重点和难点简要分析
3.2.1《工业炉砌筑工程施工与验收规范》GB50211-2014规定,冬期工业炉砌筑工业炉应在采暖的建筑物或暖棚内进行。
工作地点和砌体周围温度,均不应低于5℃,耐火材料在砌筑前,应预热至0℃以上,耐火泥浆在施工时的温度不应低于5℃。
本工程依据规范规定需要在原有大棚基础上进行保温、采暖设施的布置。
3.2.2施工过程中的注意事项
1大棚侧墙及屋面保温主要材料、设备需要满足相关规定及本方案要求,尤其是彩钢板(GSY板)质量需要确保,保温彩钢板热阻经过检测至少需要符合侧面0.79W/(m2·K);屋面0.86W/(m2·K);以满足供暖设计要求。
2供热管道的截止阀、补偿器、支架等按暖通施工规范进行设置。
3锅炉设置在锅炉房内,并形成相应的管理制度进行管理。
4地下室两侧通道及侧面墙与抵抗墙的接茬等易漏风处为保温施工的重点,需要在安装完成后进行检查,采取措施进行封堵。
3.3项目经理部组织机构
4施工进度计划
随大棚安装同时进行。
5施工准备与资源配置计划
5.1施工准备计划
5.1.1采暖所需材料依据本方案进场并验收合格。
5.1.2制作安装人员进场。
5.1.3施工所需的机械满足本方案要求,且经过试用合格。
5.1.4其它准备工作与大棚安装同时进行。
5.2主要资源配置计划(1座焦炉大棚)
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1.
燃气热水锅炉
1.4MW
套
2
含配套循环泵等附件(2座大棚共用)
2.
自动放气阀
DN20
个
20
3.
保温管壳
DN200
米
200
4.
水暖风幕机
有效长度4m
套
4
用于机侧上砖口
5.
换气扇
台
2
抗墙上部
6.
钢管
DN200
m
200
用于总管道,根据锅炉位置现场确定
7.
钢管
D133(DN125)
m
1620
大棚内散热
8.
钢管
D133(DN125)
m
864
供回水管道
9.
钢管
DN50
160
散热支管
10.
角钢
∠50*3*5
m
75
根据现场情况选用
11.
截止阀
个
1
12.
岩棉板(GSY板)
50厚
㎡
7644
13.
聚苯乙烯泡沫塑料(GSJ板)
50厚
㎡
2451
14.
温度计
个
30
15.
压力表
Y-100
块
3
16.
伞形取暖器
个
20
17.
棉门帘子
㎡
115
18.
平衡阀
个
2
19.
阀门
DN200
个
3
20.
阀门
DN50
个
5
21.
阀门
DN125
个
4
22.
阀门
DN25
个
2
注:
管道的支架、补偿器及其它附件的设置视现场实际情况,依据相关规范进行设置。
6主要施工方法
6.1保温
焦炉大棚围护结构,长度108m,跨度30m,檐口高度24.8m,顶高度26.5m,机侧设置高度5m、宽度9m附跨,附跨内设置108m通长上料平台,用于耐材临时预热及上砖。
考虑安装的难度和安全问题:
1.侧瓦拟采用δ=50mm厚岩棉保温彩钢板,屋面瓦用δ=50mm的岩棉保温彩钢板。
施工完成后进行检查,对缝隙采取有效措施进行封堵。
2.在屋面和侧墙设置1600㎜宽的玻璃钢瓦采光带,利用玻璃钢瓦的透光性,使阳光照入大棚,即能使大棚增温,又能使大棚内增加亮度,以便于工人砌筑操作。
3.大棚上部两侧抗墙封瓦时,留设两个排气窗设置排风装置,在大气温度不太低时,打开排气窗排除大棚内潮气。
减少湿度,有利于砖缝的干燥。
还有利于棚内通风除尘,改善作业环境。
4.保温彩钢板接缝采用保温做法,减少通缝等不利情况发生,屋面及拐角处建议采用以下做法。
5.地下室两侧采用脚手架配合棉被进行封堵;附跨部分与大棚主体之间根据实际情况设置门帘,用于上砖完成后的密封。
5.空气幕装置
机侧上砖口在上料时,处于敞开状态,对整个大棚内的温度造成了较大的影响,采用门帘+空气幕的方式对此处进行保温。
空气幕的热源视当地实际情况,本项目中初步计划就近选用热水作为热源。
根据现场上料口留置情况,空气幕有效长度与出口宽度相同;留置4个4m宽上料口,空气幕型号选用具体视当地采购情况做适当调整。
6.2供暖
为了使系统简化,降低维护难度,保证系统稳定运行,同时便于办公部分使用同一热源,本工程采用95~70℃热水热源方案。
根据计算及现场实际情况,拟选用2t燃煤热水锅炉2台,对两座大棚进行供暖;为了应对可能出现的极端低温天气,备用伞形取暖器进行温度补偿;两座锅炉布置于两座大棚之间现场指定位置,为了应对个别温度较低天气,现场准备暖风机用于临时加热。
锅炉在施工期间的维护及管理委托锅炉厂统一进行,以确保安全。
经计算本项目单座焦炉大棚需要用D133×4的光面管(排管)散热器,设置在地下室柱上4排,每排设置4组,附跨内设置1排,设4组,共需要D133*4管1620m,对于地下室局部,可能因为重量太大造成制作安装困难,可视具体情况调整,但需要满足管道总长度。
由于大棚体量较大,为避免管路过长带来的不利影响,采暖系统分为南北两个部分,为平衡各环路之间的水力平衡,设置静态平衡阀。
由于此系统是热水循环系统,水温升高会产生压力和气体,我们考虑锅炉运行安全和系统的稳定运行在锅炉处和干管最远端安装了自动排气阀。
伞形取暖炉示意图
7供暖布置图
8计算书
8.1用热项目耗热量的计算
Q=α·∑P
式中:
Q-维持暖棚内部温度所需要的热量W;
α-考虑到缝隙及门窗等透风处而采用的系数;
∑P-分项外围结构表面热损失的总和W;
上式中:
分项外围结构表面热损失的计算。
P=KF(t1-t2)
式中:
P-分项外围结构的表面热损失,W
K-分项外围结构的总传热系数,W/(m2·K);
F-分项外围结构的面积,m2;
t1-暖棚内部温度,℃;
t2-暖棚外部温度,℃;
其中分项外围结构的总传热系数k按下式计算:
K=
式中R1及R2-分项外围结构内、外表面传热阻W;
∑R-分项外围结构各层材料传热阻的总和m2·K/W;其中分项外围结构各层材料的传热阻R按下式计算:
R=
式中R-分项外围结构各层材料的传热阻,m2·K/W;
δ-分项外围结构各层材料的厚度,m;
λ-分项外围结构各层材料的导热系数(热导率),W/(m·k);
1.F-分项外围结构的面积(m2;)计算
大棚侧面围护(50厚岩棉板(GSY板)):
F1=108.4×24.8+108.4×26.68(侧面)+2×(30.85×24.8+1.7×30.85/2-19.84×14.72)+108.4×9+9×5×2
=7644.55㎡
大棚屋面(50厚聚苯乙烯泡沫塑料(GSJ板))
F2=15.459×108.8×2-2×1.6×18×√(1.72+15.4252)(屋面)
=2451.33㎡
焦炉钢筋砼抵抗墙
F3=19.84×14.72×2=584.09㎡
焦炉钢筋砼基础顶板及焦侧分烟道
F4=100.65×25=2516㎡
屋顶采光带
F5=2×1.6×18×√(1.72+15.4252)=894㎡
2.K-分项外围结构的总传热系数计算W/(m2·K);
0.79
0.86
2.11
1.88
6.163
3.维持大棚内温度10。
C所需要的热量,取透风系数α=1.5(急风吹袭下的α值)
Q=1.5×{(0.79×7644.55+0.86×3363.88+2.11×584.09+1.88×2516+6.163*894)×[10-(-10)]
=588587.1w≈589kW
8.2材料加热耗热量计算
焦炉砌筑采用两班制施工,即白班砌筑,夜班往炉上上砖。
在上砖前,白班要组织备砖(第二天砌筑的砖量),将砖按上砖表分装在砖板上,在摆砖板的时间控制上,要求每日12时前摆完,尽量缩短摆放配砖时间,减少配砖因时间长、冷气大量涌入大棚内,晚6点开始将砖运至炉上进行保温。
这种方法可保证耐火砖在炉内正温度至少19小时。
1.加热耗热量计算
Q=vC(t2-t1)
式中
Q—解冻和加热材料所需热量kJ/m³
v—材料的体积密度
C—材料的比热
t2—材料的加热温度
t1—材料的初始温度
耐火材料含水量较低,取以上公式进行计算
最不利情况下,取v=2.1C=0.86
Q=2.1*0.86*(0-(-10))=18.6KJ/m³
取最大日砌筑量为113m³
则加热材料耗热量为113*18.6=2101.8KJ=0.58KW
8.3取暖设备的计算与选择
1.光面管(排管)散热器计算
光面管散热器拆装方便、维修简单、运输容易、散热效率高,对使用条件适应性强,是施工现场广泛采用的一种散热器,用D133×4的无缝钢管焊制而成,其结构形式见焦炉大棚保温图:
以热水为热媒一片光面管散热器的散热量按下式计算:
q=KL(t2-t1)
式中:
q-一片光面管散热器的散热量,kJ/h;
K-光面管散热器的每米管子的放热量,kJ/(m·h·c);
L-一片光面管散热器的管子总长度m;
t2-进散热器热水温度℃。
t1要求达到的温度,℃。
q=21.73×81×(80-10)=123209.1kJ/h≈34.22kW
所需要散热器片数:
(589+0.58)÷21.13=23.74≈18(片)
需要采用D133*4管总长度1458m;
拟设置在地下室柱上4排,每排设置4组,附跨内设置1排,设4组,共需要D133*4管1620m。
1620m>1458m
取1620m方案。
注:
①如果光面管需现场制做,可按采购的定尺管长度组装制作,不损失材料,施工后可作它用。
②焦侧散热器沿焦炉大棚立放设置。
机侧散热器紧靠焦炉大棚立放(或设置在机侧附跨内,靠机侧大棚柱外侧。
)
3机侧设置时注意散热器留有5‰的坡度。
8.4锅炉的选用及输送管道管径计算
8.4.1管径计算
总管道需要满足供热量1.4MW以上以及锅炉供热能力综合确定,本项目中锅炉功率大于实际所需供热量,为了留有施工时进一步提升温度的空间,总管道管径以锅炉配套的基础上,本项目还需考虑现场管材情况,初步确定采用DN200钢管;
8.4.2锅炉的选用
根据现场实际情况,锅炉选用可选用2台供热量1.7MW燃气热水锅炉。
附录A测温点布置图
注:
测温点布置于图示部位附近的脚手架上,方便测量及记录。
附录B采暖布置图
注意事项
9保温
9.1大棚侧墙及屋面保温主要材料、设备需要满足相关规定及本方案要求,尤其是彩钢板(GSY板)质量需要确保,保温彩钢板热阻经过检测至少需要符合侧面0.79W/(m2·K);屋面0.86W/(m2·K);以满足供暖设计要求。
9.2供热管道的截止阀、补偿器、支架等按暖通施工规范进行设置
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- 焦炉 大棚 供暖 方案 1021 燃气锅炉
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