鍋爐房燃氣管道設計
● 前期勘查
設計前期首先應對鍋爐房的位置進行勘查，判斷鍋爐房的位置、建築結構是否滿足規範要求。
前期勘查過程中應以《鍋爐房設計規範》GB50041、《高層民用建築設計防火規範》GB50045、《建築設計防火規範》GB50016、《城鎮燃氣設計規範》GB50028作為依據來判斷：
1、《鍋爐房設計規範》GB50041：
1）鍋爐房宜為獨立的建築物；
2）當鍋爐房和其他建築物相連或設定在其內部時，嚴禁設定在人員密集場所和重要部門（如公共浴室、教室、餐廳、影劇院的觀眾廳、會議室、候車室、檔案室、商店、銀行、候診室等）的上一層、下一層、貼鄰位置以及主要通道、疏散口的兩旁，並應設定在首層或地下室一層靠建築物外牆部位；
3）住宅建築物內，不宜設定鍋爐房；
鍋爐房的出入口不應少於2個。但對於獨立鍋爐房，當爐前走道總長度小於12m，且總建築面積小於200m2時，其出入口可設1個；
4）非獨立鍋爐房，其人員出入口必須有1個直通室外；
5）鍋爐房為多層佈置時，其各層的人員出入口不應少於2個。樓層上人員出入口，應有直接通向地面的安全樓梯；
6）鍋爐房通向室外的門應向室外開啟，鍋爐房內的工作間或生活間直通鍋爐間的門應向鍋爐間內開啟。
注意：依據本規範進行設計時應注意其適用範圍：
以水為介質蒸汽鍋爐鍋爐房，其單臺鍋爐額定蒸發量為1~75t/h、額定出口水壓力為0.10~3.82MPa（表壓）、額定出口溫度小於等於450℃；
熱水鍋爐鍋爐房，其單臺鍋爐額定熱功率為0.7~70MW、額定出口水壓力為0.10~2.50MPa（表壓）、額定出口水溫小於等於180℃。（注：真空鍋爐、直燃機組等不適用於本規範，可參考《燃氣採暖熱水爐應用技術規程》）
2、《高層民用建築設計防火規範》GB50045、《建築設計防火規範》GB50016：
燃氣鍋爐宜設定在高層（民用）建築外的專用房間內。當受條件限制需與高層（民用）建築貼鄰佈置時，應設定在耐火等級不低於二級的建築內，並應採用防火牆與高層（民用）建築隔開，且不應貼鄰人員密集場所；當受條件限制需佈置在高層（民用）建築中時，不應佈置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰，並應符合下列規定：
1）鍋爐房應佈置在建築物的首層或地下一層靠外牆部位，但常（負）壓燃氣鍋爐可設定在地下二層，；當常（負）壓燃氣鍋爐距安全出口的距離大於6m時，可設定在屋頂上；採用相對密度（與空氣密度比值）大於等於0.75的可燃氣體作為燃料的鍋爐，不得設定在建築物的地下室或半地下室；
2）鍋爐房的門均應直通室外或直通安全出口；外牆上的門、窗等開口部位的上方應設定寬度不小於1m的不燃燒體防火挑簷或高度不小於1.2m的窗檻牆；
3）鍋爐房與其他部位之間應採用耐火極限不低於2h的不燃燒體隔牆和1.5h的樓板隔開。在隔牆和樓板上不應開設洞口；當必須在隔牆上開門窗時，應設定耐火極限不低於1.2h的防火門窗；
4）應設定火災報警裝置和除滷代烷以外的自動滅火系統；
5）燃氣鍋爐房應設定防爆洩壓設施和獨立的通風系統，通風換氣能力不小於6次/h，事故通風換氣次數不小於12次/h。
3、《城鎮燃氣設計規範》GB50028：
商業使用者中燃氣鍋爐和燃氣直燃型吸收式冷（溫）水機組的設定應符合下列要求：
1）宜設定在獨立的專用房間內；
2）設定在建築物內時，燃氣鍋爐房宜佈置在建築物的首層，不應佈置在地下二層及二層以下；燃氣常壓鍋爐和燃氣直燃機可設定在地下二層；
3）燃氣鍋爐房和燃氣直燃機不應設定在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰的房間及主要疏散口的兩旁；不應與鍋爐和燃氣直燃機無關的甲、乙類及使用可燃液體的丙類危險建築貼鄰。
● 鍋爐房內天然氣管道系統的設計
1、耗氣量計算
鍋爐房燃氣消耗量可由下式求出：
B=B1+B2+…+Bn
式中：B—鍋爐房計算燃氣消耗量（Nm3/h）
B1—第一臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
B2—第二臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
Bn—第n臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
2、燃氣管道供氣系統
鍋爐房供氣系統一般由調壓裝置、鍋爐房內燃氣配管系統、報警裝置、吹掃放散系統等組成。
1）燃氣調壓系統
燃氣鍋爐的用氣量比較大，用氣壓力也比一般的民使用者高，因此為了保證供氣的穩定性，鍋爐房燃氣宜從城市中壓供氣主管上鋪設專用管道供給，經過濾調壓後使用。燃氣調壓設施是否選用備用或旁通應與用氣方協商後確定，但為了不間斷供氣，建議調壓裝置採用雙路（一開一備）。
調壓器的選擇應能滿足進口燃氣最高、最低壓力的要求；其計算流量為改調壓器所承擔的管道小時最大輸氣量的1.2倍確定。
2）燃氣配管系統
a）允許壓力損失
供氣壓力只要滿足鍋爐燃燒器工作壓力鍋爐才能執行平穩。一般情況下鍋爐廠家提供的燃燒器工作壓力為一個範圍值，燃燒器配有一個燃氣壓力上限開關和燃氣壓力下限開關，鍋爐正常執行時供氣壓力處於兩者之間。當鍋爐處於停機狀態時，管道內燃氣壓力處於平衡狀態，爐前燃氣壓力為調壓器切斷壓力，調壓器切斷壓力必須小於或等於燃燒器燃氣壓力上限，否則將造成鍋爐啟動困難。調壓器切斷壓力是調壓器出口壓力的1.1倍，供氣系統的允許壓力損失為調壓器出口壓力減去燃燒器燃氣壓力下限，這樣鍋爐才能執行平穩。
供氣系統的允許壓力損失可按下式確定：
△P=P-Pr
式中：
△P——允許壓力損失
P——調壓器出口壓力
Pr——燃燒器前所需的燃氣壓力
管道壓力降包括直管摩擦阻力和區域性摩擦阻力。為了簡化計算，一般情況下室外管區域性摩擦阻力按直管摩擦阻力的10%計，室內管區域性摩擦阻力按直管摩擦阻力的30%計，配管系統的閥門儘可能選球閥，阻力小。
直管摩擦阻力計算詳見《城鎮燃氣設計規範》附錄C
b）燃氣管道水力計算
鍋爐房內的燃氣管道一般採用單管供氣，除使用者有特殊要求（常年不間斷供氣時），採用雙路供氣，每條管道的透過能力按鍋爐房總耗氣量的70%計算。
燃氣管道水力計算的任務是根據燃氣流量和允許壓力損失來確定管徑。燃氣管道的設計不僅要考慮鍋爐對燃氣流量和壓力的要求，還要考慮經濟因素，流速高管徑小，流速低管徑大，這就要求在設計時要選擇合理的流速。《燃油燃氣鍋爐房設計手冊》中要求天然氣管道管內實際流速不應大於25m/s，在設計中，一般按10m/s來進行計算。
燃氣管道允許流速選定後，可根據式1確定管徑：
(d/18.8)2=Qs/w ——式1
d——管道直徑 m；
Qs——燃氣在設計狀態下的流量 m3/h，與計算流量Q（標態）的換算關係按式2進行；
w——燃氣允許流速 10m/s
Qs=QT/(273.1p) ——式2
T——設計中所採用的燃氣熱力學溫度 K；
p——設計中所採用的燃氣絕對壓力 MPa；
Q——燃氣計算流量 Nm3/h
根據管道內允許燃氣流速確定管徑必須經過驗算，以校驗使用者對燃氣消耗量和燃氣終點壓力是否得到保證，如果燃氣終點壓力不能滿足要求時，則必須將管道的直徑予以增大，以減少燃氣流動時的壓力損失而保證使用者對壓力的要求。
3）鍋爐房燃氣放散管的設定
鍋爐房內燃氣管道在停止執行進行檢修是，為檢修工作安全，需要把管道內的燃氣吹掃乾淨；系統在較長時間停止工作後投入執行前，為防止燃氣空氣混合物進入爐膛引起爆炸，也需進行吹掃，因此，在鍋爐房供氣系統設計中，應設定吹掃和放散管道。
鍋爐房內燃氣管道應在下列位置設定放散管：燃氣幹管的末端、管道、裝置的最高點、燃燒器前兩切斷閥之間的管段。放散管可根據具體佈置情況分別引至室外或集中引至室外，放散管出口應安裝在適當的位置，使放散出去的氣體不致被吸入室內或通風裝置內（與門窗距離不應小於3.5m），放散管出口應高出屋脊2m以上。
進出鍋爐房的燃氣管道、室外屋面管、立管、放散管、引入管和燃氣裝置等處均應有防雷、防靜電接地設施。防雷接地的設計應符合現行國家標準《建築物防雷設計規範》GB50057的要求，防靜電接地設施的設計應符合國家現行標準《化工企業靜電接地設計規程》HG/T20675的規定。
4）鍋爐房內的安全措施
鍋爐房的外牆、樓地面或屋頂，應有相應的防爆措施，並應有相當於鍋爐房佔地面積10%的洩壓面積，洩壓方向不得朝向人員聚集的場所、房間和人行通道，洩壓處也不得與這些地方相鄰。地下鍋爐房採用豎井洩爆方式時，豎井的淨橫斷面積應滿足洩壓面積要求。當洩壓面積不能滿足上述要求時，可採用在鍋爐房的內牆和頂部（頂棚）敷設金屬爆炸減壓板做補充。洩壓面積可將玻璃窗、天窗、質量小於等於120kg/m2的輕質屋頂和薄弱牆等面積包括在內。鍋爐房的洩爆口未經原建築設計單位書面同意，嚴禁在承重的牆、柱、梁等處開口，當不能滿足要求時需和用氣方協調。
鍋爐房的通風量應滿足鍋爐燃燒所需的空氣量。鍋爐房宜採用自然通風，當自然通風不能滿足通風要求時，應設定機械通風，通風量應滿足下列規定：正常通風量按換氣次數不小於6次/h確定，事故通風量按換氣次數不少於12次/h確定，燃氣鍋爐房應選用防爆型的事故排風機，該機械通風設施應設定導除靜電的接地裝置。鍋爐房每臺鍋爐前的燃氣幹管上應設手動快速切斷閥和緊急自動切斷閥。鍋爐房內應設定火災自動報警和自動滅火系統，其相鄰的牆應為防火牆。對於熱負荷較大的用氣裝置，並帶有爐膛和煙道，按照規範要求，必須在爐膛和煙道處設爆破門，有專門的排煙設施。鍋爐房內應設固定的防爆照明裝置。
鍋爐房燃氣管道設計
● 前期勘查
設計前期首先應對鍋爐房的位置進行勘查，判斷鍋爐房的位置、建築結構是否滿足規範要求。
前期勘查過程中應以《鍋爐房設計規範》GB50041、《高層民用建築設計防火規範》GB50045、《建築設計防火規範》GB50016、《城鎮燃氣設計規範》GB50028作為依據來判斷：
1、《鍋爐房設計規範》GB50041：
1）鍋爐房宜為獨立的建築物；
2）當鍋爐房和其他建築物相連或設定在其內部時，嚴禁設定在人員密集場所和重要部門（如公共浴室、教室、餐廳、影劇院的觀眾廳、會議室、候車室、檔案室、商店、銀行、候診室等）的上一層、下一層、貼鄰位置以及主要通道、疏散口的兩旁，並應設定在首層或地下室一層靠建築物外牆部位；
3）住宅建築物內，不宜設定鍋爐房；
鍋爐房的出入口不應少於2個。但對於獨立鍋爐房，當爐前走道總長度小於12m，且總建築面積小於200m2時，其出入口可設1個；
4）非獨立鍋爐房，其人員出入口必須有1個直通室外；
5）鍋爐房為多層佈置時，其各層的人員出入口不應少於2個。樓層上人員出入口，應有直接通向地面的安全樓梯；
6）鍋爐房通向室外的門應向室外開啟，鍋爐房內的工作間或生活間直通鍋爐間的門應向鍋爐間內開啟。
注意：依據本規範進行設計時應注意其適用範圍：
以水為介質蒸汽鍋爐鍋爐房，其單臺鍋爐額定蒸發量為1~75t/h、額定出口水壓力為0.10~3.82MPa（表壓）、額定出口溫度小於等於450℃；
熱水鍋爐鍋爐房，其單臺鍋爐額定熱功率為0.7~70MW、額定出口水壓力為0.10~2.50MPa（表壓）、額定出口水溫小於等於180℃。（注：真空鍋爐、直燃機組等不適用於本規範，可參考《燃氣採暖熱水爐應用技術規程》）
2、《高層民用建築設計防火規範》GB50045、《建築設計防火規範》GB50016：
燃氣鍋爐宜設定在高層（民用）建築外的專用房間內。當受條件限制需與高層（民用）建築貼鄰佈置時，應設定在耐火等級不低於二級的建築內，並應採用防火牆與高層（民用）建築隔開，且不應貼鄰人員密集場所；當受條件限制需佈置在高層（民用）建築中時，不應佈置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰，並應符合下列規定：
1）鍋爐房應佈置在建築物的首層或地下一層靠外牆部位，但常（負）壓燃氣鍋爐可設定在地下二層，；當常（負）壓燃氣鍋爐距安全出口的距離大於6m時，可設定在屋頂上；採用相對密度（與空氣密度比值）大於等於0.75的可燃氣體作為燃料的鍋爐，不得設定在建築物的地下室或半地下室；
2）鍋爐房的門均應直通室外或直通安全出口；外牆上的門、窗等開口部位的上方應設定寬度不小於1m的不燃燒體防火挑簷或高度不小於1.2m的窗檻牆；
3）鍋爐房與其他部位之間應採用耐火極限不低於2h的不燃燒體隔牆和1.5h的樓板隔開。在隔牆和樓板上不應開設洞口；當必須在隔牆上開門窗時，應設定耐火極限不低於1.2h的防火門窗；
4）應設定火災報警裝置和除滷代烷以外的自動滅火系統；
5）燃氣鍋爐房應設定防爆洩壓設施和獨立的通風系統，通風換氣能力不小於6次/h，事故通風換氣次數不小於12次/h。
3、《城鎮燃氣設計規範》GB50028：
商業使用者中燃氣鍋爐和燃氣直燃型吸收式冷（溫）水機組的設定應符合下列要求：
1）宜設定在獨立的專用房間內；
2）設定在建築物內時，燃氣鍋爐房宜佈置在建築物的首層，不應佈置在地下二層及二層以下；燃氣常壓鍋爐和燃氣直燃機可設定在地下二層；
3）燃氣鍋爐房和燃氣直燃機不應設定在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰的房間及主要疏散口的兩旁；不應與鍋爐和燃氣直燃機無關的甲、乙類及使用可燃液體的丙類危險建築貼鄰。
● 鍋爐房內天然氣管道系統的設計
1、耗氣量計算
鍋爐房燃氣消耗量可由下式求出：
B=B1+B2+…+Bn
式中：B—鍋爐房計算燃氣消耗量（Nm3/h）
B1—第一臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
B2—第二臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
Bn—第n臺鍋爐燃氣消耗量（Nm3/h）
2、燃氣管道供氣系統
鍋爐房供氣系統一般由調壓裝置、鍋爐房內燃氣配管系統、報警裝置、吹掃放散系統等組成。
1）燃氣調壓系統
燃氣鍋爐的用氣量比較大，用氣壓力也比一般的民使用者高，因此為了保證供氣的穩定性，鍋爐房燃氣宜從城市中壓供氣主管上鋪設專用管道供給，經過濾調壓後使用。燃氣調壓設施是否選用備用或旁通應與用氣方協商後確定，但為了不間斷供氣，建議調壓裝置採用雙路（一開一備）。
調壓器的選擇應能滿足進口燃氣最高、最低壓力的要求；其計算流量為改調壓器所承擔的管道小時最大輸氣量的1.2倍確定。
2）燃氣配管系統
a）允許壓力損失
供氣壓力只要滿足鍋爐燃燒器工作壓力鍋爐才能執行平穩。一般情況下鍋爐廠家提供的燃燒器工作壓力為一個範圍值，燃燒器配有一個燃氣壓力上限開關和燃氣壓力下限開關，鍋爐正常執行時供氣壓力處於兩者之間。當鍋爐處於停機狀態時，管道內燃氣壓力處於平衡狀態，爐前燃氣壓力為調壓器切斷壓力，調壓器切斷壓力必須小於或等於燃燒器燃氣壓力上限，否則將造成鍋爐啟動困難。調壓器切斷壓力是調壓器出口壓力的1.1倍，供氣系統的允許壓力損失為調壓器出口壓力減去燃燒器燃氣壓力下限，這樣鍋爐才能執行平穩。
供氣系統的允許壓力損失可按下式確定：
△P=P-Pr
式中：
△P——允許壓力損失
P——調壓器出口壓力
Pr——燃燒器前所需的燃氣壓力
管道壓力降包括直管摩擦阻力和區域性摩擦阻力。為了簡化計算，一般情況下室外管區域性摩擦阻力按直管摩擦阻力的10%計，室內管區域性摩擦阻力按直管摩擦阻力的30%計，配管系統的閥門儘可能選球閥，阻力小。
直管摩擦阻力計算詳見《城鎮燃氣設計規範》附錄C
b）燃氣管道水力計算
鍋爐房內的燃氣管道一般採用單管供氣，除使用者有特殊要求（常年不間斷供氣時），採用雙路供氣，每條管道的透過能力按鍋爐房總耗氣量的70%計算。
燃氣管道水力計算的任務是根據燃氣流量和允許壓力損失來確定管徑。燃氣管道的設計不僅要考慮鍋爐對燃氣流量和壓力的要求，還要考慮經濟因素，流速高管徑小，流速低管徑大，這就要求在設計時要選擇合理的流速。《燃油燃氣鍋爐房設計手冊》中要求天然氣管道管內實際流速不應大於25m/s，在設計中，一般按10m/s來進行計算。
燃氣管道允許流速選定後，可根據式1確定管徑：
(d/18.8)2=Qs/w ——式1
式中：
d——管道直徑 m；
Qs——燃氣在設計狀態下的流量 m3/h，與計算流量Q（標態）的換算關係按式2進行；
w——燃氣允許流速 10m/s
Qs=QT/(273.1p) ——式2
式中：
T——設計中所採用的燃氣熱力學溫度 K；
p——設計中所採用的燃氣絕對壓力 MPa；
Q——燃氣計算流量 Nm3/h
根據管道內允許燃氣流速確定管徑必須經過驗算，以校驗使用者對燃氣消耗量和燃氣終點壓力是否得到保證，如果燃氣終點壓力不能滿足要求時，則必須將管道的直徑予以增大，以減少燃氣流動時的壓力損失而保證使用者對壓力的要求。
3）鍋爐房燃氣放散管的設定
鍋爐房內燃氣管道在停止執行進行檢修是，為檢修工作安全，需要把管道內的燃氣吹掃乾淨；系統在較長時間停止工作後投入執行前，為防止燃氣空氣混合物進入爐膛引起爆炸，也需進行吹掃，因此，在鍋爐房供氣系統設計中，應設定吹掃和放散管道。
鍋爐房內燃氣管道應在下列位置設定放散管：燃氣幹管的末端、管道、裝置的最高點、燃燒器前兩切斷閥之間的管段。放散管可根據具體佈置情況分別引至室外或集中引至室外，放散管出口應安裝在適當的位置，使放散出去的氣體不致被吸入室內或通風裝置內（與門窗距離不應小於3.5m），放散管出口應高出屋脊2m以上。
進出鍋爐房的燃氣管道、室外屋面管、立管、放散管、引入管和燃氣裝置等處均應有防雷、防靜電接地設施。防雷接地的設計應符合現行國家標準《建築物防雷設計規範》GB50057的要求，防靜電接地設施的設計應符合國家現行標準《化工企業靜電接地設計規程》HG/T20675的規定。
4）鍋爐房內的安全措施
鍋爐房的外牆、樓地面或屋頂，應有相應的防爆措施，並應有相當於鍋爐房佔地面積10%的洩壓面積，洩壓方向不得朝向人員聚集的場所、房間和人行通道，洩壓處也不得與這些地方相鄰。地下鍋爐房採用豎井洩爆方式時，豎井的淨橫斷面積應滿足洩壓面積要求。當洩壓面積不能滿足上述要求時，可採用在鍋爐房的內牆和頂部（頂棚）敷設金屬爆炸減壓板做補充。洩壓面積可將玻璃窗、天窗、質量小於等於120kg/m2的輕質屋頂和薄弱牆等面積包括在內。鍋爐房的洩爆口未經原建築設計單位書面同意，嚴禁在承重的牆、柱、梁等處開口，當不能滿足要求時需和用氣方協調。
鍋爐房的通風量應滿足鍋爐燃燒所需的空氣量。鍋爐房宜採用自然通風，當自然通風不能滿足通風要求時，應設定機械通風，通風量應滿足下列規定：正常通風量按換氣次數不小於6次/h確定，事故通風量按換氣次數不少於12次/h確定，燃氣鍋爐房應選用防爆型的事故排風機，該機械通風設施應設定導除靜電的接地裝置。鍋爐房每臺鍋爐前的燃氣幹管上應設手動快速切斷閥和緊急自動切斷閥。鍋爐房內應設定火災自動報警和自動滅火系統，其相鄰的牆應為防火牆。對於熱負荷較大的用氣裝置，並帶有爐膛和煙道，按照規範要求，必須在爐膛和煙道處設爆破門，有專門的排煙設施。鍋爐房內應設固定的防爆照明裝置。