鍋爐課程設計

1、 鍋爐及鍋爐房課程設計生態(tài)環(huán)境與城市建設學院 建環(huán) 專業(yè)課程名稱： 鍋爐及鍋爐房工藝設計 學 期： 2015-2016學年第一學期 班 級： 建環(huán)1204 學生姓名： 翁文強 學 號： 3120901419 指導教師： 毛會敏、李祎彧 起迄日期： 2015年 11月9日 2015 年 11月 20日 2015年 11月 20 日目錄1設計概況22原始資料23熱負荷計算及鍋爐機組的選擇2(l)全廠熱負荷計算2(2)鍋爐機組的選擇34給水及水處理設備的選擇4(1)鍋爐循環(huán)水量的計算4(2).循環(huán)水泵揚程的計算4(3).循環(huán)水泵的選擇55定壓及水處理設備的選擇5(1)膨脹容積的計算5(2)定壓裝置及

2、補水泵的選擇5(3)軟化水設備及軟化水箱的選擇6(4)其他66. 水氣系統(tǒng)主要管道管徑的確定6(1)循環(huán)水主干管管徑的確定6(2)天然氣總管管徑的確定77燃氣及排煙系統(tǒng)7(1)燃氣及天然氣泄漏報警裝置7(2)煙囪88熱工控制和測量儀表89鍋爐房的布置9(1)鍋爐房的組成9(2)鍋爐房建筑安全要求9(3)鍋爐房建筑布置形式1010.鍋爐房設備布置10(1) 一般原則11(2) 鍋爐布置11(3) 輔助設備布置1211.技術經濟指標1312.鍋爐房主要設備表1413. 鍋爐房工藝設計圖142兩臺WNS 5.6-1.0-95/70-Q燃氣熱水鍋爐房工藝設計1設計概況本設計為一燃用天然氣的熱水鍋爐房，

3、主要為聯合廠房采暖及生活沐浴提供所需的熱能。鍋爐房位于廠區(qū)東面的公用動力站房內，毗鄰有空壓站。根據規(guī)劃，近期鍋爐房內先安裝兩臺型燃氣熱水鍋爐，鍋爐房總額定功率為5.6MW，熱水供、回水溫度為95和70。鍋爐燃料為天然氣。2原始資料(l)熱負荷 采暖用熱 供、回水溫度：； 生活用熱 供、回水溫度：。(2)燃料資料 燃料為東海天然氣，其收到基低位熱值：。(3)水質資料 總硬度 永久硬度 暫時硬度 總堿度 (4)工廠工作班制 工作班制為兩班制。3熱負荷計算及鍋爐機組的選擇（1）全廠熱負荷計算1）采暖季最大計算熱負荷 式中 分別為采暖和生活最大熱負荷，由設計資料提供； 管網散熱損失系數，取1.05,

4、采暖用熱的同時使用系數，取1；生活用熱的同時使用系數，生活用熱可提前1h加熱，故取0.5。計入上述各項系數后，鍋爐房的最大計算容量為 。 2）非采暖季最大計算熱負荷 (2)鍋爐機組的選擇鍋爐型號和臺數根據鍋爐房熱負荷、介質、參數和燃料種類等因素選擇，并應考慮技術經濟方面的合理性，使鍋爐房在冬、夏季均能達到經濟可靠運行。1）鍋爐型號 根據計算熱負荷的大小和燃料特性決定鍋爐型號，并考慮負荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總容量必須滿足計算負荷的要求，即選用鍋爐的額定容量之和不應小于鍋爐房計算熱負荷，以保證用汽的需要。但也不應使選用鍋爐的總容量超過計算負荷太多而造成浪費。鍋爐的容量還應適應鍋爐房負

5、荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要力免鍋爐長期在低負荷下運行。對于近期熱負荷將有較大增長的鍋爐房，可選擇較大容量的鍋爐，使發(fā)展后的鍋爐臺數不致過多。鍋爐的介質和參數，應滿足用戶要求。同時，還應考慮到輸送過程中溫度和壓力的損失。鍋爐房中宜選用相同型號的鍋爐，以便于布置、運行和檢修。如需要選用不同型號的鍋爐時，一般不超過兩種。2）鍋爐臺數 選用鍋爐的臺數應考慮對負荷變化和意外事故的適應性，建設和運行的經濟性。一般來說，單機容量較大的鍋爐其效率較高，鍋爐房占地面積小，運行人員少，經濟性好；但臺數不宜過少，不然適應負荷變化的能力和備用性就差。鍋爐房設計規(guī)范規(guī)定：當鍋爐房內最大一臺鍋爐檢修時，其余

6、鍋爐應能滿足工藝連續(xù)生產所需的熱負荷和采暖通風及生活用熱所允許的最低熱負荷。鍋爐房的鍋爐臺數一般不宜少于兩臺；當選用一臺鍋爐能滿足熱負荷和檢修需要時，也可只裝置一臺。對于新建鍋爐房，鍋爐臺數不宜超過五臺；擴建和改建時，最多不宜超過七臺。國外有關文獻認為，新建鍋爐房內裝設鍋爐的最佳臺數為三臺。3）燃燒設備 選用鍋爐的燃燒設備應能適應所使用的燃料、便于燃燒調節(jié)和滿足環(huán)境保護的要求。當使用燃料和鍋爐的設計燃料不符時，可能出現燃燒困難，特別是燃料的揮發(fā)分和發(fā)熱量低于設計燃料時，鍋爐效率和蒸發(fā)量都將不能保證。工業(yè)鍋爐房負荷不穩(wěn)定，燃燒設備應便于調節(jié)。大周期厚煤層燃燒的爐子難以適應負荷調節(jié)要求，煤粉爐調節(jié)

7、幅度則相當有限。蒸發(fā)量小于的小型鍋爐雖可采用手燒爐，但難以解決冒黑煙問題。各種機械化層燃爐和“反燒”的小型鍋爐，正常運行時煙氣黑度均可滿足排放標準。根據鍋爐房的計算容量、所需熱水參數和供應燃料品種，選用2臺熱功率為的臥式燃氣熱水鍋爐，即型鍋爐，鍋爐房總額定熱功率為，熱水供回水溫度為。采暖季節(jié)，第一班工作時一臺鍋爐投入運行以供采暖，第一班職工即將下班要沐浴時，兩臺鍋爐全部投入運行。非采暖季節(jié)，只需投入一臺運行，本鍋爐房不設備用鍋爐，兩臺鍋爐互為備用，鍋爐的檢修保養(yǎng)安排在非采暖季節(jié)進行。熱水鍋爐的技術參數：型號：額定熱功率；額定出水壓力：供、回水溫度：鍋爐燃料：天然氣風機功率:燃料耗量：4給水及水

8、處理設備的選擇（1）鍋爐循環(huán)水量的計算 式中 鍋爐額定熱負荷，； 管網散熱損失系數，取1.05; 管網熱水的平均比熱容，； 熱水供回水溫差，。鍋爐房循環(huán)水量為 （2）循環(huán)水泵楊程的計算 式中 鍋爐房阻力損失，取; 供回水管網阻力損失，由計算得； 最不利用戶內部阻力損失，取。 (3)循環(huán)水泵的選擇 循環(huán)水泵臺數的選擇，為控制方便，以一臺鍋爐配一臺泵的形式，故選擇3臺立式循環(huán)水泵,其中一臺為備用。 循環(huán)水泵的技術參數： 型號： 流量： 揚程： 溫度：0120 轉速： 電機功率：5定壓及水處理設備的選擇（1）膨脹容積計算 式中水的單位體積膨脹系數，取0.0006； 水溫波動的范圍，； 系統(tǒng)總的水容量

9、，。膨脹容積為： 3（2）定壓裝置及補水泵的選擇熱水系統(tǒng)的補水量一般根據系統(tǒng)的正常補水和事故補水確定，并宜為正常補水的45倍。系統(tǒng)的小時泄漏量，宜為系統(tǒng)總的水容量的。根據以上要求及系統(tǒng)的膨脹容積量，為便于布置，選用調節(jié)容量、補水量為的落地膨脹水箱一個。該落地膨脹水箱定壓補水為一個整體裝置，屬于氮氣定壓。落地膨脹水箱的隔膜罐中，罐與囊之間充氮氣。系統(tǒng)總循環(huán)水量系統(tǒng)小時水泄露量鍋爐總水容積落地膨脹水箱的技術參數： 型號： 調節(jié)容量： 補水泵流量： 補水泵揚程： 定壓壓力：（3）軟化水設備及軟化水箱的選擇根據自來水的水質資料，選用型全自動軟化水裝置一臺，其出水量為，為不間斷供水。經軟化后出水硬度，符

10、合工業(yè)鍋爐水質標準GB1576-200l總硬度的要求。 全自動軟化水裝置的技術參數： 型號: 軟水流量: 出水硬度： 電源： 選用不銹鋼軟化水箱一個。（4）其他為調節(jié)鍋爐循環(huán)水的水質，選用一臺型自動加藥裝置。鍋爐運行時，用戶可據水質情況選購緩蝕劑、阻垢劑、除氧劑、堿度調節(jié)劑等，以改善鍋爐水質。因熱水用戶較為單一，故本鍋爐房不設分水缸。6. 水氣系統(tǒng)主要管道管徑的確定要求選定的主要管道是從給水箱至鍋爐的給水管道和從鍋爐至分汽缸(不設置分汽缸時，至主要用汽設備或鍋爐房出口)的蒸汽管道。管道直徑根據輸送的介質按推薦流速(附錄46)計算，然后選擇管子規(guī)格(附錄47)。當輸送介質壓力大于1MPa，溫度大

11、于200時，應采用無縫鋼管；不超過上述范圍時，可采用無縫鋼管或水煤氣輸送管。采用絲扣連接時只限于水煤氣輸送管。給水管道一般采用單管，常年不間斷供熱的鍋爐房應采用雙母管，且每條管道的流量都是額定蒸發(fā)量時的給水量。(1)循環(huán)水主干管管徑的確定1)鍋爐房循環(huán)水進出總管管徑兩臺鍋爐總管流量可由下式計算： 若取管內流速為，則每臺循環(huán)水管管徑可由下式計算： =式中 管道內徑，mm; 工作狀態(tài)下的體積流量，； 工作狀態(tài)下的流速，。 循環(huán)水進出總管管徑取。2)水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑水泵至鍋爐循環(huán)水管道為單管制，根據鍋爐循環(huán)水量：若取管內流速為1.5m/s，則每臺循環(huán)水管管徑可由下式計算： = 水泵至鍋爐循環(huán)水

12、管管徑取(2)天然氣總管管徑的確定根據鍋爐房總的天然氣耗量，天然氣壓力為，工作狀態(tài)下的體積流量（不考慮溫度因素）可簡化計算G1256/1.2=1046m3/h。若取管內流速為，則天然氣總管管徑為： = 天然氣總管管徑取。單個鍋爐的天然氣管管徑= 單個鍋爐的天然氣管徑取。7燃氣及排煙系統(tǒng)(1)燃氣及天然氣泄漏報警裝置鍋爐燃料采用天然氣，由廠區(qū)內的調壓站引入，鍋爐房人口壓力為中壓。在進氣總管上裝有自動切斷閥，設置在專門的天然氣切斷閥間內。自動切斷閥采用自動關閉、現場人工開啟型。切斷信號來自于控制室的泄漏報警裝置，連接報警裝置的探頭安裝在鍋爐房內燃氣易泄漏處。探頭共選用4個。一旦燃氣泄漏濃度達到爆炸

13、下限LEL的1/4時報警，持續(xù)1min后通過自動切斷閥，迅速切斷供氣，并同時啟動連鎖的排風系統(tǒng)（排風系統(tǒng)由暖通專業(yè)設計）將室內的泄漏氣體排至室外，以確保鍋爐安全運行。天然氣泄漏報警裝置選用一臺型號為的可燃氣體檢測系統(tǒng)。另在切斷閥前及于管末端接放散管，并在放散管上裝設取樣管。燃氣體檢測系統(tǒng)的技術參數：型號：測量范圍：報警點：報警方式：獨立光報警、公共聲報警響應時間：(2)煙囪每臺鍋爐分別設置煙囪，煙道及煙囪均采用不銹鋼保溫預制產品。煙囪內徑為500mm同鍋爐出口，煙囪直接排至室外，高度為出屋面2m。按鍋爐房設計規(guī)程，燃氣鍋爐煙道應設置泄爆裝置，本鍋爐因無水平煙道，煙囪又直通室外，故未設防爆門。8

14、熱工控制和測量儀表鍋爐由它帶來的控制柜進行控制，能顯示鍋爐運行時水的壓力、溫度及燃氣壓力等參數，具有全自動運行功能。如具有火焰自動調節(jié)、爐膛自動吹掃和火焰、風壓自動檢測功能以及出水壓力高低自動檢測功能；循環(huán)水溫度超過設定值后的自動待機和溫度降低后的自動啟動等功能。具有多項安全連鎖功能，如水泵、風機過載；點火失敗、異常熄火、風機無風、燃氣壓力過低過高、排煙溫度過高、循環(huán)水斷水等故障連鎖保護功能，循環(huán)水溫度超過（低于）設定值后的自動待機（自動啟動）等功能，以確保鍋爐的安全正常運行。鹽溶液池的示意圖：9鍋爐房的布置鍋爐房位于公用聯合站房的端頭，為單層建筑。公用聯合站房由鍋爐房、空壓站、水泵房、備用柴

15、油發(fā)電機房等組成。鍋爐房與其他站房用防爆墻隔開。鍋爐房的泄爆面積不小于鍋爐間面積的10%。鍋爐間和公用站房統(tǒng)一跨距為l8m，柱距為9m，屋架下弦標高為6.00m。鍋爐房由鍋爐間和輔助間組成，輔助間包括水處理間、天然氣切斷閥間和控制室等組成。鍋爐間的占地面積為，輔助用房占地面積為101m2。排污降溫池設在室外，其容積為2m3。（1）鍋爐房的組成鍋爐房包括設置鍋爐的鍋爐間，設置給水、水處理、送引風、運煤除灰等輔助設備的輔助間，化驗室以及值班、更衣、浴室和廁所等生活用房。容量較大的鍋爐房(通常是指鍋爐的鍋爐房)，還包括變配電用房、儀表操作間、機修間和辦公用房。布置鍋爐和輔助設備的建筑根據設備特點按實

16、際需要設置，化驗室和上述生活用房一般均應設置。當蒸汽鍋爐房供熱水時，換熱設備、熱水循環(huán)泵和補給泵等設備一般也統(tǒng)一布置在鍋爐房內。(2)鍋爐房建筑安全要求鍋爐屬于有爆炸危險的承壓設備，鍋爐房的設計必須嚴格執(zhí)行國家有關規(guī)定。監(jiān)察規(guī)程56規(guī)定，“鍋爐一般應裝在單獨建造的鍋爐房內。不得設置在人口密集的樓房內或與其貼鄰。”鍋爐房若設置在主體建筑以外的附屬建筑物內，或與住宅、生產廠相連時，對鍋爐的壓力和蒸發(fā)量都有極嚴格的限制。鍋爐房應為一、二級耐火等級的建筑，但總額定蒸發(fā)量不超過4th的燃煤鍋爐房可采用三級耐火等級建筑。鍋爐房與相鄰建筑物之間應留有防火問距，具體要求與建筑物的耐火等級有關。露天或半露天煤場

17、與鍋爐房或相鄰建筑物之間的防火間距，當煤場總貯量為1005000t時，對一、二級耐火等級的建筑物為6m，三級為8m；當總貯量超過5000t時，上述間距各加大2m。鍋爐房地面應平整無臺階。為防止積水，底層地面應高于室外地面。設備布置在地下室時，應有可靠的排水設施。（3）鍋爐房建筑布置形式鍋爐房設備可作室內布置或露天布置。露天布置節(jié)省土建投資，排塵排熱條件好，但設備防護條件要求高，操作條件較差。課程設計中一般不考慮露天布置方案。但氣候和環(huán)境條件允許時，除塵器、送引風機、水箱等輔助設備可以作露天布置。新建鍋爐房一般均應留有擴建的可能性。因此，布置給水設備、水處理設備和換熱設備的輔助間和化驗、生活用房

18、常設置于鍋爐房的一端，這一端稱為固定端，另一端作為擴建端。輔助間根據鍋爐房規(guī)模和需要，可以單層、雙層或三層布置。機械化運煤除渣設備由固定端進出，以免擴建時影響原有鍋爐的運行，減少設備的拆裝工作。鍋爐房內的儀表控制室、化驗室、生活用房、變配電用房、運煤通廊等房間應分隔布置，而且儀表控制室應設置在操作層，化驗室布置在采光好、噪聲和振動影響小的部位。水處理、給水、換熱器、送引風等輔助設備，原則上可以不分隔，與鍋爐布置在同一房間內。但目前國內采用高速風機，噪聲大，通常把風機隔開布置。由于運行管理方面的原因，鍋爐設備難以保持完好狀態(tài)，負壓鍋爐在運行中常出現正壓，鍋爐間灰塵較多，因此，輔助間常與鍋爐間隔開

19、布置。除塵器和引風機根據流程布置在鍋爐間的后面。單層布置的鍋爐房，為了降低鍋爐間的噪聲，送風機也往往和引風機一起布置在風機間內。風機間一般緊貼鍋爐間后墻，也可在除塵器后作單獨的風機間，而除塵器則露天布置。鍋爐的工作面應有較好的朝向，并避免太陽西曬。排污減溫池、水處理藥劑庫、各類箱罐一般設置在鍋爐房的后面。鍋爐房設有地下凝結水箱時，應盡量采用半地下建筑，以便于采光和通風。鍋爐房的建筑布置應滿足工藝布置的要求，而工藝布置也要考慮建筑設計的合理性。鍋爐房的柱距、跨度和層高等主要尺寸應盡量符合建筑統(tǒng)一模數制。對于裝配式或部分裝配式鋼筋混凝土結構，當跨度18m時，跨度采用3m的倍數；>18m時，采

20、用6m的倍數，廠房柱距則采用6m或其倍數。自地面至柱頂的高度或層高應為300mm的倍數，屋面坡度一般采用l：5或l：10。門窗洞口采用300mm的倍數。10.鍋爐房設備布置（1）一般原則鍋爐房內各種設備的布置應保證其工作安全可靠、運行管理和安裝檢修便利；設備的位置應符合工藝流程，以便于操作和縮短管線。此外，設備布置還應能合理利用建筑面積和空間，以減少土建投資和占地面積。需要經常進行操作或監(jiān)視的設備，操作部位前應留有足夠的操作面；設備需要接管的部位，應留有安裝管道及其附件的位置；各設備都應有通道通達，以便于運行中檢查設備運轉情況和安裝檢修時設備及部件的搬運。設備的上方應根據操作，通行或吊裝的需要

21、留出空間。為了便于安裝和檢修設備50kg以上的部件或附件，可設置吊裝設備或預設懸掛裝置。吊裝設備可根據需要選用手動或電動的梁式吊車、懸掛式吊車或單軌行車。為了做好設備布置工作，設計者必須了解設備的操作過程，以及這一過程和安裝檢修對場地空間的要求。在進行設備布置時，應先查明各設備的外形尺寸、基礎外形、接管部位等條件。（2）鍋爐布置鍋爐的布置方法和布置尺寸與鍋爐容量、燃燒設備和受熱面結構等因素有關。如容量較大的鍋爐通常采用雙層布置，底層作為出渣層，同時亦可布置風機等輔助設備和其他用房；燃煤鍋爐都有運煤除渣、撥火清灰等操作；不同的受熱面結構，對其清灰和清理煙道灰也有不同要求等等。鍋爐的爐前是主要操作

22、面，鍋爐前端至鍋爐房前墻的凈距離要考慮操作條件，貯煤斗或運煤設備的布置，小型鍋爐人工運煤的要求，以及爐排的檢修、煙管的清灰等要求。這一凈距離一般不小于45m。鍋爐兩側墻之間或與建筑墻之間，通常布置有平臺扶梯，各種管道，有時還有送風機和除渣設備。機械爐排一般都在爐側設置撥火門，有時爐排的漏煤和煙道灰也從爐側清除。撥火操作要求爐墻與側墻之間凈距大于撥火深度(爐排寬度與爐墻厚度之和)1.5m以上，清除漏煤和煙道灰的操作要求也與此相仿。出渣機設置于爐側時，側墻間凈距還應便于運渣車通行。如爐側無操作要求，僅作為通道，則通道凈距對鍋爐不應小于08m，對鍋爐不應小于15m。根據鍋爐的實際條件，按上述要求即可

23、確定爐側間距，從而決定兩臺鍋爐中心線間距。對于設置爐前貯煤斗的鍋爐房，爐子中心線至相鄰兩建筑縱向軸線(通常即煤斗框架軸線)等距，以便于貯煤斗和溜煤管的裝設。鍋爐后端至鍋爐間后墻的間距，如鍋爐后部設有打渣孔或其他裝置，則應滿足其相應操作要求。如僅作為通道，則其凈距要求與爐側相同。鍋爐最高操作平臺至屋架之間的凈高應不小于2m，如為木屋架則應不小于3m。單層布置的鍋爐房，除渣設備布置在地坑或地槽內。若采用集中除渣系統(tǒng)，貯渣斗一般布置在鍋爐房固定端一側；若各臺鍋爐分別設置貯渣斗，可設在鍋爐房的前部或后部。除渣設備工作條件差，易出故障，布置時應考慮有較好的工作和檢修條件，而且應盡量滿足在故障時改為人工出

24、渣的可能性。為便于安裝和檢修時的物件搬運，雙層布置的鍋爐房或單臺鍋爐額定蒸發(fā)量大于或等于的鍋爐房，在鍋爐上方應設置起吊能為的起吊裝置，在穿越樓板處應開設吊裝孔。吊裝設備常采用電動葫蘆或手動單軌行車。設備最大運輸部件不能通過門洞或窗洞搬運時，應設有預留安裝孔。對于框架結構的建筑物，不必指定預留安裝孔位置。（3）輔助設備布置引風機的位置由除塵器和管道的連接要求來決定。風機間內應有通道，其寬度應滿足安裝和檢修時風機部件搬運的要求。風機間應根據實際條件設置起吊裝置或留有吊裝空間。風機軸線標高應滿足出口法蘭裝拆的要求。風機出口水平引出時，出口距墻或距總煙道的尺寸應考慮風機、出口漸擴管與煙閘安裝的需要。除

25、塵器一般露天布置，小型鍋爐的除塵器也可布置在室內。除塵器的進口標高除考慮本體高度外，還應考慮下部排灰或貯灰裝置及運灰車的高度。干式排灰時，布置除塵器的區(qū)域要有運灰車通行的通道。水處理設備一般布置在輔助間內，需要時也可單獨布置在獨立的建筑物內。離子交換器一般靠內墻布置，以免影響采光。離子交換器之間，以及與墻或其他設備之間的距離應滿足配管的要求，側面有操作時還應滿足操作要求。離子交換器通常布置在底層，并與溶鹽池、鹽泵和鹽液過濾器以工藝流程合理地布置在一起。離子交換器高度較大，當上方設有樓層時，如果需要，可以抽掉頂部的部分樓板，或把這部分樓板抬高至所需高度，以滿足離子交換器布置的需要。具有筒體法蘭的離子交換器，其上方空間應有吊裝條件或設置懸掛裝置。熱力除氧器和除氧水箱布置在滿足灌注頭要求的樓層上，一般為三層樓上，其上方應有足夠的空間滿足吊裝要求。同時，在吊車能接近的外墻上預留安裝孔。開式鋼板水箱安放在支座上，支座間距在標準圖上有規(guī)定，支座高度應考慮配管的需要，但不小于300mm。水箱頂部應有一定空間，滿足配管，閥門操作和人孔使用條件。水箱的正面除考慮管道和閥門安裝的需要以外，還應留