鍋爐課程設(shè)計(jì)說明書

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： 佳木斯市某住宅小區(qū)鍋爐設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 目 錄一、設(shè)計(jì)題目與原始條件2二、方案設(shè)計(jì)2三、熱負(fù)荷計(jì)算2四、鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)選擇4五、定壓及水處理選擇4六、給水設(shè)備和主要管道的選擇計(jì)算7七、送引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)9八、運(yùn)煤除渣方法的選擇13九、工藝布置15十、設(shè)計(jì)總結(jié)16十一、參考文獻(xiàn)16一 設(shè)計(jì)題目與原始條件 設(shè)計(jì)題目：佳木斯市某住宅小區(qū)鍋爐設(shè)計(jì)原始條件：1.負(fù)荷要求：建筑面積20×10 m2,設(shè)計(jì)鍋爐房。2.煤質(zhì)資料：煤質(zhì)為遼寧撫順A煙煤，煤質(zhì)成分為=55.82%，=4.95%,=0.51%,

2、=8.77%,=1.04%,=12.20%,=16.71%, =22380kJ/kg，=46.04%。 3.水質(zhì)資料：K+ Na=10.58mg/l，CL=382mg/l， Ca=39.19mg/l，Mg=21.23mg/l，F(xiàn)e=0.4 mg/l,NH=1.2mg/l, SO=316 mg/l, CO=20 mg/l, HCO=194 mg/l,溶解氧=3.7 mg/l。 4.氣象條件3地名計(jì)算用采暖期圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季室外計(jì)算溫度t/耗熱量指標(biāo)q/(W/m)采暖設(shè)計(jì)熱指標(biāo)q/(W/m)天數(shù)z/d室外平均溫度t/住宅30-45佳木斯180-10.3-24.021.940二 方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為鍋爐房工

3、藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：冬季采暖負(fù)荷的計(jì)算，鍋爐的選型，水處理設(shè)備的選型，風(fēng)機(jī)的選型及其計(jì)算，鍋爐房?jī)?nèi)各設(shè)備的布置與連接，及水力計(jì)算等內(nèi)容三 熱負(fù)荷計(jì)算 1.最大計(jì)算熱負(fù)荷QmaxQmax=K（K1Q）Q1 采暖最大熱負(fù)荷，t/h K管網(wǎng)熱損失系數(shù)（一般常用1.051.08） K1 采暖同時(shí)使用系數(shù)；Q=q×A=40×20×10 =8MW=8/0.7=11.43 t/h（1 t/h=0.7MW） Qmax=K（K1Q）=1.05×1×8=8.4MW2.平均計(jì)算熱負(fù)荷 Q 采暖熱負(fù)荷，t/htn 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度， t采暖期室外平均溫度，tw

4、 采暖期采暖室外計(jì)算溫度，所以= =5.4MW3.鍋爐房年熱負(fù)荷計(jì)算鍋爐房三班制運(yùn)行，采暖工作時(shí)間為180天，全年熱負(fù)荷是計(jì)算全年燃料消耗量的重要依據(jù)采暖的全年熱負(fù)荷，t/年D0 = K采暖天數(shù)S每晝夜工作班數(shù) 非工作時(shí)保溫用熱負(fù)荷，t/h=8×180×3×5.4=23328MW/年D0 = K=1.05×23328=24494.4 MW/年四 鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)選擇（1） 鍋爐型號(hào)根據(jù)熱負(fù)荷的大小和燃料種類等因素選擇鍋爐根據(jù)文獻(xiàn)2選擇型號(hào)為SZL-5.6-0.7/95/70-AII的鍋爐鍋爐型號(hào)SZL-5.6-0.7/95/70-AII生產(chǎn)廠地天山額定供熱

5、量/MW5.6熱水出口壓力/MPa0.7熱水出口溫度/95回水溫度/70排煙溫度/輻射受熱面積/對(duì)流受熱面積/爐膛面積/爐排有效面積/9.05燃料消耗量kg/h1328鍋爐效率79.5外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）8120×4420×1760金屬總重/t34.2五 定壓及水處理設(shè)備選擇鍋爐循環(huán)水量的計(jì)算 t/hQ鍋爐額定熱負(fù)荷，kWk管網(wǎng)散熱損失系數(shù)，取1.05c管網(wǎng)熱水的平均比熱容，kJ/(kg)熱水供回水溫差，=505.6t/h熱水管網(wǎng)補(bǔ)水量為505.6×2%=10.112t/h鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，水質(zhì)已經(jīng)過一定的處理。鍋爐房水處

6、理的任務(wù)通常是軟化和除氧，某些情況下也需要除堿或部分鹽。1. 確定水處理設(shè)備生產(chǎn)能力水處理設(shè)備的生產(chǎn)能力G由鍋爐補(bǔ)給水量、熱水管網(wǎng)補(bǔ)給水量、水處理設(shè)備自耗軟水和工藝設(shè)備生產(chǎn)需要軟水量決定：鍋爐補(bǔ)給水量，t/h熱水管網(wǎng)補(bǔ)給水量，t/h水處理設(shè)備自耗水量，t/h工藝設(shè)備生產(chǎn)需要的軟水量，t/h1.2裕量系數(shù)鍋爐補(bǔ)給水量： t/hD鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h設(shè)備和管道漏損，可取5鍋爐排污率，熱水管網(wǎng)補(bǔ)給水量應(yīng)由供熱設(shè)計(jì)提供，如無法獲得，可按照熱網(wǎng)循環(huán)水量的2計(jì)算，當(dāng)前熱水管網(wǎng)實(shí)際漏水量普遍偏大，因而，通常取4G=G×4=505.6×4=20.224t/h水處理設(shè)備自耗軟水一般是用于

7、逆流再生工藝的逆流沖洗過程，其流量可按預(yù)選的離子交換器直徑估算： t/h逆流沖洗速度，m/h，低速流再生時(shí)可取2m/h,有頂壓時(shí)可取5m/h;F交換器截面積，m，假定取2.5m水的密度，t/m,常溫水1t/m=2×2.5×1=5t/h得 t/h2.決定水的軟化方法鍋爐用水應(yīng)進(jìn)行軟化處理。堿度高的水有時(shí)需要進(jìn)行除堿處理，通常可根據(jù)鍋水相對(duì)堿度和按堿度計(jì)算的鍋爐排污率高低來決定。鍋水相對(duì)堿度=A鍋爐補(bǔ)給水堿度，nmol/LS鍋爐補(bǔ)給水溶解固體物，mg/L碳酸鈉在鍋內(nèi)分解為氫氧化鈉的分解率根據(jù)低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，鍋水相對(duì)堿度應(yīng)小于0.2。由于沒有給定鍋爐補(bǔ)給水溶解固形物的量，所以堿

8、度忽略，不需要除堿。根據(jù)文獻(xiàn)2，水的軟化方法一般采用離子交換軟化方法，其效果穩(wěn)定，易于控制。在文獻(xiàn)2中查得，選用無頂壓固定床逆流再生鈉離子交換器兩臺(tái)，一用一備。逆流再生鈉離子交換器LNN-1600/35規(guī)格性能表：公稱直徑/mm工作壓力/MPa工作溫度/出力/(t/h)工作樹脂層高/mm再生耗鹽量/kg樹脂裝載量/L石英砂裝填量/kg設(shè)備滿水負(fù)荷/kN16000.65-6035200040040002300140逆流再生鈉離子交換器LNN-1600/35結(jié)構(gòu)尺寸表：公稱直徑HH1H2H3LL1L2L3L4ba1600501214303101901050787535595300155014018

9、010080501254.軟化設(shè)備選擇計(jì)算鈉離子交換法的再生劑為食鹽，再生液的制備一般用溶鹽池，池的體積通常為一次再生用鹽量；如離子交換器臺(tái)數(shù)較多，需要兩臺(tái)同時(shí)再生時(shí)，可按兩次再生用鹽量計(jì)算。稀鹽溶液池的體積按下式計(jì)算： B一次再生用鹽量，kg 鹽溶液濃度4%8% 鹽溶液密度，t/故再生用鹽較小時(shí)，用貯鹽池。貯鹽池體積由下式計(jì)算：A每晝夜用鹽量，t ；n貯鹽天數(shù)，取12天；鹽的密度，可取0.86t/。故，長(zhǎng)×寬×高：2.23m×2m×1.5m 5.除氧設(shè)備選擇計(jì)算熱力除氧是使用最廣泛的除氧方法，其工作可靠穩(wěn)定，根據(jù)文獻(xiàn)2選用全補(bǔ)給水熱力除氧器，水箱性能及

10、規(guī)格如下表；規(guī)格/(t/h)工作壓力/MPa工作溫度/進(jìn)水壓力/MPa進(jìn)水溫度/水箱有效容積/水壓試驗(yàn)壓力/MPa設(shè)備凈重/kg400.021040.15-0.220250.27945除氧器及水箱外形尺寸規(guī)格/(t/h)LBHLba40598121306214105012127230六 給水設(shè)備和主要管道的選擇與計(jì)算給水設(shè)備是指鍋爐房給水系統(tǒng)中各種水泵和水箱，它與鍋爐的安全運(yùn)行有著密切的關(guān)系。1. 決定給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)由給水設(shè)備，連接管道和附件等組成。2. 給水泵的選擇（1） 給水泵的容量和臺(tái)數(shù)給水泵的流量應(yīng)該滿足鍋爐所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)給水量的1.1倍的要求， t/h；（2）給水泵根據(jù)

11、文獻(xiàn)2選用IS型單級(jí)單吸離心泵3臺(tái)，二用一備，性能表如下： 型 號(hào) 流量Q揚(yáng)程H/m轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率N/kW效率（%）氣蝕余量/mL/s軸功率電動(dòng)機(jī)功率IS200-150-315400111.132145042.555823.5IS200-150-315離心泵的外形尺寸表如下：泵型號(hào) 外形尺寸/mm電動(dòng)機(jī)LL1L2L3HH1BB1型號(hào)功率/kwIS200-150-315194018203201200865465660600250M-455設(shè)置備用給水泵是為了保證在停電，正常維修和發(fā)生機(jī)械故障等情況下，鍋爐仍能安全、可靠地供水。為了保證能夠給水泵安全、正常工作，所選擇的給水泵還應(yīng)適應(yīng)最

12、高給水溫度的要求。（3）給水泵的揚(yáng)程給水泵的揚(yáng)程對(duì)于壓力較低的鍋爐，給水泵的揚(yáng)程可用下式近似計(jì)算： H=1000P+100200 kPa（P為鍋爐的工作壓力）即100米水柱的揚(yáng)程 3. 給水箱的選擇（1）給水箱的容積和個(gè)數(shù)給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運(yùn)行鍋爐的在額定蒸發(fā)量時(shí)所需2040分鐘的給水量，對(duì)于小容量的鍋爐房，給水箱的有效容積可適當(dāng)增大。 采用熱力除氧和真空除氧時(shí)，除氧器和給水箱由制造廠配套提供。根據(jù)熱力除氧設(shè)備選擇容積為25m的水箱,4m×2.5m×2.5m（2）給水箱的安裝高度給水箱的安裝高度應(yīng)不小于下式計(jì)算的給水泵的最小灌

13、注高度。 使用溫度下水的飽和壓力，； 給水箱液面壓力，； 吸水管道阻力，； 富裕量,可取； 使用壓力下水的密度, ； 重力加速度,； 泵的允許汽蝕余量，。由泵的樣本給出的允許汽蝕余量=3.5m=4m4.補(bǔ)給水泵的選擇根據(jù)軟化水量和文獻(xiàn)【1】選擇IS型單級(jí)單吸離心泵2臺(tái)，兩用一備，性能表如下： 型 號(hào) 流量Q揚(yáng)程H/m轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率N/kW效率（%）氣蝕余量/mL/s軸功率電動(dòng)機(jī)功率IS100-65-315308.33 3414505.4411512.0IS100-65-315離心泵的外形尺寸表如下：泵型號(hào) 外形尺寸/mm電動(dòng)機(jī)LL1L2L3HH1BB1型號(hào)功率/kwIS100-65

14、-315179518203201200655375730670280S-2755.系統(tǒng)主要管道管徑的確定（1） 循環(huán)水主干管管徑確定由上可知：總管G=505.6t/h若取管內(nèi)流速為2m/s，則每臺(tái)鍋爐的循環(huán)水管的管徑為：299mm 取循環(huán)水進(jìn)出總管管徑為300mm（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(jù)鍋爐循環(huán)水量：G=252.8t/h若取管內(nèi)流速為1.5m/s，244mm取水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑為250mm七 送引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 計(jì)算送風(fēng)量和排煙量（1）送風(fēng)量計(jì)算對(duì)于煙煤理論空氣量可按下式進(jìn)行計(jì)算， 其中，計(jì)算得：=5.9每臺(tái)鍋爐每小時(shí)有效吸熱量： kJ/h鍋爐實(shí)際消

15、耗燃料量： /h計(jì)算燃料消耗量為： /h根據(jù)文獻(xiàn)1，因用的是煙煤，故選擇812，這里取10。選用的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)應(yīng)能保證供熱鍋爐在既定工作條件下，滿足鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)對(duì)煙、風(fēng)流量和壓頭的需要，為了安全起見，在選擇送、引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)該考慮有一定的裕度，送引風(fēng)機(jī)性能裕量系數(shù)列于下表：設(shè)備或工況裕量系數(shù)風(fēng)量裕量系數(shù)壓頭裕量系數(shù)送風(fēng)機(jī)1.11.2引風(fēng)機(jī)1.11.2帶尖峰負(fù)荷時(shí)1.031.05一個(gè)直入爐膛的過量空氣系數(shù)去，在計(jì)算修正富裕度后，每臺(tái)鍋爐的送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可按下式進(jìn)行計(jì)算： 風(fēng)量裕量系數(shù) 這里取1.1；直爐膛入口空氣過量系數(shù) 這里取1.22；計(jì)算燃料消耗量 ；煙煤理論空氣用量 ；送風(fēng)溫度 。所以送風(fēng)

16、機(jī)的風(fēng)量： 根據(jù)文獻(xiàn)2根據(jù)風(fēng)量選9-19型離心鼓風(fēng)機(jī)，一臺(tái)鍋爐一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，共2臺(tái)，性能參數(shù)如下：機(jī) 號(hào)轉(zhuǎn)速/（r/min）全壓/Pa(mm)流量/() 電動(dòng)機(jī)型號(hào)功率/kW10D14505664(578)12451Y200L-430(2) 排煙量計(jì)算對(duì)于煙煤理論煙氣量可按下式進(jìn)行計(jì)算： 得： 所以選用XD型多管旋風(fēng)除塵器，除塵器的漏風(fēng)系數(shù)，引風(fēng)機(jī)入口處的過量空氣系數(shù)和排煙溫度，取風(fēng)量裕量系數(shù)=1.1，一臺(tái)鍋爐配一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，選3臺(tái)，則每臺(tái)引風(fēng)機(jī)所需流量可按下式進(jìn)行計(jì)算： = =23532根據(jù)文獻(xiàn)2排風(fēng)量初選Y5-47-12型離心引風(fēng)機(jī)，其主要性能參數(shù)如下表所示：機(jī)號(hào)轉(zhuǎn)速/全壓/流量/效率/%電動(dòng)

17、機(jī)型號(hào)功率/No8C202024522373380.6Y200L-4302 確定煙和風(fēng)管道斷面尺寸根據(jù)文獻(xiàn)2風(fēng)管和煙管內(nèi)推薦流速如下表所示材料名稱風(fēng)速（）煙速（）磚或混凝土金屬制根據(jù)參考文獻(xiàn)5采用金屬制風(fēng)道，推薦風(fēng)速=1015m/s，風(fēng)管斷面尺寸按=12m/s計(jì)算得：=0.54m2，所以風(fēng)道尺寸為0.675*0.8。3 確定煙囪高度和尺寸（1）確定煙囪的高度在機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙囪的高度都應(yīng)根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì)：SO2、NO2、飛灰等的擴(kuò)散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪的高度的確定，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、鍋爐大氣污染物排

18、放標(biāo)準(zhǔn)和大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定。根據(jù)文獻(xiàn)2可查的煙囪最低允許高度，如下表所示：鍋爐房總?cè)萘?lt;11-22-44-1010-2020-40<0.70.7-1.41.4-2.82.8-77-1414-28煙囪最低允許高度202530354045在本設(shè)計(jì)中鍋爐的總?cè)萘繛?×5.6MW，最低高度40m,而鍋爐煙囪周圍半徑200m距離內(nèi)沒有建筑物，所以選擇煙囪的高度選擇40m。（2）煙囪直徑的計(jì)算 煙囪的直徑可按下式進(jìn)行計(jì)算 通過煙囪的總煙氣量，m3；煙囪出口煙氣流速,m/s，這里取15。根據(jù)文獻(xiàn)2可查得煙囪出口處煙氣流速的推薦值，其值如下表所示通風(fēng)方式運(yùn)行負(fù)荷全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)機(jī)械

19、通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3設(shè)計(jì)時(shí)滿足冬季負(fù)荷要求，所以通過煙囪的總煙量： 所以煙囪底部直徑 煙囪坡度，通常取0.02-0.03，這里取0.025；煙囪高度。得： 。八 運(yùn)煤除渣方法的選擇1.計(jì)算鍋爐房的耗煤量及相應(yīng)的灰渣量已知 MJ/kg，鍋爐熱效率 為了運(yùn)煤除灰設(shè)備選擇計(jì)算的需要，應(yīng)分別計(jì)算鍋爐房平均小時(shí)最大耗煤量、最大晝夜耗煤量、全年耗煤量及相應(yīng)的灰渣量。平均小時(shí)最大耗煤量最大晝夜耗煤量： t/d S生產(chǎn)班次，這里取3班；全年耗煤量：根據(jù)文獻(xiàn)【3】P334可查得相應(yīng)每小時(shí)最大灰渣量的計(jì)算公式為： B鍋爐的平均或最大耗煤量,t/h ； Aar煤的收到基灰分，%； q4固體

20、不完全燃燒熱損失； Qnet，ar煤的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg。所以，最大灰渣量：2.決定貯煤場(chǎng)的面積燃料的廠外運(yùn)輸，不管是火車還是汽車都可能因氣候、燃料源等各種條件影響而短時(shí)中斷；貯煤場(chǎng)的面積大小，根據(jù)煤源的遠(yuǎn)近、運(yùn)輸方法及其可靠性等因素按文獻(xiàn)公式計(jì)算： B鍋爐房平均小時(shí)最大耗煤量，； 鍋爐每晝夜運(yùn)行時(shí)間，24h； 煤的儲(chǔ)備時(shí)間，7d； 考慮煤堆過道占用面積的系數(shù)，取1.5； 煤堆高度，取2m； 煤的堆積密度取0.9 t/ 堆角系數(shù)，取0.8。故，貯煤場(chǎng)的面積為 3.決定灰渣場(chǎng)的面積貯渣量一般為3-5天鍋爐房最大晝夜灰渣量?；以囊暶芏瓤扇?.6-0.9t/,渣堆高度應(yīng)便于卸渣。根據(jù)文獻(xiàn)灰渣場(chǎng)的按下式計(jì)算： 式中：鍋爐房平均小時(shí)最大灰渣量，t/h；鍋爐每晝夜運(yùn)行時(shí)間，24h；灰渣的