北京地區(qū)15萬平米住宅小區(qū)采暖鍋爐房工藝鍋爐房畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目 錄目 錄I緒 論11 原始資料21.1 熱負(fù)荷采暖面積21.2 煤質(zhì)資料21.3 水質(zhì)資料-21.4 氣象資料22 鍋爐類型及臺(tái)數(shù)的選擇計(jì)算32.1 熱負(fù)荷計(jì)算32.1.1 最大計(jì)算熱負(fù)荷Qmax32.1.2 采暖平均熱負(fù)荷Qpj32.1.3 采暖年熱負(fù)荷Qn32.2 鍋爐臺(tái)數(shù)確定原則32.3 鍋爐類型的選擇42.3.1 應(yīng)能滿足供熱介質(zhì)參量的要求42.3.2 應(yīng)能有效地燃燒所采用的燃料42.3.3 其它53 燃燒熱平衡計(jì)算及省煤器校核計(jì)算63.1 燃燒熱平衡計(jì)算63.1.1 燃燒過程中的漏風(fēng)系數(shù)及過量空氣系數(shù)63.1.2 理論空氣消耗量及煙氣理論、實(shí)際體積63.1.3 各受熱面煙道中的煙

2、氣特性73.1.4 焓溫表73.1.5 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算(每臺(tái)鍋爐)83.2 省煤器的校核計(jì)算93.2.1 省煤器進(jìn)出口實(shí)際煙氣容積93.2.2 省煤器進(jìn)出口煙焓10_Toc1391789713.2.3 煙氣側(cè)放熱量103.2.4 省煤器中介質(zhì)吸熱量103.2.5 省煤器介質(zhì)出口焓和出口溫度103.2.6 省煤器所需傳熱面積計(jì)算114 水處理設(shè)備的選擇及熱網(wǎng)補(bǔ)給水系統(tǒng)124.1 水處理方案的確定124.1.1 熱水鍋爐對(duì)給水水質(zhì)的要求124.1.2 水質(zhì)處理方案的確定124.1.3 除氧方式的選擇134.2 熱網(wǎng)循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計(jì)算144.2.1 循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計(jì)算

3、144.2.2 循環(huán)水泵的選擇154.3 熱網(wǎng)補(bǔ)給水量及補(bǔ)給水泵的選擇154.3.1 熱網(wǎng)補(bǔ)給水量的確定154.3.2 補(bǔ)水泵的選擇計(jì)算164.4 固定床逆流鈉離子交換器計(jì)算174.4.1 鈉離子交換器計(jì)算174.4.2 軟化水箱體積計(jì)算184.5 再生液制備系統(tǒng)及計(jì)算184.5.1 系統(tǒng)及設(shè)備184.5.2 鹽液制備設(shè)備的計(jì)算和鹽液泵的選擇194.6 管道、附件及閥門的選擇計(jì)算204.6.1 供回水系統(tǒng)主要管道管徑的選擇計(jì)算204.6.2 分集水器的分類及型號(hào)選擇214.6.3 除污器214.6.4 主要閥門的選擇214.6.5 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題215 送引風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備選擇計(jì)算235.1

4、風(fēng)煙道設(shè)計(jì)要點(diǎn)235.2 送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)235.2.1 送風(fēng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算235.2.2 風(fēng)道斷面的確定245.3 引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)275.3.1 排煙量設(shè)計(jì)計(jì)算275.3.3 煙道阻力計(jì)算295.4 煙囪的計(jì)算345.4.1 煙囪的出口直徑（內(nèi)徑）345.4.2 煙囪底部直徑（內(nèi)徑）345.4.3 煙囪阻力計(jì)算345.4.4 煙囪引力計(jì)算356 除塵設(shè)備的選擇366.1 煙氣量計(jì)算366.2 煙氣分散度366.3 煙氣含塵濃度366.4 除塵器型號(hào)的選擇367 運(yùn)煤除渣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備計(jì)算377.1 運(yùn)煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3771.1 鍋爐房最大小時(shí)耗煤量377.1.2 鍋爐房最冷月晝夜平均耗煤量B3

5、77.1.3 鍋爐房最冷月耗煤量377.1.4 鍋爐房年耗熱量377.2 運(yùn)煤系統(tǒng)的選擇377.2.1 鍋爐房運(yùn)煤方式的選擇377.2.2 埋刮板輸送機(jī)387.2.3 爐前儲(chǔ)煤斗體積387.2.4 煤場(chǎng)面積的計(jì)算397.2.5、運(yùn)煤系統(tǒng)附屬設(shè)備的選擇397.3 除渣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算407.3.1 灰渣總量計(jì)算417.3.2灰渣場(chǎng)面積417.3.3 灰渣斗體積計(jì)算418 熱工測(cè)量與自動(dòng)控制428.1 熱工儀表428.2 熱工控制439 鍋爐房的工藝布置說明449.1 鍋爐房建筑449.1.1 鍋爐房建筑的組成449.1.2 鍋爐房建筑的布置形式449.2 鍋爐房設(shè)備布置4410 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析45結(jié)

6、 論 46參考文獻(xiàn)47致 謝48附錄-1 人員編制表49附錄-2 鍋爐房主要設(shè)備表50附錄-3 鍋爐房預(yù)算細(xì)表51*商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒 論對(duì)于一個(gè)采暖系統(tǒng)來說，鍋爐是核心中的核心。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍋爐設(shè)備日益廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要熱工設(shè)備之一。根據(jù)目前我國燃料的使用程度，煤的使用仍然占大部分，燃油燃?xì)忮仩t雖然發(fā)展很快，但由于其建設(shè)的經(jīng)濟(jì)條件、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)來說比較不成熟，再者其所用燃料的輸送問題很難解決及成本價(jià)格太高，故燃煤鍋爐仍是將來的主流趨勢(shì)。燃煤鍋爐房初投資小，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，做燃煤鍋爐房的設(shè)計(jì)有現(xiàn)實(shí)意義。本設(shè)計(jì)為北京地區(qū)15萬平米住宅小區(qū)采暖鍋爐房工藝

7、設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)力求設(shè)備選型準(zhǔn)確合理、工藝流程布置順暢、經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理、燃料消耗低、初投資小。根據(jù)鍋爐房設(shè)計(jì)的基本要求和原則進(jìn)行熱負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備選型和工藝布置。1 原始資料1.1 熱負(fù)荷采暖面積熱負(fù)荷采暖面積：150000 m2采暖方式：直接取自鍋爐房的95/70熱水供暖。采暖熱負(fù)荷Q= 10.368 MW 建筑物最大高度H=24 m熱網(wǎng)作用半徑R=1000 m1.2 煤質(zhì)資料選用II類煙煤 山東良莊Cy=46.55 Hy=3.06 Oy=6.11 Ny=0.83 Sy=1.94 Wy=9.00 Ay=32.48 Vy=38.50 Qdwy=17693% kJ/kg1.3 水質(zhì)資料-總硬度H=5m

8、ge/L 總堿度A=4.7 mge/L暫時(shí)硬度H=4.7 mge/L 永久硬度H=0.3 mge/L溶解氧= 0.21 mge/L PH值=8.31.4 氣象資料1.4.1 大氣壓力 冬季 102.04 kPa 夏季 99.86 kPa1.4.2 室外計(jì)算溫度冬季采暖室外計(jì)算溫度：-9采暖期室外平均溫度： -1采暖總天數(shù)： 129天1.4.3 主導(dǎo)風(fēng)向 N 北風(fēng)1.4.4 最大凍土深度 850 mm2 鍋爐類型及臺(tái)數(shù)的選擇計(jì)算2.1 熱負(fù)荷計(jì)算2.1.1 最大計(jì)算熱負(fù)荷QmaxQmax= kWQ0=QF=64150000=9.6 MW式中 K0-熱水管網(wǎng)的熱損失系數(shù)，取用1.08K1-采暖熱負(fù)

9、荷同時(shí)使用系數(shù)，取用1.0q-住宅推薦熱指標(biāo)，取64W/m2Q0-采暖最大熱負(fù)荷所以Q0=1.081.09.6=10.368 MW2.1.2 采暖平均熱負(fù)荷QpjQpj=1Q0 kW式中 -采暖系數(shù)，可按式 1=0.7t-室外采暖計(jì)算溫度和采暖室外平均溫度，分別為-9oC和-1.0oCtn-采暖室內(nèi)計(jì)算溫度，取20 oC2.1.3 采暖年熱負(fù)荷Qn與小區(qū)供暖制度取用方式有關(guān)，選用調(diào)節(jié)運(yùn)行供暖Qn=20n1Qpj+4n1Q 可W式中 20，4-每天兩班工作制，室內(nèi)18 oC和室外5 oC時(shí)的供暖小時(shí)數(shù) Q-值班期間室內(nèi)保持5 oC時(shí)的平均采暖熱負(fù)荷 Qpj=1Qo 式中故 Qpj=0.439.6

10、=4.13MWQn=201296.72+41294.13=19468.7 MW2.2 鍋爐臺(tái)數(shù)確定原則根據(jù)熱負(fù)荷計(jì)算，鍋爐最大熱負(fù)荷10.368MW，確定鍋爐總額定功率為12.6MW可選范圍： 3臺(tái)4.2MW 5臺(tái)2.8MW 9臺(tái)1.4MW 18臺(tái)0.7MW鍋爐臺(tái)數(shù)的確定原則:鍋爐臺(tái)數(shù)應(yīng)按所有運(yùn)行鍋爐在額定功率工作時(shí)能滿足鍋爐最大計(jì)算熱負(fù)荷的原則來確定。應(yīng)有較高的熱效率，并應(yīng)使鍋爐的熱負(fù)荷、臺(tái)數(shù)和其它性能均能有效地適應(yīng)熱負(fù)荷變化的需要。熱負(fù)荷大小及其發(fā)展趨勢(shì)與選擇鍋爐容量、臺(tái)數(shù)有極大的關(guān)系。熱負(fù)荷大者，單臺(tái)鍋爐的容量應(yīng)較大，如近期內(nèi)熱負(fù)荷可能有較大增長(zhǎng)，也可選用較大容量的鍋爐。將發(fā)展負(fù)荷考慮進(jìn)

11、去，如考慮遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長(zhǎng)，則可在鍋爐的發(fā)展端留有安裝擴(kuò)建鍋爐的富裕位置或者在總圖上留有空地。鍋爐臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的高度、鍋爐的檢修和改建時(shí)總數(shù)不超過7臺(tái)。以生產(chǎn)熱負(fù)荷為主或常年供熱的鍋爐房，可以設(shè)置一臺(tái)備用鍋爐；以采暖通風(fēng)和生活熱負(fù)荷為主的鍋爐房一般不設(shè)備用鍋爐。參考以上鍋爐臺(tái)數(shù)確定原則及熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，平均熱負(fù)荷7.15MW適合3臺(tái)4.2MW鍋爐使用，在要求不太高時(shí)可用2臺(tái)，即2臺(tái)鍋爐也能維持平均熱負(fù)荷，故選用3臺(tái)4.2MW鍋爐，無備用爐。2.3 鍋爐類型的選擇2.3.1 應(yīng)能滿足供熱介質(zhì)參量的要求（1）熱水鍋爐爐水溫的選擇由熱用戶所要求的供暖系統(tǒng)方式?jīng)Q定。（2）為方便設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行和維護(hù)

12、，同一鍋爐房應(yīng)采用同一型號(hào)、相同熱介質(zhì)的鍋爐。當(dāng)選用不同鍋爐時(shí)，不宜超過兩種，采暖鍋爐房一般宜采用熱水鍋爐；當(dāng)有通風(fēng)熱負(fù)荷時(shí)特別注意對(duì)熱水溫度的要求，可選用蒸汽鍋爐。采暖熱水鍋爐，當(dāng)有通風(fēng)熱負(fù)荷時(shí)特別注意對(duì)熱水用交換器或蒸汽鍋爐。采暖熱水交換器中的蒸汽由噴射器產(chǎn)生。采暖熱負(fù)荷較大的鍋爐房且生產(chǎn)用蒸汽壓力較低時(shí)，可選用高溫?zé)崴仩t，用高溫?zé)崴ㄟ^蒸汽發(fā)生器來產(chǎn)生蒸汽，也可在同一鍋爐房?jī)?nèi)同時(shí)設(shè)置蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。2.3.2 應(yīng)能有效地燃燒所采用的燃料鍋爐燃燒方式的選擇，應(yīng)根據(jù)采用的煤種和鍋爐所適應(yīng)的煤種范圍，綜合考慮以下要求；（1） 對(duì)煤種的適應(yīng)性好；（2） 對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性和壓力性較好；（3）

13、除煙效果好；（4） 勞動(dòng)強(qiáng)度低。2.3.3 其它所采用的鍋爐應(yīng)有較高的熱效率和較低的基建投資、運(yùn)行費(fèi)用，并能經(jīng)濟(jì)而有效地適應(yīng)熱負(fù)荷的變化。鑒于上述情況，本設(shè)計(jì)采用3臺(tái)哈爾濱團(tuán)結(jié)鍋爐廠生產(chǎn)的SZL4.2-0.7-95/70-AII型熱水鍋爐，供水溫度95oC，回水溫度70oC，設(shè)計(jì)熱效率79.26%，耗煤量1078.16kg/h，外形尺寸；781034353465mm，額定工作壓力：0.7MPa。3 燃燒熱平衡計(jì)算及省煤器校核計(jì)算3.1 燃燒熱平衡計(jì)算3.1.1 燃燒過程中的漏風(fēng)系數(shù)及過量空氣系數(shù)表3-1漏風(fēng)系數(shù)及過量空氣系數(shù)表進(jìn)口過量空氣系數(shù)漏風(fēng)系數(shù)出口過量空氣系數(shù)爐膛 1.500.101.6

14、0鍋爐管束 1.65 0.101.75省煤器1.750.101.853.1.2 理論空氣消耗量及煙氣理論、實(shí)際體積 （1）理論空氣量 =（1.866Cy/100+0.7Sy/100+5.55Hy/100-0.7Oy/100）/0.21 = (1.86646.55/100+0.71.94/100+5.553.06/100-0.76.13/100)/0.21 = 4.81 m3/kg(2)三原子氣體體積VRO2 VRO2=0.01866 (Cy +0.375Sy) =0.01866 (46.55+0.3751.94)=0.88 m3/kg(3)N2的理論體積=0.79+0.008Ny =0.794

15、.81+0.0080.83=3.81 m3/kg(4)理論水蒸汽體積 =0.111 Hy +0.124 Wy +0.0161 =0.1113.06+0.1249.00+0.01614.81=1.53 m3/kg(5)煙氣中水蒸汽的實(shí)際體積VH2OVH2O=+0.0161 (-1) =1.53+0.01614.81 (1.6-1)=1.58 m3/kg(6)理論煙氣量 =VRO2+ +=0.88+3.81+1.53=6.22 m3/kg(7)實(shí)際空氣量Vk Vk=1.64.81=7.70 m3/kg(8)實(shí)際煙氣量 Vy=+1.0161(-1) =6.22+1.0161 (1.6-1) 4.81

16、=9.15 m3/kg3.1.3 各受熱面煙道中的煙氣特性表32煙氣特性表名 稱符號(hào)計(jì)算公式爐膛鍋爐管束省煤器平均過量空氣系數(shù)0.5 ()1.601.701.80實(shí)際水蒸氣體積VH2O+0.0161(-1) 1.5761.5841.592煙氣總?cè)莘eVy+1.0161(-1) 9.1569.63710.118RO2容積份額T RO2VR02 /Vy0.0960.0910.087H2O容積份額T HO2VH2O /Vy0.1730.1640.156H容積份額T HT RO2 +T HO20.2690.2550.2433.1.4 焓溫表表33咽氣焓溫表煙氣溫度VRO20.88m3/kgVN2=3.8

17、1 m3/kgVH2O=1.53 m3/kgIy kJ/kgIco2Ico2Vco2IN2IN2Vco2IH2OIH2OVH2O3+5+712345678100170149.6130495.3151231.03875.93200357314.16260990.6304465.121769.88300559491.923921493.52463708.392693.83400772679.365272007.87626957.783645.01500994874.726642529.847951216.354620.91Iy kJ/kgVk=4.81 m3/kgIy=Iy+(a-1)Iko3+5

18、+7IkIk(V(k)I爐（a=1.6）I管（a=1.7）I省（a=1.8）a=1.1.85141415.6122857.4214341.4965860.9777417.4448910111213875.93132634.921256.8821320.3741383.8661769.882661279.462537.5562665.5022793.4482693.834031938.433856.8884050.7314244.5743645.015422607.025209.2225469.9245730.6264620.916843290.046594.9346923.9387252.94

19、23.1.5 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算(每臺(tái)鍋爐)表3-4平衡及燃料消耗量計(jì)算表序號(hào)項(xiàng) 目符 號(hào)單 位計(jì)算公式或數(shù)值來源數(shù)值結(jié)果1低位發(fā)熱量kJ/kg給 定176932冷空氣溫度tlk0C設(shè)計(jì)給定(20-30)303冷空氣理論焓KJ/Kg據(jù)表210 (ctlk)=4.8126.4126.984排煙溫度tpy0C先假定,后校核1805排煙焓IpyKJ/Kg根據(jù)tpy=1800C,a=1.85查表3-32571.686固體不完全燃燒熱損失q4%查書上表3-2,P46,取10-15127氣體不完全燃燒熱損失q3%查書上表3-2,P46,取0.52.01.08散熱損失q5%查書上圖3-229排煙熱損

20、失q2%100(Ipy-I0lk)(1-q4/100)/ 11.6210灰渣和漏煤比取 用0.811灰渣焓KJ/Kg查書上表210,thz=6000C56012灰渣熱損失q6%()Ay/ 0.8213鍋爐總熱損失q%q2+q3+q4+ q5+ q627.4414鍋爐熱效率gl%100-q72.5615供水溫度tgs0C給 定9516回水溫度ths0C給 定7017鍋爐排污率pw%取 用518鍋爐每小時(shí)循環(huán)水量Gt/hQmax/n/(ct)118.4919鍋爐有效吸收熱量QglKJ/hCGt=4.1868118.491032512.4010620小時(shí)燃料消耗量BKJ/hQgl/( gl)= 12

21、.40106/(1769372.56%)965.8821計(jì)算燃料消耗量BjKJ/hB (1- q4/100)=965.88 (1-12/100)849.9722保熱系數(shù)1-q5/(gl +q5)=1-2/(72.56+2)0.9733.2 省煤器的校核計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，鍋爐配有省煤器，由于煙溫的變化，需要對(duì)省煤器進(jìn)行校核。3.2.1 省煤器進(jìn)出口實(shí)際煙氣容積進(jìn)口： = +1.0161（-1） =6.22+1.0161 (1.75-1) 4.81=9.89 m3/kg式中， -為省煤器進(jìn)口過量空氣系數(shù)1.75，出口：= V0y+1.0161（-1）=6.22+1.0161 (1.85-1) 4.8

22、1=10.37 m3/kg3.2.2 省煤器進(jìn)出口煙焓 = Ik =+( -1) 式中Iy0對(duì)應(yīng)省煤器進(jìn)口煙溫為3500C的理論煙焓，進(jìn)口：= VR02ICO2+ IN2+IH2OVH2O =0.88665.5+3.81459.5+1.53544.5=3169.42 kJ/kg = Ik =4.81472.5=2272.73 kJ/kg =3169.42+(1.75-1) 2272.73=4873.97 kJ/kg出口： =+( -1) Ik0 查焓溫表3-3（本論文） =1.85得 =2571.68 kJ/kg 式中 對(duì)應(yīng)省煤器出口煙溫為1800C的理論煙焓。3.2.3 煙氣側(cè)放熱量 =(

23、- +) 其中：= =0.973 (4873.97-2571.68+0.10126.98) =2252.48 kJ/kg3.2.4 省煤器中介質(zhì)吸熱量 與咽氣側(cè)放熱量相同， = =2252.48 kJ/kg3.2.5 省煤器介質(zhì)出口焓和出口溫度 由= (-)/ 得 = / + （Dsm=D(1+pw)表3-4） =2252.48849.97/（1184901.50）+70=85.39 kJ/kg式中 =70 kJ/kg省煤器的出口溫度近似與出口焓相等 =85.39 0C3.2.6 省煤器所需傳熱面積計(jì)算 （1）傳熱溫差 流經(jīng)省煤器的煙氣從上而下，水流自下而上，呈逆流式布置， t=(tmax-t

24、min)/(tmax/tmin) =(350-85.39)-(180-70)/ (350-85.39)/ (180-70) =176.14 0C（2）煙氣流速whx選用76方型鑄鐵鱗片省煤器，每根長(zhǎng)2.0m煙道流通截面積0.12m2，受熱面面積2.95 m2，煙氣平均溫度；=(+)/2=(350+180)/2=2650C若初選省煤器為50根，以橫5縱10布置，則煙氣流速whx=BjVy(+273)/(273F53600) =849.979.15 (265+273)/(273536000.12) =7.10 m/s（3）傳熱系數(shù) K=式中 -煙氣溫度修正系數(shù)，查圖7-24，取0.98 -鑄鐵鱗片

25、省煤器傳熱系數(shù)，查圖7-24，取0.02218所以 K=0.022180.98=0.0217 (4)省煤器所需傳熱面積由省煤器所需傳熱量 = 得 H= =849.972252.48/0.0217/176.14/3600 =139.14 （5）校核計(jì)算已知每根2.0m長(zhǎng)的方型鑄鐵鱗片的餓受熱面面積為2.95，所需管子數(shù)；N=H/2.95=139.14/2.95=47.016 根與初選50根相差不多，本設(shè)計(jì)原計(jì)劃不變，以橫5縱10布置。4 水處理設(shè)備的選擇及熱網(wǎng)補(bǔ)給水系統(tǒng)熱水供熱系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶組成。本設(shè)計(jì)中，熱源是3臺(tái)SZL4.2-0.7/95/70-AII型熱水鍋爐。熱用戶為建筑民用小

26、區(qū)，由3臺(tái)熱水鍋爐供出950C的熱水進(jìn)入熱用戶，再由水管將700C的回水輸送回鍋爐。 4.1 水處理方案的確定4.1.1 熱水鍋爐對(duì)給水水質(zhì)的要求根據(jù)低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于供水溫度大于950C的熱水鍋爐，補(bǔ)給水和循環(huán)水的水質(zhì)要求如表4-1所示。表4-1熱水鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鍋內(nèi)加藥處理鍋外化學(xué)處理懸浮物mg/L205總硬度mge/L40.6PH值（250C）7101271012溶解氧mg/L0.10.1含油量224.1.2 水質(zhì)處理方案的確定本鍋爐原水的總硬度和含氧量均超過給水水質(zhì)要求，故需要進(jìn)行軟化和除氧處理。采暖鍋爐水處理的主要任務(wù)：降低水中Ca2+、Mg2+的含量（即軟化），為防止鍋爐

27、結(jié)垢；減少水中的溶解氣體（即除氧），防止鍋爐受熱面的腐蝕。對(duì)于大多數(shù)供熱鍋爐來說，補(bǔ)給水預(yù)先處理后再進(jìn)入鍋爐，稱鍋外水處理。對(duì)于小容量的供熱鍋爐，處理在汽鍋內(nèi)部進(jìn)行，則稱鍋內(nèi)水處理。本設(shè)計(jì)采用4.2MW熱水鍋爐，故采用鍋外水處理。（1） 水處理原理由于熱水鍋爐不存在水的蒸發(fā)，水中鹽類濃度不會(huì)增加，堿度也不會(huì)變化，而且保持一定的堿度對(duì)金屬壁有一定的保護(hù)作用。據(jù)此，決定采用鈉離子交換軟化法，即原水通過Na+交換劑時(shí)，水中的Ca2+、Mg2+被交換劑中的Na+所替代，使易結(jié)垢的鈣鎂化合物變成不易結(jié)污垢的易溶性鈉鹽而使水軟化。交換劑轉(zhuǎn)變成Ca、Mg型后，可以用鈉鹽溶液還原再變成Na型交換劑而重新使用，

28、反應(yīng)原理如下：與原水中碳酸鹽硬度作用時(shí)：2NaR+Ca(HCO3)2=CaR2+2NaHCO3 2NaR+ Mg(HCO3)2=MgR2+2NaHCO3與非碳酸鹽硬度作用時(shí)：2NaR+CaSO4= CaR2+Na2SO4 2NaR+CaCl2= CaR2+2NaCl 2NaR+MgSO4=MgR2+Na2SO4 2NaR+MgCl2= MgR2+2NaCl失效后的鈉離子交換劑的還原原理：CaR2+2NaCl=2NaR+ CaCl2 MgR2+2NaCl=2NaR+ MgCl2（2） 水處理設(shè)備選擇及系統(tǒng)鈉離子交換設(shè)備種類很多，有固定床、流動(dòng)床、浮動(dòng)床和移動(dòng)床等，其中后三者適用于原水水質(zhì)穩(wěn)定，軟

29、化水壓力變化不大且不間斷運(yùn)行。固定床鈉離子交換器則無上述要求，是工業(yè)鍋爐常用的水處理設(shè)備。固定床鈉離子交換方式可以分為順流再生和逆流再生兩種，相對(duì)于順流再生，逆流再生具有對(duì)原水硬度適應(yīng)廣泛、出水質(zhì)量好、再生鹽耗低（20%）、水耗低（3040%）的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛采用。固定床逆流再生鈉離子交換器的再生液自下而上運(yùn)動(dòng)，再生置換時(shí)離子交換器不發(fā)生紊亂是保證逆流再生效果的關(guān)鍵。為此，應(yīng)控制再生液和置換水的流速、再生液的濃度及不同的頂壓方式。鈉離子交換劑是強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（型號(hào)0017）和磺化煤，樹脂交換容量大，交換速度快，但價(jià)格比較比較高；而磺化煤的交換容量小，速度慢，但價(jià)格低，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性考慮，

30、采用0017型樹脂。鈉離子交換軟化系統(tǒng)一般為單級(jí)和雙級(jí)。當(dāng)原水硬度8mmol/l時(shí)，經(jīng)單級(jí)鈉離子交換后，可以作為鍋爐給水。本設(shè)計(jì)中水的總硬度為5mmol/l8mmol/l，所以采用單級(jí)系統(tǒng)。綜上所述，本設(shè)計(jì)水處理方案采取固定床逆流再生單級(jí)鈉離子交換器。4.1.3 除氧方式的選擇基于本鍋爐房沒有蒸汽和其他可利用熱源，原水除氧決定采用天津開發(fā)區(qū)天元康宇環(huán)保科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的TKJX系列解析除氧系統(tǒng)。A 除氧原理及系統(tǒng)解析除氧是利用亨利原理來除氧的，即氧氣在水中的溶解度與氧氣的分壓力成正比：即O=KP0因此，降低氧氣的分壓力，即可使氧氣的溶解度降低。比：在TKJX系列解析除氧系統(tǒng)中，除氧水泵將軟

31、化水送入引射器，引射器在將水向下噴射的同時(shí)吸入熱交換器中的無氧氣體氮?dú)猓畾鈴?qiáng)烈混合，此時(shí)，氧氣的分壓力接近于零，溶解在水中的氧根據(jù)亨利原理析出并擴(kuò)散入無氧氣體中，帶氧的混合氣體在經(jīng)過交換器和反應(yīng)器時(shí)，氧氣被活性脫氧反應(yīng)劑吸附而氮?dú)鈩t再次被循環(huán)吸入引射器，軟化水經(jīng)過此過程處理，其中的溶解氧被去除而成為無氧水。B 解吸除氧裝置的特點(diǎn)1、待除氧水不需要預(yù)熱處理 ,因此不增加鍋爐房自耗汽；2、解吸除氧設(shè)備占地少 ,金屬耗量小 ,從而減少基建投資；3、除氧效果好。在正常情況下,除氧后的殘余含氧量可降到0.05/；4、解吸除氧的缺點(diǎn)是裝置調(diào)整復(fù)雜 ,管道系統(tǒng)及除氧水箱應(yīng)密封。C 設(shè)計(jì)要求（1）、噴射器的

32、進(jìn)口水壓一般不低于0.4MPa,使噴射器產(chǎn)生足夠負(fù)壓以克服脫O氣體系統(tǒng)循環(huán)所需壓力。（2）、除氧水泵的流量應(yīng)大于鍋爐給水泵的流量，流量比為1.21.5，保證除氧水回流；使軟化水箱起到給水箱的作用，且保持除氧效果。（3）、當(dāng)水溫50oC時(shí)，為防止水氣進(jìn)入反應(yīng)器，可在解析器氣體出口管道上加裝冷凝器。（4）、為保證系統(tǒng)的氣密性，管道連接應(yīng)采用焊接，并盡量減少法蘭連接，噴嘴高度安裝不低于5m。4.2 熱網(wǎng)循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計(jì)算4.2.1 循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計(jì)算過程如表4-2所示：表4-2 循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計(jì)算表序號(hào)項(xiàng) 目符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)值來源數(shù)值1采暖計(jì)算最大熱負(fù)荷QmaxMW

33、前面已算10.3682供水溫度tgOC給 定953回水溫度thOC給 定704循環(huán)水量kg/h0.86 Qmax/（tg-th）3.571045鍋爐房自用水安全系數(shù)K選 取1.16循環(huán)水泵總流量Gxhkg/hK3.921047循環(huán)泵臺(tái)數(shù)n臺(tái)其中一臺(tái)備用38每臺(tái)循環(huán)泵流量Gxkg/h/n=3.92105/21.961059鍋爐房?jī)?nèi)部阻力h1kPa取 值11010用戶系統(tǒng)阻力h2kPa取 用3011經(jīng)濟(jì)比摩阻RPa/m取 用6012熱網(wǎng)干管阻力h3kPaRL（1+0.20.3）14013循環(huán)水泵所需壓頭（揚(yáng)程）HxkPa1.2（h1+ h2+ h3）3364.2.2 循環(huán)水泵的選擇4.2.2.1

34、選擇水泵時(shí)應(yīng)考慮以下因素：（1）水泵應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)的最大流量和最高揚(yáng)程的要求；（2）連接給水總管的各給水泵的性能應(yīng)能并列運(yùn)行；（3）應(yīng)能滿足最高給水溫度的要求；（4）應(yīng)選擇效率較高，尺寸小，重量輕的水泵；（5）在長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，水泵應(yīng)大小搭配，以便能經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行；（6）在短期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，離心式給水泵不發(fā)生汽化現(xiàn)象。4.2.2.2 選擇給水泵臺(tái)數(shù)和容量時(shí)，可按以下規(guī)則進(jìn)行：A、鍋爐給水采用單級(jí)機(jī)組給水系統(tǒng)時(shí)，每臺(tái)鍋爐的給水泵不應(yīng)小雨臺(tái)。當(dāng)給水泵為2臺(tái)時(shí)，每臺(tái)的容量不應(yīng)小于所有運(yùn)行鍋爐最大流量的120%；B、當(dāng)鍋爐房供電可靠且保證不停電時(shí)，可只設(shè)電動(dòng)泵；若不能保證，則要設(shè)置氣動(dòng)水泵。裝有3臺(tái)或

35、以上給水泵時(shí)，當(dāng)容量最大1臺(tái)給水泵停止運(yùn)行時(shí)，其余能并列運(yùn)行的給水泵的總?cè)萘坎粦?yīng)小于所有運(yùn)行鍋爐最大流量的120%；綜上所述，本設(shè)計(jì)采用4臺(tái)（其中1臺(tái)備用）上海博華泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)的ISW200-350型水泵，流量200m3/h，揚(yáng)程32 m，配用電機(jī)功率45.0KW，轉(zhuǎn)速1450r/min，重量495Kg。外形尺寸(見圖4-1)：L=1090mm, H=735mm；安裝尺寸：a=167mm h=345mm d1=18,L1=700mm, B1=356mm, B2=318mm；進(jìn)出口法蘭尺寸：D=285mm , D1=240mm, n-d=8-22mm;隔振器（墊）規(guī)格：JG3-2 H1=

36、432mm。4.3 熱網(wǎng)補(bǔ)給水量及補(bǔ)給水泵的選擇4.3.1 熱網(wǎng)補(bǔ)給水量的確定補(bǔ)給水泵的流量，一般熱水系統(tǒng)按循環(huán)水量的2-4%計(jì)算，需補(bǔ)充軟化水。補(bǔ)給水量 =K式中 K-補(bǔ)給率24%，選取4%； -循環(huán)水量； =0.043.57105 =14280 kg/h =14.28 t/h4.3.2 補(bǔ)水泵的選擇計(jì)算選擇補(bǔ)給水泵時(shí)應(yīng)注意：（1） 補(bǔ)給水泵的流量應(yīng)根據(jù)熱水系統(tǒng)的正常補(bǔ)水量和事故補(bǔ)水量確定，事故補(bǔ)水量宜為正常補(bǔ)水量的45倍；（2） 補(bǔ)水泵的揚(yáng)程不應(yīng)小于補(bǔ)水點(diǎn)壓力加3050kPa的富裕量；（3） 補(bǔ)給水泵的臺(tái)數(shù)不宜小于2臺(tái)，其中一臺(tái)備用由于給定條件，最高建筑24m,保證整個(gè)系統(tǒng)底層散熱器的不超

37、壓、不汽化、不倒空的原則，決定靜水壓線27m，取補(bǔ)水泵揚(yáng)程高于補(bǔ)水點(diǎn)50KPa的富裕量。補(bǔ)給水泵的揚(yáng)程按下式計(jì)算： H=(Hb+Hxs+Hys-h)+(3050) kPa式中 Hb-系統(tǒng)補(bǔ)給水點(diǎn)壓力值，為維持鍋爐運(yùn)行壓力選取200 kPa； Hxs-補(bǔ)給水泵吸水管中的阻力損失，選取1020，取20 kPa； Hys-補(bǔ)給水泵壓水管中的阻力損失，選取1530，取30 kPa； h-補(bǔ)給水泵最大水位比系統(tǒng)高h(yuǎn)，高為0.5m,取5 kPa；揚(yáng)程H=200+20+30-5+30=285 kPa=28.5 mH2O補(bǔ)給水泵流量Gwb=1.1=1.114280 =15708 kg/h=15.7 m3/h

38、根據(jù)以上要求，補(bǔ)給水泵選用上海博華泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)的ISW50-160（I）A型水泵，流量16.4 m3/h，揚(yáng)程30m，效率54%，轉(zhuǎn)速2900r/min,電機(jī)功率4.0KW，重量72kg;外形尺寸(見圖4-1)：L=525mm, H=310mm；安裝尺寸：a=107mm, h=155mm, d1=12mm,L1=320mm, B1=140mm, B2=160mm；進(jìn)出口法蘭尺寸：D=165mm,D1=125mm,n-d=4-18mm;隔振器規(guī)格：SD61-0.5 H1=175mm,4.4 固定床逆流鈉離子交換器計(jì)算近幾年在固定床鈉離子交換系統(tǒng)中，逆流再生系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛。因?yàn)槟媪髟偕?/p>

39、統(tǒng)軟化水質(zhì)高、且耗鹽大為減少。4.4.1 鈉離子交換器計(jì)算具體計(jì)算過程如下表：表4-4鈉離子交換器計(jì)算序號(hào)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式或數(shù)值來源數(shù)值1總軟化水量Dzt/hDz =1.2 =1.214.2817.142原水總硬度Homge/L原始資料53軟化水硬度Hcmge/L見表4-10.64離子交換劑選定0017強(qiáng)酸陽離子樹脂5軟化流速vm/h查簡(jiǎn)明建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-60106所需交換器截面積Fm2Dz/v=17.14/200.8577實(shí)際交換器截面積Fm2根據(jù)樣式選用1500交換器2臺(tái)1.778交換劑層高度h1m交換器產(chǎn)品規(guī)格2.009實(shí)際軟化流速vm/hDz/ =17.14/1.779.6810

40、交換劑體積VRm3h=2.001.773.5411交換劑工作能力Eoge/m3732#樹脂11001500110012交換器工作容量EgeVREo=3.541100389413運(yùn)行延續(xù)工作時(shí)間thEn/ Dz/(HO-HC)52.014小反洗時(shí)間t1min取 用1015小反洗水流流速v1m/h取 用916小反洗耗水量V1m3 v1t1=1.77910/602.6617靜置時(shí)間t2min交換劑回落，壓脂平整，取用418再生劑純度%工業(yè)用鹽，取用9519再生劑單耗qg/ge逆流再生（7090）9020再生一次所需再生劑量GykgEq/1000/=389490/1000/0.95368.921再生液

41、濃度Cy%取用（58%）822再生一次耗鹽液體積Vzsm3Gy/（1000Cy）4.6123再生一次耗水量V3m3近似等于Vzs4.6124再生流速v3m/h低速逆流再生，取1.825再生時(shí)間t3min60 V3/( v3)=604.61/1.77/1.886.8426逆流沖洗時(shí)間t4min低速將再生液全部頂出交換器7527逆流沖洗耗水量V4m3v3 t4/60=1.81.7775/603.9828小正洗時(shí)間t5min取 用829小正洗流速v5m/h取 用830小正洗耗水量V5m3 v5t5/60=1.7788/601.8931正洗時(shí)間t6min取 用1032正洗流速v6m/h取 用1533正

42、洗耗水量V6m3v6t6/60=1.771015/604.4334再生過程所需總時(shí)間tzmintz=t1+t2+t3+t4+t5+t6193.8435再生需自來水耗量Vslm3V1+V5+V6=2.66+1.89+4.438.9836再生需用軟水耗量Vrsm3V3+V4=4.61+3.988.5937再生一次總耗水量Vzm3Vsl+Vrs=8.98+8.5917.574.4.2 軟化水箱體積計(jì)算根據(jù)水處理的設(shè)計(jì)出力、運(yùn)行方式及考慮到本設(shè)計(jì)喲再生備用軟化設(shè)備，故軟化水箱的有效容積為30-50min的軟化水消耗量，取50min。V軟=517.57/6=14.64 m3 取實(shí)際體積15 m3，外形尺

43、寸：400015002500 mm4.5 再生液制備系統(tǒng)及計(jì)算4.5.1 系統(tǒng)及設(shè)備再生液制備系統(tǒng)包括再生劑的儲(chǔ)存、溶解、計(jì)量、運(yùn)輸?shù)取ｊ栯x子交換劑常用的固體再生劑有NaCl，常用NaC液的制備系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用當(dāng)前普遍使用的、處理水量大小均可應(yīng)用的鹽溶池鹽液制備各級(jí)組織系統(tǒng)。鹽液池分為稀鹽池和濃鹽池各一個(gè)，稀鹽池的有效容積至少能滿足最大一臺(tái)鈉離子交換器再生用的鹽液體積（室溫下約2326oC）。鹽濃池的有效容積為515天的食鹽消耗量。鹽濃池一般為混凝土制，為了防腐，在池內(nèi)貼瓷磚或?qū)Ｓ貌Ａт摚盟芰习遄鰞?nèi)襯效果最佳，鹽液泵一般不設(shè)備用泵。4.5.2 鹽液制備設(shè)備的計(jì)算和鹽液泵的選擇4.5.2.1

44、濃鹽池的體積V1 V1=24GyK/t/式中 K-儲(chǔ)存NaCl溶液的天數(shù)（810天），取10天； t-交換器延續(xù)運(yùn)行時(shí)間52.0h; -食鹽純度0.960.98，取0.97； -食鹽密度，取800；代入數(shù)值，得V1=24368.3910/52.0/0.97/800 =2.17 m3其尺寸定為：長(zhǎng)寬高=150015001000 mm 4.5.2.2 稀鹽池的體積計(jì)算V2 V2=1.2Gy/10/Cy/ 式中 -NaCl溶液密度為1.043g/m3; Cy-稀鹽液濃度為8%；代入數(shù)值，得 V2=1.2368.9/10/8/1.043 =5.3 m3其尺寸為：300020001000 mm4.5.2

45、.3 鹽液泵的選擇計(jì)算鹽液泵的流量可用下式計(jì)算： Qy=1.2 v3 þy式中 -實(shí)際交換器截面積； v3-再生劑流速1.8m/h;Qy=1.21.771.0431.8 =3.99m/s離子交換器再生鹽液系統(tǒng)簡(jiǎn)單，管路不長(zhǎng)，鹽液泵揚(yáng)程Hy可取1020m，取揚(yáng)程為20m，流速為3.99m/s，則選上海博華泵業(yè)制造有限公司生產(chǎn)的ISW40-125型水泵，流量4.4m/s,揚(yáng)程21mH2O,效率為41%，配用電機(jī)轉(zhuǎn)速2900 r/min，功率為1.1KW，重量為35kg，外形尺寸(見圖4-1)：L=460mm,H=290mm；安裝尺寸：a=97mm,h=145mm,d1=12,L1=260

46、mm,B1=125mm,B2=125mm；進(jìn)出口法蘭尺寸：D=150mm,D1=110mm,n-d=4-18mm;隔振器規(guī)格：SD41-0.5 H1=165mm 4.6 管道、附件及閥門的選擇計(jì)算4.6.1 供回水系統(tǒng)主要管道管徑的選擇計(jì)算（1）供水總管管徑由管徑計(jì)算公式知：Dn=594.5 (Gr/v)0.5式中 G-介質(zhì)的質(zhì)量流量 r-介質(zhì)比容700C·m3/kg ,取 1.02 v-介質(zhì)流速 取2.0 m/s,計(jì)算得Dn=594.5(3571.0210-3/2.0)0.5=253.67 mm ,取2738 ，實(shí)際內(nèi)半徑257，實(shí)際流速為1.95 m/s.（2）回水總管管徑由管徑

47、計(jì)算公式知：Dn=594.5 (Gr/v)0.5式中 G-介質(zhì)的質(zhì)量流量 r-介質(zhì)比容700C·m3/kg ,取 1.04 v-介質(zhì)流速 取2.5 m/s,計(jì)算得Dn=594.5(3571.0410-3/2.5)0.5=229.10 mm ,取2738 ，實(shí)際內(nèi)半徑257，實(shí)際流速為1.96m/s.（3）自來水總管管徑鍋爐房最大用水量:鍋爐房最大用水量估算情況表（4-5）用水處估用水量（t）用水處估用水量（t）水處理14.28化驗(yàn)及其他0.6渣廠0.7生活用水1.5所以 鍋爐房最大用水量Gmax=14.28+0.7+0.6+1.5=17.28t/h 取管內(nèi)流速1.2m/sd=2（Gmax/(36003.14v)）1/2=2（17.28/（36003.141.2）1/2=0.07m取DN80 即893.5無縫鋼管。 （4） 熱網(wǎng)供水管直徑 本設(shè)計(jì)住宅采暖小區(qū)分為2個(gè)區(qū)域供暖，即2根供水支管，每跟的流量Q=1.785104kg/h=17850 kg/h 查4附錄3-1，取DN150，流速v=0.73m/s4.6.2 分集水器的分類及型號(hào)選擇 分集水器分為：甲式；總