锅炉与锅炉房设备课程设计-哈尔滨某住宅小区锅炉房工艺设计.doc

内蒙古工业大学锅炉与锅炉房设备课程设计说明书目录第一章 设计题目 1.1设计题目-p1第二章 原始资料 2.1建筑物地理位置-p1 2.2原始资料-p1第三章 热负荷计算 3.1最大计算热负荷-p2 3.2平均热负荷-p2 3.3年热负荷-p3第四章 锅炉型号和台数的确定 4.1锅炉型号的确定-p3 4.2锅炉台数的确定-p3第五章 给水和热力系统确定 5.1各种水量与排污率的确定-p3 5.2确定水处理方案-p4 5.3软化方法的选择-p4第六章 各系统的确定与设备的选型 6.1循环水泵的选择-p8 6.2软化水箱体积的确定-p8 6.3补水泵的选择-p8第七章 送引风系统的确定及设备选型计算 7.1送风系统的设计-p9 7.2引风系统的设计-p11 7.3烟囱最低允许高度和出口直径的确定-p15第八章 燃料输送及除灰渣系统地确定 8.1运煤方式和燃料的输送-p15 8.2除尘-p16 8.3除灰渣-p16第9章 锅炉房工艺布置说明 9.1锅炉房建筑-p17 9.2锅炉房设备布置-p17总结-p17内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称： 锅炉及锅炉房设备 学院： 土木工程学院 班级： 建环11-2 学生姓名： _ 学号： 指导教师： 一、题目二、目的与意义通过本课程设计培养学生综合运用所学基础理论和锅炉及锅炉房设备知识，分析和解决锅炉设计中一般工程技术问题的能力；学习某些设计计算方法和步骤，培养初步的制图表达能力，增强现代建筑环境与设备工程师应具备的技能；深化学生对设计思想、设计方法、设计规范的理解，学会对技术法规的应用；培养学生良好的学习方法，为毕业设计打下好的基础。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 1、设计原始资料（1）热介质、参数及热负荷：采暖面积为150000，采暖总天数查手册，采暖方式为直接取自锅炉的95/70热水采暖。（2）煤质资料烟煤：c=44.57% h=3.61% o=8.47% n=0.77% s=1.19% a=38.41% w=2.98% v=25.04%；低位发热量：qdw=17589kj/kg；灰熔点：t=1100 t=1260 t=1310；可磨性参数：k=1.3（3）水质资料：哈尔滨水质资料（4）气象资料：哈尔滨气象资料2、设计内容和要求：（1）热负荷计算（2）锅炉型号台数的确定（3）水处理系统的确定及其设备选择计算（4）给水系统的、热水系统、排污系统的确定及其设备选择计算（5）送、引风系统的确定及其设备选择计算（6）燃料输送及除灰渣系统的确定（7）进行锅炉房工艺布置，绘制热力系统草图及布置草图，为正式绘图做好准备（8）整理编写设计说明书（9）绘图要求：锅炉房热力系统图一张、锅炉房布置图二张（平、剖面图）四、工作内容、进度安排 1、四天时间完成任务162、 一天时间完成任务73、一天时间完成任务84、四天时间完成任务9五、主要参考文献1吴味隆.锅炉习题实验及课程设计（第二版）m.中国建筑工业出版社.同济大学等院校.1990年6月.2吴味隆.锅炉及锅炉房设备m. 中国建筑工业出版社.2006年5月.3李德英.供热工程m. 中国建筑工业出版社.2004年7月.4洪向道等.锅炉房实用设计手册（第2版）m.机械工业出版社.2003年2月.审核意见系（教研室）主任（签字） 指导教师下达时间 年 月 日指导教师签字：_第一章 设计题目1.1 设计题目哈尔滨某住宅小区锅炉房工艺设计（1）第二章 原始资料2.1 建筑物位置 黑龙江省哈尔滨市2.2 原始资料2.2.1热介质、参数及热负荷采暖面积为150000，采暖总天数为179天，采暖方式为直接取自锅炉的95/70热水采暖。2.2.2 煤质资料烟煤 低位发热量灰熔点 可磨性参数2.2.3 水质资料碳酸盐硬度： ht3.65mge/l非碳酸盐硬度： hft0mge/l总硬度： 3.65mge/l总碱度： 4.29mge/l 负硬度： 0.64mge/l溶解固形物： 610 mge/l溶解氧气： 0.6mge/l城市自来水： 压力0.250.35 mpa 水温122.2.4 气象资料冬季采暖室外计算温度：-19冬季空调室外计算温度：-20大气压力：冬季90.09 mpa 夏季：88.9 mpa年主导风向：nw平均风速：冬季1.6m/s 夏季：1.5m/s最大冻土深度：1.43m地下水位：2.6m2.2.5 其他资料工作班次：三班制第三章 热负荷计算3.1 最大计算热负荷 式中：- 最大计算热负荷,kw; - 热水管网的热损失系数，取用1.05； - 采暖最大热负荷,kw; f - 供暖面积，m 2 - 面积热指标 3.2 平均热负荷 kw 式中：1采暖系数，可按下式求出： tw，tpj室外采暖计算温度和采暖期室外平均温度，分别为-19和-9.5 tn采暖室内计算温度：18 3.3 年热负荷 qn=24n*qpj=24*179*6.02=27930.8736mw第四章 锅炉型号和台数的确定4.1 锅炉型号的确定采暖介质是热水，供水温度为95，回水温度为70，经计算最大热负荷为8.1mw，同时考虑到使用烟煤以及居民区管道压损及用户自用压力的需要，锅炉一般在70%100%负荷范围内工作，本设计选用燃烧烟煤的dzl2.8-0.7/95/70-a型锅炉3台，单台锅炉的额定功率为2.8mw，工作压力0.7mpa，供回水温度分别为95/70。4.2锅炉台数的确定锅炉台数3台第五章 给水和热力系统设计5.1 各种水量与排污率的确定5.1.1 热水锅炉队给水水质的要求根据低压锅炉水质标准规定，对于补给水和循环水的水质要求有：项目补给水循环水悬浮物mg/l5总硬度mmol/l0.6ph值(25)78.5-10溶解氧mg/l0.10.15.1.2计算水量锅炉循环水量：锅炉额定热负荷，kw管网散热损失系数，取1.05管网热水的平均比热容，kj/(kg. )锅炉额定热负荷，kw补水量：软水量：5.1.3计算排污率n上锅筒的数量d上锅筒的直径h水位计水位高度的变化，一般h=0.1ml上锅筒的长度（m）5.2 确定水处理方案本锅炉房原水的硬度和含氧量均超过给水水质标准，均需进行软化和除氧。由于热水锅炉不存在水的蒸发，水中盐类浓度不会增加，碱度不会提高，而且保持一定的碱度还可以对金属壁起到一定的保护作用。据此，决定采用钠离子交换软化法，由于居民区热水采暖为连续供热方式，原水水质和处理水量较稳定，又为了简化操作程序，所以采用固定床逆流离子交换器。5.2.1软化方法的选择 软化水的消耗量按热网的补给水量确定，即9.3758t/h。故选用固定床逆流交换器，其性质参数及选择计算如表3-4序号名称符号单位计算公式数值1需要软化水量qm3/h已知9.37582原水总硬度h0mmol/l已知3.653软化水硬度hmmol/l已知标准0.034离子交换剂选（001x7强酸阳离子）树脂5软化速度vm/s表5-25256交换器计算面积fm20.3757同时工作台数n台选定18交换器选用台数台2n或n+1=1+129交换器直径m选定1.010交换器实际截面积f1m2f1=0.37520.37511实际软化速率v1m/h25.0012树脂工作交换容量emol/m3查表5-2590013交换层高度h1m查表5-26214压层高度h2m查表5-260.215交换层树脂体积vm30.7616树脂总装载量gkg/台g=*（h1+h2）*1000f166017每台工作交换容量emol/台e=e*v68418软化水产量qcm3/台qc=e/（h0-h1）172.2919软化水自耗量qcm3/台*次查表5-261.620软化水供水量qgm3/台qg=qc-qc170.6921延续运行时间tht=n*qg/q18.2122再生一次耗盐量bkg/台b=z*e68.423配置再生液耗水量qbm3/台*次0.908724再生用清水总耗量qhm3/台*次查表5-269.4625每台周期耗水量qm3/台q=qg+qh+qc181.7526进水平均流量qpm3/hqp=n*q/t9.9827交换器正洗流速v2m3/h查表5-252028进水小时最大流量qmaxm3/hqmax=(n*v1+v2)f116.8755.2.2除氧方法的选择（1） 解析除氧装置的计算与设备选择本锅炉房采用解析除氧，即将待除氧的软化水与不含氧气强烈混合溶解于水中的氧就向无氧气体扩散，从而降低谁中的含氧量以达到除氧目的。解析除氧装置的主要设备有喷射器、解析器和反应器，现将它们的设计与选择计算分别列出：喷射器（图3-1）的设计计算（表3-5）解析器（图3-2）的设计计算（表3-6）反应器的设计计算（表3-7）解析除氧装置主要设备选择。序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1除氧水量gkg/h同补给水量9375.82除氧水温度t选定403除氧水中含氧量chomg/l给定0.64残余含氧量czhomg/l除氧装置性质0.055换算系数km3查设计手册 表4-520.036每m3吸入脱氧气体的计算体积v2m30.337气体密度kg/m3主要是氧气1.251.098喷射系数akg/kg3.564x10-49系数c取用2x10-710环形空间压力pa取用7500011系数r取用3012喷嘴出口断流速度w2m/s2.97513喷嘴个数n个便于调节不少于两个214每个喷嘴水流量g1kg/hg1=g/n4687.915喷嘴出口断面积f2f2=g1/(3600sw2)4.38x10-416喷嘴出口直径d2mm23.61517喷嘴进口断面积f1f1=20f28.76x10-318喷嘴进口直径d1mm105.6119喷嘴长度lpmmlp=100+2d2147.2320喷射室长度l3mml3=lp-20127.2321喷射室直径d3mmd3=7d2，且d1+30165.30522气体入口管直径d0mmd0=3d2，且d3-2570.80423气流速度w3m/sw3=0.5w21.487524环形断面积f33.906x10-425扩散管的流体速度w4m/s取用2526扩散管内的压力p4pa取用1x10527饱和蒸汽压力p5pa查表，t=40737528扩散管断面积f47.09x10-529扩散管直径d4mm9.5030扩散管长度l4mmg16m/h32031混合管内流速w5m/sw5=0.2w20.59532混合管内压力p5pa取用0.8x10533混合管断面积f53.197x10-334混合管直径d5mm6.3735污水接触时间tss查设计手册 表4-153.536混合管容积v5mv5=g1ts/(3600x1000)4.56x10-337混合管长度lsmls=vs/fs1.42烟气温度取600 生产能力选28m/h序号项目计算结果1解析器容积（m）v=28/1200.2332解析器断面积（）a=d/(3600*0.1)0.0783解析器高度（m）hj=v/a2.9934引水出口管径0.09948 选100x4mm管道第六章 各系统的确定与设备的选型6.1循环泵的选择水泵扬程需略大于32m根据流量114.5936t/h和 扬程32m查水泵性能表得出水泵的型号和参数：型号xa100/40b ,流量139.5m3/h，扬程44.5mh2o，电动机功率37kw，总循环水量418.5m3/h，选四台，三用一备。6.2 软化水箱体积确定本锅炉房设软化水箱一个，其体积按40min补给水量计算即软水箱vrs=0.67x9.3758=6.281786m现选用11 #方形开式水箱，其尺寸为：2200*1800*1800公称体积为8.0 m 36.3补水泵的选择补水量补给水泵扬程 式中 -补水泵的扬程，mh20;-补水泵的扬程，-补水泵的扬程，mh20 =1.5m由于是采暖系统，不宜少于两台，本次选两台，一用一备。选用is65-50-160型号 流量7.5m/h 扬程1250kpa n=5.5kw n=1450r/min第七章 送引风系统的确定及其设备选择计算送风系统设计（采用平衡通风）送引风机都设置，送风机、引风机单炉布置时，风量的富余量一般为10%，风压为20%，配置其配套的送引风机型号如下。送引风机型号规格据锅炉实用设计手册表3-16并由锅炉功率确定型号风量（m3/h）风压（pa）电机功率引风机y5-47-1212986232415送风机t4-72-12no4a636718135.57.1送风系统的设计7.1.1送风机送风量计算 式中-风量储备系数，取1.1；-燃料计算消耗量，709.33kg/h；-理论空气需要量,m3/kg； -炉膛出口过量空气系数，取1.4-炉膛漏风系数，取0.1-冷空气温度，取30b-当地大气压，90.09kpa 最后经计算得到7.1.2风道断面的确定1）风道采用砖或混凝土，要求风速4-8m/s, 本次采用砖烟道，取5 m/s；烟速6-8 m/s，取7 m/s，摘自工业锅炉房设计手册p23。风道断面截面积：取风道断面积为400*900 .实际风速为：7.1.3风道阻力计算风道总阻力等于沿程阻力和局部阻力之和，考虑到大气的修正和储备系数，则风道的总阻力： 式中 -当地大气压力，为90.09kpa; -风压储备系数，取1.2- 阻力系数-气体流速（m/s）-气体密度（kg/m3）-标准状态下的气体密度（kg/m3）大约为1.34 kg/m3阻力系数-摩擦阻力系数（砖或混凝土取0.05）-管段长度（m）-管段直径（m）对于边长为ab的矩形管道 =0.55m沿程长度为8.397m-局部阻力系数w-气体流速（m/s）-气体密度（kg/m3）空气预热器阻力为：送风机风压-风道总阻力1.2-风压储备系数-冷空气温度-送风机铭牌上给出的气体温度-101.32 kpa时空气的密度，=1.293kg/m所以：7.2 引风系统的设计7.2.1引风量的计算引风量按实际烟气量来计算，计算如下：实际烟气量包括三原子气体，氮气，过剩氧气，水蒸气的体积，即,对于烟煤，当已知燃料的收到基地位发量qdw时，燃料理论烟气量也可由下列经验公式计算： 由于qdw=17589kj/kg所以：所以排烟体积vy= 5.13 m3/kg。引风机引风量：-计算燃煤量（kg/h）-当地大气压，取90.09 kpa-排烟体积（m3/kg） -排烟温度，取130所以：7.2.2烟道断面尺寸烟道断面取500*800烟道实际流速 7.2.2 引风机的扬程引风机的扬程包括每个烟道的水平沿程阻力、烟囱阻力、旋风除尘、锅炉内部的烟气阻力、烟囱的自身力。1）在水平烟道中，当烟气流速为6-8m/s时，每25m长的压力损失大约可取80pa,气流流动时的摩擦阻力（pm）-摩擦阻力（pa）a-阻力系数w-气体流速（m/s）-气体密度（kg/m3）o-标准状态下的气体密度（kg/m3）大约为1.34 kg/m3阻力系数-摩擦阻力系数（砖或混凝土取0.05）-管段长度（m）-管段直径（m）对于非圆形烟道当量直径 =0.568mf-管道截面积m2u-周长m故估算沿程阻力为97.7pa局部阻力 -局部阻力系数w-气体流速（m/s）-气体密度（kg/m3）2）烟囱抽力计算s-烟囱抽力（pa）h-烟囱高度（m）-烟囱内烟气平均温度（）=1.293 kg/m3 , o=1.34 kg/m3tk-室外空气温度，取30t,-烟气进口处烟气温度（）t-烟气在烟囱每米高度的温度降（/m）d-在最大负荷下，由一个烟囱负担的各锅炉蒸发量之和（t/h）a-考虑烟囱不同种类的修正，砖壁厚小于0.5m，取0.4所以烟囱抽力 3)锅炉内部阻力pg(包括有空气预热器、省煤器及炉膛内部烟气阻力)近似取1500pa4）除尘器阻力为500pa5）烟囱的阻力（摩擦阻力和烟囱出口阻力）摩擦阻力 式中： -烟囱摩擦阻力系数，取0.04dpj-烟囱平均直径（ m）h -烟囱高度（m）,取40mwpj-烟囱内烟气平均流速（m/s）pj-烟囱内烟气平均密度( kg/m3)式中： -烟囱出口内径(m) -烟囱入口内径(m)烟囱出口阻力 式中 a-烟囱出口阻力系数，取1.0wc-烟囱出口烟气流速（m/s）c-烟囱出口处烟气密度（kg/m3）烟囱总阻力: 烟道总阻:引风机风压:py-烟道总阻力（pa）s-烟囱抽力（pa）-引风机铭牌上给出的气体温度（）o=1.34kg/m所以引风机风压py=2150 pa7.3烟囱最低允许高度和出口直径的确定锅炉房装机总容量在714mw，烟囱允许最低高度40m。取自锅炉及锅炉房设备第四版表8-6，取40m。出口内径:式中：-每台锅炉计算的燃料消耗量，本次是709 kg/hn-利用同一烟囱的锅炉台数，取3台 -烟囱出口处烟气温度（），取130 -烟囱出口处烟气流速，全负荷时机械通风10-20m/s，自然通风6-10m/s。取10m/s。经计算得出烟囱出口烟囱内径d1=0.839m。第八章 燃料输送及除灰渣系统的确定8.1运煤方式和燃料的输送(1)煤的低位发热量qdw=17589kj/kg(2)最大计算热负荷qmax=8100kw(3)年热负荷d1=27930.8736mw(4)最大小时耗煤量按采暖最大计算热负荷计算: 最大昼夜耗煤量:(5)年耗煤量:汽车运煤5-10d锅炉房最大耗煤量，煤场面积: 式中：b锅炉房的平均小时最大耗煤量，t/h； t锅炉每昼夜运行时间，h； m煤的储备天数，d；取5天 n考虑煤堆过道占用的面积系数，取1.5； h煤堆高度，m，设2m；（人工堆煤） 煤的堆积密度（t/m3），取0.85 t/m3 ； 堆角系数，一般取0.60.8 取0.7。得 燃料的输送方式选用机械化运煤并选用螺旋给煤机，储煤量炉前储煤斗的体积：v=7.09 m38.2 除尘采用旋风除尘器,型号为sg-4,配用锅炉容量2.8mw,除尘效率为 88.395.8，分割粒径46um，换算阻力为472-887pa,本次取值为500 pa。8.3除灰渣灰渣量:选用螺旋除渣机，型号glx，除渣量15kg/min，因此选用这个类型的螺旋除渣机。由于采用室外集中灰渣抖，故无需设置灰渣场