锅炉及锅炉房设备课程设计-北京市某锅炉房工艺设计.docx

锅炉及锅炉房设备课程设计苏州科技大学锅炉及锅炉房设备课程设计说明书课程名称： 锅炉及锅炉房设备 设计题目：北京市某锅炉房工艺设计院 系：环境科学与工程学院班 级：建筑环境与设备工程 1312班学生：学 号：指导教师： 设计时间：2016.9.52016.9.11 目 录第1章 原始资料11.1 热介质、参数及热负荷11.2 煤质资料11.3 水质资料11.4 气象资料21.5 其他资料21.6设计规范及标准2第1章 热负荷计算32.1 采暖季热负荷计算32.2 非采暖季热负荷计算5第3章 锅炉选型73.1 锅炉型号的确定73.2锅炉台数的确定83.3燃烧设备8第4章 水处理设备选型及计算104.1水处理设备生产能力104.2水软化方法的确定124.3软化设备选择计算124.4除氧设备选择计算14第5章 给水设备的选择计算165.1给水系统的确定165.2给水泵的选择165.2.3给水泵的扬程175.2.3备用给水泵175.3给水箱选型175.3.1给水箱的容积和个数175.3.2给水箱的安装高度185.4凝结水箱和水泵的选型185.5主要管道和阀门的选择185.5.1主要管道185.5.2主要阀门19第6章 送、引风系统的设计216.1计算送风量和排烟量216.1.1过量空气系数的确定216.1.2空气量、烟气量计算216.2决定送引风管系统及其初步布置226.3送风机选择计算236.3.1送风机计算236.3.2送风机选型246.4烟囱的高度与直径计算246.4.1烟囱的高度计算246.4.2烟囱直径的计算25第7章 运煤除灰方法的选择267.1锅炉房耗煤量的计算与运煤方式的选择267.2锅炉房灰渣量的计算与除渣设备的选择277.3 煤场和灰渣场面积的确定277.4除尘设备选型28第8章 锅炉热平衡计算29第9章 锅炉房工艺布置319.1 锅炉房建筑319.1.1 锅炉房的组成319.1.2 锅炉房建筑安全要求319.1.3 锅炉房建筑布置形式329.2 锅炉房设备布置339.2.1 一般原则339.2.2 锅炉布置339.2.3 辅助设备布置349.3 风烟管道和主要汽水管道布置35参考文献37II第1章 原始资料1.1 热介质、参数及热负荷表1-1 热介质参数及热负荷序号项目介质参数热负荷同时使用系数回水率()P(MPa)T()最大平均1生产用热蒸汽0.5饱和5 t/h2 t/h0.502采暖蒸汽0.6饱和6 t/h3 t/h1.0953生活用热蒸汽0.3饱和3 t/h2 t/h0.601.2 煤质资料表1-2 煤质资料表类型II类无烟煤收到基成分Car=44.57%Har=3.61%Oar=8.47%Nar=0.77%Sar=1.19%Aar=38.41%Mar=2.98%Var=25.04%Qnet,ar=17589kJ/kg灰熔点t1=1100t2=1260t3=13101.3 水质资料表1-3 水质资料表参数数值溶解固形物402 mg/L碳酸盐硬度1.7 mmol/L非碳酸盐硬度0.3 mmol/L总硬度5 mmol/L碱度4.7 mmol/LPH值8.31.4 气象资料表1-4 气象资料表参数数值采暖室外计算温度-9采暖室外平均温度-0.7采暖期天数120天采暖室内计算温度181.5 其他资料工作班次：三班制全年工作：365天1.6设计规范及标准1、工业锅炉房设计手册（第二版），航天工业部第七设计研究院编，中国建筑工业出版社，1986；2、锅炉房设计规范GB50041-2008，国家技术监督局与中华人民共和国建设部联合发布，中国计划出版社出版；3、锅炉房实用设计手册，锅炉房使用设计手册编写组编，机械工业出版社，2001；4、低压锅炉水质标准GB1576-2001；5、锅炉污染物排放标准GB13271-2004；35第1章 热负荷计算2.1 采暖季热负荷计算热负荷计算的目的是求出锅炉房最大计算热负荷、平均热负荷和全年热负荷，作为锅炉设备的选择依据。(1) 最大计算热负荷锅炉房最大计算热负荷Qmax是选择锅炉的主要依据，可根据各项原始热负荷、同时使用系数、锅炉房自耗热量和管网热损失系数由下式求得：t/h （2-1）式中： Q1，Q2，Q3，Q4-分别为采暖、通风、生产和生活最大热负荷，t/h， 由 设计资料提供，分别取6t/h、0t/h、5t/h、3t/h； Q5-锅炉除氧用热，t/h，本设计不设热力除氧设备，则 Q4=0； K1，K2，K3，K4-分别为采暖、通风、生产、生活负荷同时使用系数， 分别取1.0、0、0.5、0.6； K0-锅炉房自耗热量和管网热损失系数，取1.25。所以，上式简化为： 计算求得：(2) 平均热负荷采暖通风平均热负荷根据采暖期室外平均温度计算： t/h （2-2）锅炉房最大计算热负荷，根据前面已计算的Qmax=12.875t/h采暖期室内计算温度，取18tpj采暖期室外平均温度，取-0.7tw采暖期室外温度，取-9计算求得： t/h生产平均热负荷和生活平均热负荷通常是年平均负荷，原始资料已经给出，分别是2 t/h、2 t/h。(3) 全年热负荷这是计算全年燃料消耗量的依据，也是进行技术经济比较的一个依据。全年热负荷D0可根据平均热负荷和全年使用小时数按下式计算： t/年 （2-3）式中：D1，D2，D3，D4-分别为采暖、通风、生产、生活的全年热负荷，t/h； Q5/Qmax-除氧用热系数，符号意义同式（2-1)。由于通风不计，采暖、生产、生活的全年热负荷D1、D3、D4分别可以用以下公式计算求得： （2-4） （2-5） （2-6）式中： n1、n3、n4-分别为采暖、生产、生活的全年工作天数； S-每昼夜工作班数，本设计采用三班制，S=3；、-分别为采暖、生产及生活的平均热负荷，t/h；-非工作班时保温用热负荷，t/h；可按室内温度tn=5带入式 (2-2）计算得出，由于S=3，因此本设计无需计算。计算求得： t/a2.2 非采暖季热负荷计算非采暖季最大热负荷主要包括生产和生活最大热负荷，计算公式如下： (2-7) 计算求得： 现将各负荷计算结果整理列于表2-1采暖热负荷计算表。表2-1 采暖热负荷计算表序号名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值1采暖最大热负荷t/h原始资料给定662生产最大热负荷t/h原始资料给定553生活最大热负荷t/h原始资料给定334通风热负荷t/h原始资料给定005管网热损失系数查锅炉设计取1.251.251.256最大计算热负荷t/hK0(K1Q1+K3Q3+K4Q4)+Q51.25(61+50.5+30.6)+012.8757采暖室内计算温度tn采暖设计要求18188采暖室外计算温度tw查北京市气象资料-9-99室外平均温度tpj查北京市气象资料-0.7-0.7 续表 2-110采暖系数11.4411采暖平均热负荷t/h1Qmax1.4412.8758.9212采暖天数n天查北京市气象资料12012013采暖全年热负荷t/aK0(D1+D3+D4)(Q5/Qmax)1.25(8640+175202)(1+0)5460014非采暖季热负荷t/h1.25(61.0+30.6)9.75第3章 锅炉选型3.1 锅炉型号的确定对煤种和热负荷的变化有较好的适应性，具有较好的压火性能，对消烟除尘设备的要求较低，运行操作的劳动强度较低，电机的安装容量较小，金属耗量较少。 锅炉总容量的确定在确定锅炉房锅炉的总容量时，应使所选锅炉的额定容量之和不小于最大计算热负荷数值。但也不应使选用锅炉的总容量超过计算负荷太多而造成浪费，锅炉应经常在70-100%的负荷范围下工作，避免长期在低负荷下运行，特别是季节性锅炉房，锅炉的总容量还应适应锅炉房负荷变化的需要。在此次设计中只需考虑采暖期的最大热负荷，由计算的锅炉最大热负荷12.875t/h可知，应选用总容量不小13t/h的锅炉。 锅炉参数的确定锅炉供热参数的确定，一般以整个供热系统中最高用户要求的参数为依据，同时还应考虑到供热介质在输送过程中温度和压力的损失，以满足整个系统中各用户的要求。 锅炉工作压力的确定锅炉的工作压力比最高用户的需要压力加上热网损失压力高0.1-0.2Mpa即可。也就是说，选择锅炉时，锅炉的额定工作压力应接近实际工作压力，两者相差不要太大，否则，由于锅炉运行压力也低于设计（额定）压力，使热水品质变坏，出力不足、效率下降、能源消耗增大，严重地影响到锅炉运行的经济性和可靠性。因原始资料已给出的采暖、生活、生产压力中最大为0.6MPa，所以额定工作压力大于0.6MPa的锅炉均满足所需要求。 锅炉供热介质温度的确定直接根据原始热负荷资料确定，锅炉供热介质参数为95/70的热水。 锅炉型号确定原则确定锅炉型号的原则是所选的锅炉；应能满足供热参数的要求，应能有效地燃烧所采用的燃料，应有较高的热效率，应能使锅炉的出力、台数和其它性能有效地适应负荷的变化，应有较低的基建和运行管理费用，且宜选用燃烧设备相同的锅炉。根据这一原则，锅炉房内应尽量选用同容量、同型号的锅炉，不仅有利于设计和施工，而且有利于培训和提高操作人员的运行水平，且管理方便；检修同一种锅炉所需工具备件少，检修质量高；锅炉房布置整齐，有利于采用机械化运煤和除灰设备。所以，该锅炉房采用容量和型号相同的锅炉。3.2锅炉台数的确定选用锅炉的台数时应考虑对负荷变化和意外事故的适应性、建设和运行的经济性。一般来说，单机容量较大的锅炉其热效率较高，锅炉房占地面积较小，运行人员少，经济性好；但台数不易太少，否则适应负荷变化的能力和备用性就差。锅炉房采用的锅炉的台数，应根据负荷到调度、锅炉的检修和扩建的可能因素确定，一般不少于两台。当选用一台锅炉能满足负荷和锅炉检修的需要时，宜安装一台锅炉。采用机械化加煤锅炉的台数，新建时一般不超过四台；扩建和改建时台数一般不超过七台；采用手工加煤锅炉的台数，新建时一般不超过三台，扩建和改造时总台数可按具体情况确定。综上所述原则，根据最大计算热负荷12.875t/h及生产、采暖和生活用汽压力均不大于，本设计选用一台 DZL5-1.0-WII 型锅炉3台,采暖季3台锅炉基本上满负荷运行；非采暖季2台锅炉运行，负荷率约在左右。锅炉的维修保养可在非采暖季进行，故本锅炉房不设置备用锅炉。表3-1 DZL5-1.0-WII参数型号额定蒸发量t/h额定蒸汽压力MPa燃料消耗kg/h热效率%外形尺寸mDZL5-1.0-WII51.0126078%6.32.353.213.3燃烧设备选用锅炉燃烧设备应能适应所使用的燃料、便于燃烧调节和满足环境保护的要求。当使用燃料和锅炉的设计燃料不符时，可能出现燃烧困难，特别是燃料的挥发分和发热量低于设计燃料时，锅炉效率和蒸发量都将不能保证。工业锅炉房负荷不稳定，燃烧设备应便于调节。蒸发量小于 lt/h 的小型锅炉可采用手烧炉，但难以解决冒黑烟问题。各种机械化层燃炉和“反烧”的小型锅炉，正常运行时烟气黑度均可满足排放标准。但抛煤机炉、沸腾炉和煤粉炉的烟气含尘量相当高，用于环境要求高的地方，除尘费用很高。本设计中，选用锅壳卧式内燃室燃炉；过量空气系数为1.3；未完全燃烧热损失：气体2%，固体510%。第4章 水处理设备选型及计算锅炉房用水一般来自城市或厂区供水管网，水质已经过一定的处理。锅炉房水处理的任务通常是软化和除氧，某些情况下也需要除碱或部分除盐。4.1水处理设备生产能力锅炉补给水应经软化处理，而除氧设备应处理全部锅炉给水。因为凝结水中杂质含量很少，但输送过程中可能接触空气而使之含氧。锅炉补给水量是指锅炉给水量与合格的凝结水回收量之差。锅炉给水量包括蒸发量、排污量，并应考虑设备和管道漏损。水处理设备生产能力G由锅炉补给水量、热水管网补给水量、水处理设备自耗软水量和工艺生产需要软水量决定： t/h （4-1）式中：-锅炉补给水量，t/h；-热水管网补给水量，t/h；-水处理设备自耗软水量，t/h；-工艺生产需要软水量，t/h，本次设计中； 1.2-裕量系数。 锅炉补给水量： t/h （4-2）式中： D-锅炉房额定蒸发量，t/h，本设计取15t/h；-合格的凝结水回收量，t/h，本设计取0t/h；-设备和管道漏损，%，可取0.5%；-锅炉排污率，%，本设计计算得8%； 在锅炉补给水量得出之前，无法确定锅炉排污率，为此，可预先估算或在2%10%之间选取，如与最终确定的排污率相差不大（3%），不必重算，否则，以计算得出的排污率重行计算。计算求得锅炉补给水量：热水管网补给水量应由供热设计提供，如无法得到可按热网循环水量的2%计算。但当前热水管网实际漏损量普遍偏大，因而，热水管网补给水量按热网循环水量的4%计算。1t=700KW，热水管网供水温度为95，回水温度温度为70，所以温差t=25,所以管网的总循环水量G可由下面算出：计算求得热水管网补水量：水处理设备自耗软水一般是用于逆流再生工艺的逆流冲洗过程，其流量可按预选的离子交换器直径估算： t/h （4-3）式中：-逆流冲洗速度，本设计取5m/h； F-交换器截面积，本设计交换器截面积取1；-水的密度，,常温水。 计算求得水处理设备自耗软水量：计算求得水处理设备生产能力G：4.2水软化方法的确定锅炉用水应进行软化处理。碱度高的水有时需要进行除碱处理，通常根据锅水相对碱度和按碱度计算的锅炉排污率高低来决定。采用锅外化学处理时，补给水，给水，锅水中的碱度与溶解固形物的冲淡或浓缩可认为是同比例的，因此，锅水相对碱度可按下式计算：锅水相对碱度(4-4)式中：-锅水补给水碱度，mmol/L，=1.7mmol/L；-锅炉补给水溶解固形物，mg/L，=402mg/L；-碳酸钠（Na2CO3)在锅炉内分解为氢氧化钠（NaOH)的分解率（见 表4-1），本设计取42%。表4-1 Na2CO3在不同锅炉工作压力下的分解率锅炉工作压力（MPa）0.490.981.471.962.45NaOH（%）1040607080计算求得： 锅水相对碱度根据低压锅炉水质标准规定，锅水相对碱度应小于0.2，若不符合规定，应考虑除碱处理，本设计锅水碱度0.18%小于0.2无需除碱处理。锅炉排污率的限制主要是节约能源的问题。锅炉给水处理的优级标准为排污率不超过5%，良级标准为排污率不超过10%。如排污率超过10%，便属于“差”的级别，本设计排污率8%达到良级标准。本设计水的软化方法采用钠离子交换软化法，其效果稳定，易于控制。4.3软化设备选择计算本设计采用离子交换法处理，根据处理水量计算决定交换器的型号、台数、工作周期、再生剂消耗量和自耗水量，并决定再生溶液制备方法，选定相应设备。离子交换器的处理水量按运行流速计算，采用离子交换树脂时一般为1525m/h；硬度较高的原水取用较小流速。离子交换器的台数一般不少于两台，每昼夜再生次数为12次。本设计离子交换工艺通常采用固定窗床逆流再生，以节省再生剂。本设计再生剂采用离子交换树脂，其交换容量001型树脂8001000mol/m3。钠离子交换法的再生剂为食盐，再生液的制备一般用溶盐池，其体积通常为一次再生用量；如离子交换器台数较多，需要两台同时再生时，按两次再生用量计算。一次再生耗盐量按下式计算：(4-5)式中： E0-交换剂工作交换容量，； F-交换器截面积，本次设计截面积取1m2。 h-交换剂层高度，本设计层高2m；-盐的纯度，与盐的等级有关，计算中可取0.96-0.98，本设计取0.96； b-再生剂单耗，g/mol，001型树脂为120150（顺流），80100（逆流），本设计取90g/mol。根据式（4-5）求得一次再生用眼量为169.88Kg。稀盐溶液池的体积按下式计算：=(4-6)式中： B-一次再生用盐量，kg,由4-5求得为169.88kg； Cy-盐溶液浓度，较佳溶液应根据设备特点在运行中优选，一般取用4-8，本次设计取6%；y-盐溶液密度，t/m，查表4-2，据表查到取1.0413t/m3。表4-2 氯化钠溶液的密度浓度%4681026密度t/m31.02681.04131.05591.07071.1972 计算求得：=再生用盐量较小时，再生用盐可以干贮存。用盐量较大时可以湿贮存，以改善操作条件。贮盐池（浓盐溶液池）体积V2由下式计算： V2式中： A-每昼夜用盐量，t，昼夜再生两次，共用盐； n-贮盐天数，本设计取12天；-盐的密度，可取0.86t/m3。 计算求得： V2 比较两个溶液池可以看出选择稀盐溶液池的体积V2更为合理。所以，本设计选用一台FN系列型号HC-800钠离子交换器，具体性能参数见表4-3。表 4-3 钠离子交换器参数型号再生剂工作交换容mol/m3产水量t/h外形尺寸重量kg工作力Mpa工作温度，HC-80090635-45612*349219440.64-504.4除氧设备选择计算水质标准规定，额定蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉的给水和供水温度大于95的热水锅炉的循环水要进行除氧处理。除氧的方法常用热力除氧，真空除氧和化学药剂除氧。本8设计采用化学药剂除氧。药剂除氧的方式通常用亚硫酸钠。加药方式可用加药泵在省煤器前加入，也可在给水管路上安装孔板，利用孔板前后的压差来加药。纯度为100%的亚硫酸钠NaSO37H2O加入量由下式计算：(3-7)式中：G-除氧水量，kg/h，本次设计为44.54t/h=44540kg/h； C-给水含氧量，mg/L，根据表4-4本次设计取1.6mg/L； Ppw-锅炉排污率（小数表示），本设计计算得0.08； S0-锅水中SO32-过剩量，mg/L，水质标准规定为10-40mg/s，本设计取 25；3.2-Na2SO37H2O与SO32-的换算系数。给水含氧量可用给水温度下的饱和含氧量计算（表3-3）。实际运行中，可按照实际含氧量与水中亚硫酸根的过剩量来调整加药量。表4-4 水面压力为标准大气压时氧的溶解度水温（）102030405060708090100溶解度（mg/L）11.29.17.56.45.54.73.82.81.60计算求得：根据锅炉补水量本设计选用JMY50型化学除氧器，具体性能参数见表4-5。 表4-5 JMY50型化学除氧器参数表型号产水量t/h罐体尺寸mm工作压力MPa进出口管径mm安装空间mmJMY5050150026000.377400025004000第5章 给水设备的选择计算给水设备是指锅炉房给水系统中各种水泵和水箱，它与锅炉的安全运行有着密切的关系。锅炉给水的中断可能引起重大事故，因此设计中应使给水设备能可靠、有效地满足锅炉给水的需要。5.1给水系统的确定给水系统由给水设备，连接管道和附件等组成。在具有除氧水箱时，为保证除氧器的正常运行，应同时设置凝结水箱或软水箱。在没有除氧水箱时，凝结水箱可以与给水箱合设或分设。如有低压蒸汽（0.07MPa）自流回水进入锅炉房时，凝结水箱设于地下，而给水箱则分设于地上。因为地下室远离锅炉操作面，操作不便；且地下室采光通风效果不好，排水也不便，还有受水淹的可能。对于其他各种凝结回水系统（压力回水），凝结水箱可作地上布置，与给水箱合设。本设计采用药剂除氧，所以没有除氧水箱，凝结水箱和给水箱合设。本设计给水泵可以集中设置，通过母管向各锅炉供水；也可以每台锅炉单独配置，但备用给水泵应与每台锅炉的给水管道连接，以确保供水。单独配置给水泵时，变有调节，对于没有自动给水调节器的锅炉比较适宜。集中给水时，其系统可以简化，所配备的水泵数量也可以减少。锅炉房给水量计算公式：（5-1）式中：K0锅炉房自耗热量和管网热损失系数，取1.25；锅炉房额定蒸发量，t/h；锅炉排污量，本设计为8%。计算得：锅炉给水量1.2515（1+8%）20.25t/h5.2给水泵的选择给水泵的流量应满足锅炉所有运行锅炉在额定蒸发量时给水量1.1倍的要求；如果锅炉房设有减温减压装置，还应计入其用水量。由于工业锅炉房负荷都不平衡，特别是有季节性负荷的锅炉房负荷变化更大，因此给水泵的容量和台数还应适应全年负荷变化的要求。在本设计中，在非采暖季节负荷很低时，可考虑设置低负荷运行时专用水泵，使水泵处于正常调节范围内工作，提高运行的可靠性和经济性。水泵总流量Q=20.251.1=22.28t/h。由此设计中选用泵的总流量值应大于此值。5.2.3给水泵的扬程由于锅炉的额定压力只有1.0MPa，压力不是太大，可以按照水泵的近似式计算：H=1000P+100200 kpa (5-1)式中： P-锅炉工作压力，Mpa； 100200-压头附加值，kPa。计算得：H=10001.0+100=11001200kPa=1112m。根据给水泵的流量及扬程,选择SLW40-125型热水循环泵，型号表5-1SLW40-125型热水循环泵性能参数型号流量m/h扬程m效率转速r/min电动机功率kW汽蚀余量mSLW40-1258.322.543%29001.12.35.2.3备用给水泵设置备用给水泵是为保证在停电，正常检修和发生机械故障时，锅炉仍能得到安全、可靠供水。为此，设计规范监察规程都明确规定：锅炉房应设置备用给水泵，当任何一台给水泵停止运行时，其余水泵的总容量应满足所有锅炉额定蒸发量的1.1倍给水量。5.3给水箱选型5.3.1给水箱的容积和个数给水箱的作用有两个：一是软化水和凝结水与锅炉给水流量之间的缓冲，二是给水的储备。给水储备是保证锅炉运行安全所必需的，其要求与锅炉房容量有关。所以，给水箱的容量大小主要根据锅炉房的容量大小确定，一般给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需的20-40min的给水量。对于小容量的锅炉房，给水箱的有效容量可适当增大。给水箱可只设置一个，但对于全年不间断供热的锅炉房应设置两个，或者选用有隔板的方形给水箱。表5-2 方形开式给水箱性能参数公称容积有效容积主要尺寸水箱本体重量mmkg8.08.32800180018001505.25.3.2给水箱的安装高度给水泵输送温度较高的给水，要求给水箱有一定的安装高度，使给水泵有足够的灌注头，以免发生汽蚀和影响正常供水。给水箱的安装高度（给水箱最低水位至给水泵轴线的标高差）应不小于计算的给水泵最小灌注高度。5.4凝结水箱和水泵的选型常年供汽的锅炉房，凝结水箱一般采用两个，季节性性锅炉房可采用一个。水箱的总容量可为20min-40min最大小时凝结水量。水箱外形按照标准图选用。由于凝结水温度较高，为了保证凝结水泵的正常工作，减少凝结水箱和凝结水泵之间的安装高度，可将部分或全部的锅炉补给水通入凝结水箱，降低水温，减少蒸发。此时凝结水箱的选择，其总容积也相应较大。凝结水泵采用电动离心泵，一般为两台，其中一台备用。凝结水泵的流量应不小于1.2倍最大小时凝结水量；当全部锅炉补给水进入凝结水箱时，凝结水泵流量应满足所有运行锅炉额定蒸发量时的所需给水量的1.1倍。本设计中，凝结水箱与给水箱合设，且凝结水泵和给水泵选择同一型号、同一数量的水泵。5.5主要管道和阀门的选择5.5.1主要管道要求选定的主要管道是从给水箱至锅炉的给水管道和从锅炉至分汽缸（不设分汽缸时，要求至主要的用汽设备或锅炉房的出口）的蒸汽管道。管道直径根据输送的介质按推荐流速计算，然后选择管子规格，根据下式计算：(4-3)式中：G管内介质质量流量，t/h； 推荐流速，m/s(在设计中选用推荐流速为1.5m/s)。计算得给水管道内径=mm,由此，给水管道选择热轧无缝钢管DN80的钢管。当输送的介质的压力大于1Mpa，温度大于200时，应采用无缝钢管；不超过上述范围时，可采用无缝钢管或水煤气输送管。给水管道一般采用单管，常年不间断供热的锅炉房应采用双母管，且每条管道的流量都是额定蒸发量时的给水量。多管供气时采用分汽缸。根据压力容器设计规定的要求，分汽缸的直径应按照最大接管的直径确定，即筒体开孔最大直径应不超过筒体直径一半。分汽缸两端均采用椭圆形封头。分汽缸长度决定于接管的多少。5.5.2主要阀门课程设计中要求选择给水系统和蒸汽系统管道上的阀门，决定其型号，并以阀门符号表示法表示。闸阀作关断作用，适于全开全闭的场合。闸阀的介质流动阻力较小，但密封检修困难。对于汽水等非腐蚀性介质，可用暗杠式的，常用于水泵的进口、水箱进出口、自来水管道和公称直径大于200mm的各种场合。截止阀作关断用，适合全开全闭的操作场合。截止阀的介质流动阻力较大，阀体长度也较大，但密封方面检修较闸阀方便些。常用于水泵的出口、分汽缸、水处理设备等场合，产品公称直径一般小于200mm。节流阀用于介质节流，但没有调节性能，介质流动阻力大。如果用截止阀或者闸阀代替节流阀，则便失去关断作用。止回阀用于要求单向流动的场合，其结构形式有升降式和旋启式两种。在不可分式省煤器的入口和通向锅炉的给水管道上、离心泵的出口处都应设置止回阀和截止阀，而且水流先通过截止阀。在不可分式省煤器入口、可分式省煤器的入口和通向锅筒的给水管道上、离心泵的出口处都应装止回阀和截止阀，而且水流先通过止回阀。底阀也是一种止回阀，用于液位低于泵时的泵的吸入管端。旋塞阀是快速启闭的阀门，其阀芯在高温下易变形，限用于以水位介质的场合。对于腐蚀性介质，应根据使用条件选用隔膜阀或塑料阀。疏水阀用于排出凝结水，其形式较多，可按样本选择。第6章 送、引风系统的设计根据工业锅炉产品技术条件规定，送风机、引风机和除尘器都在“工业锅炉成套供应范围”之内，应由锅炉厂配套供应，如实际条件没有特别要求，不必变更，根据设计中对送、引风系统的要求主要是送引风连接系统、决定风烟管道和烟囱尺寸、进行设备和管道布置。如有实际要求，还应核对配套风机性能。6.1计算送风量和排烟量根据使用燃料的成分计算得出燃料耗量、送风量和排烟量。计算中的过量空气系数可采用除尘器0.10.15、钢制烟道每10m长为0.01、砖烟道每10m长为0.05。媒质资料见表1-2。6.1.1过量空气系数的确定表 6-1 烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数序号锅炉受热面入口出口漏风系数1鼓风机1.422冷风道1.421.40.1/10m3炉膛1.41.50.14锅炉管束1.51.60.15烟道1.61.620.1/10m6除尘器1.621.720.17引风机1.721.7206.1.2空气量、烟气量计算（1）理论空气量计算 单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气量可按下式计算： =（2） 实际空气量计算其中为过量空气系数，取1.5，代入数据计算求得：实际空气量为：=1.54.677=7.01（3）燃烧生成的烟气量计算理论烟气量的计算1、二氧化碳理论体积2、二氧化硫理论体积3、水蒸气理论体积 =0.1113.61+0.1242.98+0.0164.677=0.8454、氮气理论体积=综上，其理论值为：用以下经验公式进行验算：计算求得：，可得理论值和经验值误差小于1.5%，故符合。实际烟气量的计算：6.2决定送引风管系统及其初步布置决定管道系统应首先确定锅炉、送引风机、除尘器和烟囱的初步布置，决定各设备进出口空间位置，标出接口尺寸。然后决定链接管道的布置及所采用的部件，如进风口、吸入风箱、变径管、弯头和三通等。最后绘出布置简图。 送风机的吸入端常布置吸风管，以便在锅炉顶部空间吸入热空气，同时也考虑在寒冷季节从室外进风的吸气口。小型锅炉送风机通常就地吸风。 如果在距风机进口小于34倍直径处转弯，为了避免较大的压力损失，应装设吸入风箱。 当管道截面或形状发生变化时，应设置变径管，其中心角不应过大，以免增加压力损失。 采用的管道部件应用良好的空气动力性能。转弯处不宜采用锐角弯头，弯头应有合理的曲率半径。交汇或分流处应尽量避免正交直角三通或四通，必要时可设置导流板。 进行初步不只是为了决定管道系统，以便进行计算。当最后布置与此有出入时，一般不必修改计算，因前后变动通常只影响管道长度，对系统气流阻力影响不大。6.3送风机选择计算选用的送风机和引风机应能保证供热锅炉在既定的工作条件下，满足锅炉全负荷运行时对烟、风流量和压头的需要。为安全起见，在选择送、引风机时应考虑有一定的裕度，送、引风机性能裕度系数列于下表6-2中。表 6-2 送引风机性能裕度系数设备或工况裕量系数风量裕量系数1压头裕量系数2送风机1.11.2引风机1.11.2带尖峰负荷时1.031.05送、引风机的选择，首先应选定风机型式，然后再根据锅炉烟风系统的设计流量和设计压头，按风机制造厂提供的相应型式的风机系列参数或性能曲线来确定所选风机的规格。6.3.1送风机计算（1）送风机风量：= (6-1)式中:送风机风量，;B燃料消耗量实际空气量在本设计当中，有上文可知实际空气量为7.01，燃料消耗量为2449.1kg/h。可以计算得出=18901（2）送风机风压： (6-2)式中:送风机风压，pa;风道总阻力,pa，本设计取1400;冷空气温度b当地大气压，本次设计取99.86KPa；送风机铭牌上给出的气体温度空气密度为1.2kg/m3由于送风机还没选出，可假定送风机铭牌上的温度为20，由此计算送风机风压（先大致确定范围，再根据风压确定送风机的选型）上述计算公式冷空气温度假定为30，由5-2计算可以得出： 6.3.2送风机选型根据求得的风量和风压来选取送风机，所选的送风机型号为G4-73No8D,其具体参数见表6-3。表6-3 送风机型能参数型号风量风压功率PakWG4-73No8D21100205018.56.4烟囱的高度与直径计算6.4.1烟囱的高度计算采用机械通风时，烟囱高度按锅炉大气污染物排放标准选定，采用自然通风时，烟囱高度应满足烟气系统阻力的要求。新建锅炉房在烟囱周围半径200m,烟囱高度一般为高出建筑物3m以上。每台锅炉分别设置烟囱，烟道和烟囱均采用不锈钢保温预制产品。烟囱内径为500mm，同锅炉出口，烟囱直径排到室外，高度为出屋面2m。按锅炉设计规范，燃气锅炉烟道应该设置泄炸装置。表6-4 锅炉房烟囱最低允许高度锅炉房总容量t/h11-22-44-1010-2020-40MW959003.056100第8章 锅炉热平衡计算锅炉热平衡的组成：（8-1）式中:锅炉的输入热量，kJ/kg锅炉的输出热量，即锅炉有效利用热量，kJ/kg排烟损失热量，即排出烟气所带走的热量，称为锅炉排烟热损，kJ/kg气体不完全燃烧损失热量，是未燃烧完全的那部分可燃气体损失掉的热量，称为气体不完全燃烧热损失，kJ/kg固体不完全燃烧损失热量，是未燃烧完全的那部分固体燃料损失掉的热量，称为固体不完全燃烧热损失，kJ/kg锅炉散热损失热量，由炉体和管道等热表面散热损失掉的热量，称为锅炉散热热损失，kJ/kg灰渣物理热损失热量，kJ/kg根据正平衡法：（8-2）根据反平衡法：（8-3）国家标准规定，锅炉热效率测定应同时采用正平衡法和反平衡法，其值取两种方法测得的平均值。当锅炉额定蒸发量大于或等于20t/h时，由于不易准确测定燃料消耗量等原因，用正平衡法测定有困难时，可采用反平衡法测定锅炉热效率。表8-1 锅炉热效率计算名称符号单位数值过热蒸汽焓hgqkJ/kg2387.6给水焓hgskJ/kg440.2锅炉正平衡效率1%76.5冷空气理论热焓kJ/kg185排烟温度180过量空气系数1.5排烟焓kJ/kg2048固体不完全燃烧损失q4%13气体不完全燃烧损失q3%0.5排烟热损失q2%14.8散热损失q5%2.05灰渣物理热损失q6%0.98锅炉总热损失q%31.33锅炉反平衡效率2%73.4锅炉正反平衡热效率绝对误差%3.1%5%第9章 锅炉房工艺布置锅