齐齐哈尔市某小区3215;7MV锅炉设计课程设计说明书.doc

黑龙江工程学院本科生课程设计 0 目 录 第 1 章 绪 论 4 1 1 设计概况 4 1 1 1 设计及城市说明 4 1 1 2 设计规模 4 1 2 原始资料 4 1 2 1 热负荷 4 1 2 2 参数 4 1 2 3 气象资料 4 1 3 设计规范及标准 4 第 2 章 锅炉型号及台数选择 6 2 1 热负荷计算 6 2 1 1 最大计算热负荷 6 2 1 2 锅炉房采暖期平均热负荷 7 2 1 3 采暖年热负荷 7 2 1 4 热负荷延续时间图 7 2 2 锅炉型号和台数的确定 8 2 2 1 燃烧设备选择 8 2 2 2 锅炉容量和台数的确定 8 2 3 本章小结 9 第 3 章 锅炉烟风系统设计及计算 10 3 1 通风系统设计 10 3 1 1 通风方案的确定 10 3 1 2 送风量及排烟量计算 10 3 2 风道 烟道截面积计算 15 黑龙江工程学院本科生课程设计 1 3 2 1 风道尺寸计算 15 3 2 2 烟道尺寸计算 15 3 3 除尘器的选择 16 3 3 1 除尘器选用原则 16 3 3 2 除尘效率 16 3 3 3 除尘器的选择 16 3 4 烟囱的计算 17 3 4 1 烟囱高度的确定 17 3 4 2 烟囱出口直径的计算 17 3 4 3 烟囱入口直径的计算 17 3 5 本章小结 18 第 4 章 上煤除渣系统的选择计算 19 4 1 运煤系统的设计 19 4 1 1 锅炉房耗煤量的计算 19 4 1 2 运煤系统的选择 19 4 1 3 煤场面积计算 21 4 2 除渣系统 22 4 2 1 锅炉房灰渣量的计算 22 4 2 2 除渣系统的选型 22 4 2 3 渣斗的设计 23 4 2 4 渣场的设计 23 4 3 本章小结 23 第 5 章 热力系统的计算 25 5 1 循环水系统 25 5 1 1 循环水泵的选择 25 5 1 2 除污器的选择 26 5 1 3 分水器和集水器的选择 27 5 2 补给水系统 28 5 2 1 定压方式选择 28 黑龙江工程学院本科生课程设计 2 5 2 2 水压图的绘制 28 5 2 3 补给水泵与事故水泵的选择计算 29 5 3 2 水处理设备的生产能力 31 5 3 3 水处理设备的选择 31 5 3 4 其它设备的计算与选择 34 5 4 本章小结 35 第 6 章 锅炉房总体设计和布置 36 6 1 工艺条件 36 6 1 1 锅炉房的组成和布置 36 6 1 2 锅炉间及辅机的工艺布置 36 6 2 锅炉房外形的确定 37 6 2 1 锅炉房总体方案的确定 37 6 2 2 锅炉房建筑面积的确定 37 6 3 本章小结 37 第 7 章 设计对其它专业的技术要求及协作资料 39 7 1 对土建专业的要求 39 7 1 1 技术要求 39 7 1 2 提供给土建专业的协作资料 39 7 2 对给排水专业的要求 40 7 2 1 技术要求 40 7 2 2 提供给给排水专业的协作资料 41 7 3 对电气及自控仪表专业的要求 41 7 3 1 技术要求 41 7 3 2 提供给电气专业的协作资料 42 7 4 本章小结 42 附表一 43 总 结 44 参考文献 45 黑龙江工程学院本科生课程设计 3 第 1 章 绪 论 1 1 设计概况 1 1 1 设计及城市说明 齐齐哈尔市属中温带大陆性季风气候 冬长严寒 夏秋凉爽 年均温 3 2 齐齐哈尔市地处东经 122 至 126 北纬 45 至 48 海拔高度一般在 200 至 500 米 之间 平均海拔 146 米 齐齐哈尔市年平均气温在 0 7 至 4 2 之间 南北相差 3 5 左右 1 1 2 设计规模 本设计是齐齐哈尔市某小区 3 7MV 锅炉设计 1 2 原始资料 1 2 1 热负荷 采暖热负荷 Q1 17 5MW 生产热负荷 Q2 0 生活热负荷 Q3 0 通风热负荷 Q4 0 1 2 2 参数 供回水温度 tg th 95 70 热网作用半径 R 1000m 建筑物最大高度 H 27m 1 2 3 气象资料 室外计算温度 tw 24 平均温度 tpj 23 7 采暖天数 180 天 主导风向 W 大气压力 100830Pa 1 3 设计规范及标准 1 陆耀庆 供暖通风设计手册 S 中国建筑工业出版社 2 建筑工程常用数据编写组 锅炉房实用设计手册 S 1976 黑龙江工程学院本科生课程设计 4 3 航天工业部第七研究院编 工业锅炉房常用设备手册 S 4 国家技术监督局 中华人民共和国建设部联合发部 锅炉房设计规范 S 黑龙江工程学院本科生课程设计 5 第 2 章 锅炉型号及台数选择 2 1 热负荷计算 2 1 1 最大计算热负荷 锅炉房最大计算热负荷是选择锅炉的主要依据 可根据各项原始热负荷 同 max Q 时使用系数 锅炉房自耗热量和管网热损失系数求得 5443322110 max QQKQKQKQKKQ 式中 分别代表采暖 通风 生产和生活最大热负荷 t h 由 1 Q 4 Q 2 Q 3 Q 设计资料提供 锅炉房除氧用热 t h 根据除氧方法及除氧器进出水的焓计算决定 5 Q K1 K2 K3 K4 分别为采暖 通风 生产和生活负荷同时使用系数 锅炉房自耗热量和管网热损失系数 0 K 表 2 1 最大计算热负荷表 名称符号单位公式及数据来源结果 采暖热负荷 1 QMW设计给定17 5 通风热负荷 2 QMW设计给定0 生产热负荷 3 QMW设计给定0 生活热负荷 4 QMW设计给定0 管网热损失系数 0 K 热水管网 地沟敷设 1 05 1 081 07 采暖同时使用系数 1 K 只有采暖热负荷 选取1 0 0 7 MW 锅炉房面积F 2 m 50 8050 建筑热指标q 2 mW 80 12080 锅炉房自用热负荷 5 QMW 61105 10 7 0 q F QKKQ 0 107 最大计算热负荷 max QMW 5443322110 max QQKQKQKQKKQ 18 832 2 1 2 锅炉房采暖期平均热负荷 黑龙江工程学院本科生课程设计 6 采暖通风平均热负荷根据采暖期室外平均温度计算 pj Q1 pj Q1 1 Q tt tt wn pjn Qi 采暖或通风最大热负荷 t h 采暖房间室内计算温度 n t 采暖期采暖或通风室外计算温度 w t 采暖期室外平均温度 pj t 表 2 2 平均热负荷表 名称符号单位公式及数据来源结果 采暖室内计算温度 n t 给定18 采暖室外平均温度 pj t 查取 参 2 附录四 23 7 采暖室外计算温度 w t 查取 参 2 附录四 24 采暖平均热负荷 pj Q1MW 1 Q tt tt wn pjn 17 375 锅炉房平均热负荷 pj QMW pjpj QKQ 10 1 18 591 2 1 3 采暖年热负荷 表 2 3 年热负荷表 名称符号单位公式及数据来源结果 采暖天数 1 n天查取 参 2 附录 4175 采暖全年热负荷 1 QGJ360024 111 pj QnQ262710 通风全年热负荷 2 QGJ设计给定0 生产全年热负荷 3 QGJ设计给定0 生活全年热负荷 4 QGJ设计给定0 年热负荷 0 QGJ 100 QKQ 78083 2 1 4 热负荷延续时间图 表 2 4 热负荷延续时间表 黑龙江工程学院本科生课程设计 7 温度 5 30 2 4 6 8 10 小时数 h42963935348331982960272725092268 负荷 MW5 86 78 18 99 810 711 612 5 温度 12 14 16 18 20 24 小时数 h199716891331998682389 负荷 MW13 414 315 216 11717 9 图 2 1 热负荷延续时间图 2 2 锅炉型号和台数的确定 对于额定工作压力大于 0 04MPa 但小于 3 8MPa 且额定蒸发量不小于 0 1t h 的以水为介质的固定钢制蒸汽锅炉和额定出水压力大于 0 1MPa 的固定钢制热水锅 炉 其型号由三部分组成 各部分之间用短横线相连 在本次设计中采用 SZL7 1 0 95 70 H 锅炉 2 2 1 燃烧设备选择 我国是以煤为主要能源的国家 锅炉配置的燃烧设备主要是层燃炉和煤粉炉 对于供热锅炉重点在层燃炉 并且以链条炉排作为代表型试 本设计使用机械化 层燃炉链条炉排炉 2 2 2 锅炉容量和台数的确定 锅炉台数和单台锅炉容量的选择 应根据锅炉房色设计容量和全年负荷低峰期 间锅炉机组的工况等因素确定 并保证当其中最大的一台锅炉检修时 其余锅炉 应能满足连续生产用热所需要的最低热负荷及采暖通风 生活用热所需要的最低 黑龙江工程学院本科生课程设计 8 热负荷 锅炉房的锅炉台数不少于两台 当选用一台锅炉能满足热负荷和检修需要时候 可只设置一台 锅炉房的锅炉总台数 新建时不宜超过 5 台 本设计根据热负荷选用 3 7MW 锅炉 图 2 2 锅炉参数 2 3 本章小结 锅炉房是供热之源 源源不断地产生蒸汽 或热水 供应用户的需要 工作 后的冷凝水 或称回水 又被送回锅炉房 与经水处理的后的补给水一起 再进 入锅炉继续受热 汽化 为此 锅炉房中除锅炉本体以外 还必须装置像水泵 风机 水处理等等一类辅机设备 以保证锅炉房的生产过程能继续不断地正常运 行 达到安全可靠 经济有效地供热 供热锅炉的容量 参数 既要满足生产工艺 采暖空调和生活等方面用热需 要 又要便于锅炉房工艺设计 锅炉配套辅助设备的供应以及锅炉自身的标准化 和系列化 黑龙江工程学院本科生课程设计 9 第 3 章 锅炉烟风系统设计及计算 3 1 通风系统设计 3 1 1 通风方案的确定 根据锅炉的类型和容量的大小的不同 各种锅炉采用的通风方式是不相同的 可 以是自然通风 也可以是机械通风 在本次设计中采用机械通风 机械通风的方式有以下三种 负压通风 平衡通风 正压通风 3 1 2 送风量及排烟量计算 3 1 2 1 燃料特性表 表 3 1 燃料特性表 应用基成分CarHarOarNarSarMarAarVar arnet Q kJ kg 43 43 610 20 60 310 126 83619310 3 1 2 2 锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数表 表 3 2 空气系数与漏风系数表 锅炉受热面入口空气过量系数漏风系数出口过量空气系数 炉膛 0 11 6 防渣管1 601 6 锅炉管束1 60 11 7 省煤器1 70 11 8 3 1 2 3 理论空气量 理论烟气量计算 表 3 3 理论空气量 理论烟气量表 名称符号单位公式及数据来源结果 理论空气量 0 K Vm3 kg arararar OHSC0333 0 265 0 375 0 0889 0 4 526 黑龙江工程学院本科生课程设计 10 RO2容积 2 RO V m3 kg arar SC375 0 01866 0 0 812 N2理论容积 0 2 N Vm3 kg arK NV008 0 79 0 0 3 58 H2O 理论容积 0 2O H Vm3 kg 0 0161 0 0124 0 111 0 Karar VMH 1 752 理论烟气量 0 y Vm3 kg 00 222 OHNRO VVV 5 559 3 1 2 4 各受热面烟道中烟气特性表 表 3 4 各受热面烟道中烟气特性表 名称符号单位计算公式 炉膛与 防渣管 锅炉管 束 省煤器 平均过量空气系 数 pj 2 1 1 61 71 8 实际水蒸气容积 OH V 2 m3 kg 00 10161 0 2 KOH VV 1 7691 7761 783 烟气总容积 y V m3 kg 00 10161 1 Ky VV 8 8779 3369 796 3 1 2 5 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 表 3 5 锅炉热平衡计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 燃料低位发热值 arnet Q KJ Kg给定19310 冷空气温度 lk t 取值 20 3030 冷空气理论焓 0 lk IKJ Kg lk K cV 0 257 排烟温度 py 假定170 排烟焓 py IKJ kg 查烟气温焓表6 1 py 2377 固体不完全燃烧热损失 4 q 参 1 表 3 412 气体不完全燃烧热损失 3 q 参 1 表 3 41 0 排烟热损失 2 q 100 100 1 4 0 q Q II arnet lkpypy 8 126 散热损失 5 q 参 1 表 3 71 9 飞灰损失比 fh 参 1 表 4 40 2 黑龙江工程学院本科生课程设计 11 灰渣漏煤比 lmhz a 1 fh 0 8 灰渣焓 hz ct KJ Kg 参 1 表 2 15600 560 灰渣物理热损失 6 q arnet ar hzlmhz Q A c 0 446 锅炉总热损失 q 65432 qqqqq 23 362 名称符号单位公式及数据来源结果 锅炉热效率 gl q10076 638 锅炉每小时有效吸热量 gl Q KJ h计算值 4 2 1000 360025200000 燃料消耗量BKg h100 glarnet gl Q G 1708 计算燃料消耗量 j B Kg h 100 1 4 q B1417 3 1 2 6 鼓 引风机的选择 锅炉在运行时必须连续地向锅炉供入燃料所需要的空气 并将生成的咽气不断 引出 这一过程被称为锅炉的通风过程 通风一旦停止 锅炉就将停止运行 通 风力不足会使燃烧强度减弱 咽气温度和流速也相应降低 锅炉出力就将下降 因此通风是锅炉的 呼吸 器官 也是调整锅炉出力的手段 在锅炉烟风系统中同时装有引风机和鼓风机 风从风道吸入到炉膛的全部阻力 由送风机克服 而炉膛出口到烟囱出口的全部烟道阻力则由引风机克服 这种通 风方式既能有效的送入空气 又使锅炉的炉膛及全部烟道都在负压下运行 使锅 炉房的安全及卫生条件较好 若与负压通风相比 锅炉的漏风量也较小 目前供 热锅炉中大都采用平衡通风 本设计采用平衡通风 3 1 2 7 鼓风机的确定 表 3 6 鼓风机的计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 大气压力bmmHg查取 参 2 附录四756 空气量 k V hm 3 b t VB lk kj 760 273 273 0 11449 名称符号单位公式及数据来源结果 流量储备系数 1 设计规范 1 1 黑龙江工程学院本科生课程设计 12 计算流量 j Q hm 3 k V 1 12594 燃烧设备阻力 1 HPa 600 800 800 风道阻力 2 HPa 20 30Pa m 20 30m 900 吸风口阻力 3 HPa 20 80 80 风道总阻力 k HPa 321 HHH 1780 名称符号单位公式及数据来源结果 全压降 k HPa b t HK 760 20273 273 1850 压头储备系数 2 设计规范 1 2 计算压头HPa 2k H 2035 鼓风机的选择 型号 G6 45 11 No8A 风压 2167 2550 流量16508 11627 配用电动机型号 Y160L 4B3 图 3 1 鼓风机 3 1 2 8 引风机的确定 黑龙江工程学院本科生课程设计 13 表 3 7 引风机的计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 标准烟气量 y V Nm3 h 0 0 1 0161 1 kyj VaVB 13108 修正后烟气量 y Vm3 h b t Vy 760 273 273 14625 流量储备系数 1 设计规范1 1 名称符号单位公式及数据来源结果 计算流量 j V m3 h97 51711 1 1 y V 16088 锅炉本体阻力 gl H Pa800 15001000 除尘器阻力 cc HPa参 8 P190500 烟道阻力 yd H Pa20 40Pa m1000 系统总阻力 y HPa ydccgl HHH 2500 修正后总阻力 y H Pa 34 1 293 1 760 200273 273 b t H y 1553 压头储备系数 2 设计规范1 2 计算压头 j H Pa y H 2 1864 引风机选择 型号Y65 11 No7 5C 风量23682 5552 风压1097 2390 配用电动机型号Y160L 4B3 黑龙江工程学院本科生课程设计 14 图 3 2 引风机及性能参数 3 2 风道 烟道截面积计算 3 2 1 风道尺寸计算 在本次设计中风道选用砖或混凝土制 风速 w 为 4 8m s 风道截面积为 F V 3600 w 11449 3600 5 0 6m2 风道选用方形管道 F HB 0 6 H 0 8m B 0 8m 3 2 2 烟道尺寸计算 在本次设计中烟道选用砖或混凝土制 风速 w 为 6 8m s 风道截面积为 F V 3600 w 20230 3600 5 1 12 m2 黑龙江工程学院本科生课程设计 15 风道选用方形管道 F HB 1 12 H 1 1m B 1 1m 3 3 除尘器的选择 3 3 1 除尘器选用原则 1 尘是燃料燃烧后生成的 他们是烟气携带的灰粒和部分未燃尽的焦炭细粒 除 应注意改善燃烧 使燃料在炉内充分燃烧 降低烟气中可燃物含量以减少总的飞 灰量外 还必须装置除尘设备以降低锅炉烟尘排放浓度 使之符合国家环保要求 的排放标准 一般应采取干式除尘和一级除尘 2 在选用除尘器时 应尽可能使锅炉的实际排烟量含尘浓度与除尘器最高效率下 的理想含尘浓度相符 3 3 2 除尘效率 原始排尘深度 标准排尘深度原始排尘深度 哈尔滨市属二类地区 根据 锅炉房设计 查得标准排尘浓度为 250mg Nm3 由 锅炉与锅炉房设备 表 11 4 查得原始排尘浓度为 2 0g Nm3 因此 排尘效率为 90 100 2000 2002000 100 1 21 c cc 3 3 3 除尘器的选择 根据在引风机中选择的除尘器 XD 8 旋风除尘器 黑龙江工程学院本科生课程设计 16 图 3 3 除尘器及性能参数 3 4 烟囱的计算 3 4 1 烟囱高度的确定 机械通风时 烟风道阻力由送引风机克服 因此烟囱的作用主要不是用来产生 引力 而是将烟气排放到足够的高空 使之符合环境保护的要求 本设计参 1 表 8 6 根据锅炉房的总容量 3 7 选取烟囱的高度为 45 米 3 4 2 烟囱出口直径的计算 表 3 8 烟囱出口直径的计算表 名称符号单位公式及数据来源数值 通过烟囱的总烟气量Vyzm3 h 计算值 2 y V 39324 烟气出口流速w2m s参 1 P26012 烟囱出口内径d2m 参 1 P259 2 2 0188 0 w V d yz 1 08 3 4 3 烟囱入口直径的计算 黑龙江工程学院本科生课程设计 17 表 3 9 烟囱出入口直径的计算表 名称符号单位公式及数据来源数值 烟囱出口直径d2m 参 1 P259 2 2 0188 0 w V d yz 1 08 烟囱锥度i 给定0 02 烟囱入口直径 1 dm 参 1 P259 yz iHdd2 21 40 yz H 2 88 3 5 本章小结 锅炉设备的通风计算 实际上就是锅炉的烟 风阻力计算 其目的在于确定 锅炉烟 风系统的全压降 为选择送 引风机提供可靠依据 锅炉烟 风系统各 部分介质流量 温度以及流通截面等相关数据 均依据锅炉额定负荷下的热力计 算数据确定 黑龙江工程学院本科生课程设计 18 第 4 章 上煤除渣系统的选择计算 4 1 运煤系统的设计 4 1 1 锅炉房耗煤量的计算 1 额定小时耗煤量计算 额定小时耗煤量 B0 nB 3 1708 5124 kg h 2 最大小时耗煤量计算 最大小时耗煤量 B 4581kg h glarnet Q Q max 表 4 1 耗煤量计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 额定小时耗煤量B0Kg hnB5124 最大小时耗煤量BKg h glarnet Q Q max 4581 4 1 2 运煤系统的选择 4 1 2 1 运煤系统的输煤量计算及设备选择 表 4 2 运煤系统输煤量计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 运煤不平衡系数K 给定 参 1 P3311 2 锅炉房发展系数Ka 给定1 2 运煤系统每昼夜工作时间tH给定 参 1 P32510 运煤系统运煤量Qt h t BKK F a 24 63 3 黑龙江工程学院本科生课程设计 19 4 1 2 2 运煤系统附属设备选择 1 破碎机 当燃煤的粒度不能符合锅炉燃烧的要求时 煤块必须经过破碎 通常颚式破 碎机用于煤的粗碎和中碎 双齿辊破碎机用于颗粒度要求不高和易于破碎的煤块 如层燃炉 锤式破碎机和反击式破碎机则用于要求将煤破成较小颗粒的情况 如 煤粉炉 2 筛分设备 就是通过筛孔的过滤 把符合粒径要求的细煤 碎煤送到煤斗里 设在锅炉 房一侧的上煤小室 水平放于地面上 下接斜煤斗使煤下滑进入上煤机的给料口 再由上煤机经水平皮带送至锅炉的炉前贮煤斗 常用的筛选装置有固定筛 摆动 筛和振动筛 3 磁选设备 当锅炉的给煤装置 燃料加工和燃烧设备有要求时 尚应将煤进行磁选 以 避免煤中夹带的碎铁损坏或卡住设备 常用的磁选设备有悬挂式和电磁皮带轮两 种 4 溜煤管 5 煤斗 黑龙江工程学院本科生课程设计 20 表 4 3 贮煤斗容积计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 单台锅炉小时计算耗煤量Bt h计算值1 417 储存煤的小时数th给定12 贮煤斗充满系数 给定0 8 煤的堆积密度 t m3给定0 7 贮煤斗容积Vm3 m Bt V 30 36 图 4 1 煤斗尺寸 4 1 3 煤场面积计算 表 4 4 煤场面积计算表 名称符号单位公式及数据来源结果 最大小时耗煤量BKg h glarnet Q Q max 4581 锅炉每昼夜运行小时数TH给定24 煤的储备天数M给定 参 1 P3257 煤堆过道占用系数N给定 参 1 P3261 6 煤堆高度Hm给定 参 1 P3265 0 黑龙江工程学院本科生课程设计 21 堆角系数 给定 参 1 P3260 8 堆积密度 m t m 3 给定 参 1 P3260 7 煤场面积Fmm2 给定 参 1 P326 mH BTMN F 440 煤场尺寸a bm m计算值22 22 4 2 除渣系统 4 2 1 锅炉房灰渣量的计算 表 4 5 灰渣量计算表 名 称符号单位公式及数据来源数值 煤的应用基灰分Aar 给定26 8 固体不完全燃烧损失q4 选取12 锅炉房小时最大耗煤量BKg h计算值4581 煤的低位发热量 arnet Q KJ Kg给定19310 锅炉房额定小时产渣量Ct h 32866100100 4arnet ar QqA BC 参 1 P334 1 55 4 2 2 除渣系统的选型 黑龙江工程学院本科生课程设计 22 图 4 2 除渣系统 4 2 3 渣斗的设计 表 4 6 渣斗容积计算表 名 称符号单位公式及数据来源数值 锅炉房额定小时产渣量Ct h计算值1 55 储存渣的小时数th取定 参 1 P33424 除渣斗充满系数 取值0 8 名 称符号单位公式及数据来源数值 灰渣的堆积密度 t m3给定0 7 名 称符号单位公式及数据来源数值 除渣斗容积Vm3 m Ct V 66 4 图 4 3 渣斗尺寸头 4 2 4 渣场的设计 当采用室外集中灰渣斗时一般不设置灰渣场地 4 3 本章小结 运煤 除灰渣系统是燃煤锅炉房的一个重要组成部分 它工作的可靠程度直 黑龙江工程学院本科生课程设计 23 接关系着锅炉房的安全运行 同时 这一系统机械化程度的高低 还关系着锅炉 房的基建投资 用地面积 工人劳动强度和操作条件以及环境卫生等一系列的技 术经济问题 因此 设计时必须给予足够重视 根据锅炉型式 锅炉房的耗煤量 和灰渣量以及场地条件等因素综合考虑来确定运煤 除灰渣系统及其设备 黑龙江工程学院本科生课程设计 24 第 5 章 热力系统的计算 5 1 循环水系统 5 1 1 循环水泵的选择 5 1 1 1 水泵流量和扬程计算 表 5 1 循环水泵的计算 名称符号单位公式及数据来源结果 热负荷 max QKW计算值18 832 供水温度tg 给定95 回水温度th 给定70 热网循环水量 G t h h t tc kQ 6 3 716 锅炉房自用热水及 安全系数 K 给定1 1 循环水泵总流量Gt h G 1 1787 锅炉房内部阻力H1Kpa80 12080 经济比摩阻RPa m80 12080 供热半径Lm给定1000 热网供回水干管阻 力 H2Kpa2RL160 最不利用户内部系 统阻力损失 H3Kpa30 8050 循环水泵扬程HKPa 321 HHHH 290 5 1 1 2 循环水泵型号选择 表 5 2 循环水泵型号表 名称符号单位公式及数据来源结果 循环流量 G t h h t tc kQ 6 3 787 循环压头210KPa 321 HHH 290 黑龙江工程学院本科生课程设计 25 循环水泵 三台 型号 流量 扬程 电机功率 150R 35 190 8m h 3 34 7m 30kw 图 5 1 循环水泵 5 1 2 除污器的选择 符合国家环保要求 烟尘排放浓度 50mg Nm3 烟汽林格曼黑度为 0 无噪 音 无大烟囱 美化环境 可多机连用 占地面积小 可进行任意模块化组合 根据用户需要 随时随地添加台数 避免扩大生产的重复投资 为用户节约了固 定资金投入 其形状可方可圆 可根据实地测量后制作 占地小 充分利用空间 黑龙江工程学院本科生课程设计 26 选用卧式直通型除污器 图 5 2 除污器 5 1 3 分水器和集水器的选择 表 5 3 主要管段管径计算表 管段 流量 3 m h 流速管径 供回水母管637 5181 8DN325 锅炉供水管采用两根 860Qmax 2 tg th 318 759 1 25DN300 锅炉回水管采用两根 860Qmax 2 tg th 318 759 1 25DN300 循环水泵出入 口管径 循环流量为 701 29M3 h 循环水泵为四台 三用一备 每台流量为 701 29M3 h 2 5DN300 补给水泵出入 口管径 补给水量为 6 3753M3 h 补给水泵唯一备一用 每台 流量为 6 3753M3 h 1 4DN40 软化水管软化水量与补给水量一样为 6 3753 M3 h1 4DN40 除氧水管除氧水量与补给水量一样为 6 3753 M3 h1 4DN40 5 1 3 1 筒体直径 当需从供暖总入口分接出三个或三个以上的分支环路时 或虽然只有两个环 黑龙江工程学院本科生课程设计 27 路 但平衡有困难时 在入口处应设分汽缸或分水缸 集汽缸或集水缸 分水器 用于供水管路上 集水器用于回水管路上 本次设计采用筒体直径大于等于 2 倍的最大开孔的方法 采用 2 倍的最大开 孔直径 则 D 350 2 700mm 当直径大于等于 300 时 用热压刚制板卷制 5 1 3 2 筒体长度 筒体长度可根据接管数量和接管中心距计算来选定 但总长度不得大于三米 保温接管的中心距按表计算 分集水缸的相关尺寸如下 由此计算可得分集水器的长度为 1590mm 温度计接管压力表接管安全阀接管 1L2L3L4LLn 1201 d12021 dd12032 dd12043 dd1201 dn 由此计算可得分集水器的长度为 L 130 300 120 300 120 120 325 350 120 120 1975mm 5 2 补给水系统 5 2 1 定压方式选择 采用补给水泵连续补水定压 由于补给水泵定压方式设备简单 容易实现 是目前国内集中供热系统中最普遍的一种定压方式 我所采用的连续定压方式 定压点设在网路的循环水泵的吸入端 利用压力调节阀保持定压点恒定的压力 5 2 2 水压图的绘制 黑龙江工程学院本科生课程设计 28 图 5 2 水压图 5 2 3 补给水泵与事故水泵的选择计算 1 补水泵与事故水泵的选用原则 补给水泵应按正常水量和事故水量来选取 且事故水量为正常水量的 4 倍 方案 1 选择 2 台 1 的泵和一台 4 和水泵 前者为正常水量时用 一备一用 后 者为事故泵 方案 2 选择 2 台 2 的泵 正常水量时 运行一台 且要求用电磁阀控制补给水点的压 力 另一台为备用 事故时 2 台泵同时起用 补给水容量 4 的水量 考虑到锅炉运行安全运行 以及选泵时避免复杂性 故采用方案 1 选用 2 台 1 的补水 泵 一备一用 并选一台 4 的事故补水泵 2 水泵流量与扬程计算 5 2 3 2 水泵流量与扬程计算 表 5 4 补给水泵的计算 名 称符号单位公式及数据来源结果 补给率K 选取1 补给水泵流量GbKg hKG 71 6 事故水泵流量G bKg h4Gb286 4 黑龙江工程学院本科生课程设计 29 补水泵扬程HKPa静水压力30 5 2 3 3 水泵型号确定 表 5 5 补给水泵型号选择表 名称符号单位结果 补给水泵型号 IS125 100 315 一台 流量 扬程 电机功率 Q H P m3 h Kpa KW 100 32 15 事故水泵型号 IS125 100 315 三台 流量 扬程 电机功率 Q H P m3 h Kpa KW 100 32 15 图 5 4 补给水泵 黑龙江工程学院本科生课程设计 30 图 5 5 事故水泵及性能参数 5 2 3 4 水处理设备 5 2 3 5 水处理方案的确定 5 2 3 5 1 锅炉水处理方案规定 水处理设计应符合锅炉安全和经济运行的要求 水处理方法的选择 应根据原水 水质 对锅炉给水和锅水的质量要求 补给水量 锅炉排污率 水处理设备的设 计出力以及当地具体情况等因素确定 经处理后的锅炉给水 不应使锅炉的蒸汽 对生产和生活造成有害的影响 5 2 3 5 2 水处理方案 锅炉给水采用自来水 由于锅炉对水质要求较高 故对水质要进行一定的处 理 由于给水来自水厂 认为水不用经过过滤 给水先经过软化处理进入软化水 箱 然后在进行水的除氧 本设计采用全自动除氧设备 水的软化采用全自动软 水设备 5 3 2 水处理设备的生产能力 1 采暖热水网络的补给水 2 水处理系统的自用化学水 3 排污损失的水 5 3 3 水处理设备的选择 5 3 3 1 净化设备 本设计采用机械过滤器 图 5 6 机械过滤器性能 黑龙江工程学院本科生课程设计 31 图 5 7 机械过滤器 5 3 3 2 软化设备 给水的总硬度 H 2 5mmol L 查参 3 P296 表 10 4 热水锅炉水质指标要求硬 度 H 0 6mmol L 所以 要进行软化处理 黑龙江工程学院本科生课程设计 32 图 5 8 离子交换器 5 3 3 3 除氧设备 水的除氧有热力除氧 真空除氧 化学除氧 解吸除氧等方式 在本设计中 采用热力除氧方式除氧 型号为 DRC 6 图 5 9 除氧设备 黑龙江工程学院本科生课程设计 33 图 5 10 除氧设备性能参数 5 3 4 其它设备的计算与选择 5 3 4 1 自来水箱 锅炉房的最大用水量为 0 701283m3 h 按 30 分钟水量来选取得 水箱的 体积 V 0 701283 30 60 0 35 m3则水箱尺寸为 0 8 0 7 0 7m 2 软化水箱 依据规范规定 当水处理设备有再生备用设备时 软化水箱的有效容积因为 30 60min 的软化水量 本次设计按 30 分钟补水量来计算 可知选用软化水箱的 有效容积为 1 1Gb 30 60 0 701283 30 60 0 35m3 5 3 4 2 软化水箱 依据规范规定 当水处理设备有再生备用设备时 软化水箱的有效容积因为 30 60min 的软化水量 本次设计按 30 分钟补水量来计算 可知选用软化水箱的有效 容积为 1 1Gb 30 60 0 701283 30 60 0 35m3 5 3 4 3 除氧水箱 除氧水箱是与除氧器联合使用的 它需要密闭 保温 热力除氧时使用 它 的作用有 按照锅炉房设计规范 除氧水箱的水容量必须保证锅炉运行一小时能 力 这一点是为了保证过路的安全和缓冲 第二点 不管是用哪种除氧方式 去 除氧气的水都需要密闭 否则氧气还会汇入水中 这是根据 亨利定律 而设置的 一种内置气囊封闭式水箱 是一个下部开有进水口和出水口的密封式水箱 黑龙江工程学院本科生课程设计 34 其特征在于在所述水箱内至少放置一个充有 1 2 5 倍水箱容积空气的 充气后 充满水箱有效容积的疏水气囊 打开进水口 水进入水箱 压缩气囊 气囊缩小 气囊内气压上升 当囊内气压等于进口水压时不再进水 使用时 打开出水口 水箱内的水在箱内气囊中压缩空气和水重力的作用下喷出 由于水箱内气囊有效 地将水和空气隔离 避免了箱内空气溶解于水 保证系统正常运作 出水稳定而 快捷 因而无需补气设施 结构简单 性能可靠 5 3 4 4 原水泵 从自来水箱到那离子交换器的阻力 5 3 4 5 除氧水泵 除氧泵是用来克服除氧装置的阻力的 所以 除氧水泵的扬程可根据除氧装 置的阻力来确定 流量根据系统补给水量来确定 水泵型号 转速 r min 流量 m3 h 扬程 m 电动机功率 KW 40R 26 229607 2514 5 4 本章小结 水泵是输送液体或使液体增压的机械 它将原动机的机械能或其他外部能量 传送给液体 使液体能量增加 主要用来输送液体包括水 油 酸碱液 乳化液 悬乳液和液态金属等 也可输送液体 气体混合物以及含悬浮固体物的液体 衡 量水泵性能的技术参数有流量 吸程 扬程 轴功率 水功率 效率等 根据不 同的工作原理可分为容积水泵 叶片泵等类型 容积泵是利用其工作室容积的变 化来传递能量 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量 有离心泵 轴流泵和混流泵等类型 黑龙江工程学院本科生课程设计 35 第 6 章 锅炉房总体设计和布置 6 1 工艺条件 6 1 1 锅炉房的组成和布置 6 1 1 1 炉房的组成 锅炉房是指供两个及以上工厂 单位 热用户用热的锅炉房 包括城市分区供热 住宅区和公用设施供热和两个或若干个热用户的联合供热等 包括设置锅炉的锅 炉间 设置给水 水处理 送引凤 运煤除灰等辅机设备的辅助间 化验室以及 值班 更衣 浴室和厕所等生活用房 容量较大的锅炉房 还包括变配电用房 仪表操作间 机修间和办公用房 6 1 1 2 锅炉房的布置 1 生产生活辅助间围绕锅炉间以一定的规律进行布置 一般将水泵及水处理间 机修间 值班 办公 更衣 休息 贮藏 浴厕等辅助间布置在锅炉房的固定端 独立的鼓风机 引风机和除尘设备间布置在锅炉后面 化验室和仪表控制室应布 置在采光良好 监测和取样方便 噪音和震动较小的部位 2 锅炉间的层数主要取决于锅炉容量和本体结构形式 锅炉燃烧方式等因素 本 锅炉间采用双层布置 3 辅助间的层数 一般做成单层 双层或三层建筑 本锅炉房布置二层 用 于布置水处理设备 换热设备 给水设备等 并安排生活间 值班 办公 更衣 休息 贮藏 浴厕等房间 6 1 2 锅炉间及辅机的工艺布置 6 1 2 1 锅炉间工艺布置 1 应保证其工作安全可靠 运行管理和安装检修便利 设备的位置应符合工艺流 程 以便于操作和缩短管线 此外 设备布置还应能合理利用建筑面积和空间 以减少土建投资和占地面积 2 需要经常进行操作或监视的设备 操作部位前应留有足够的操作面 设备需要 接管的部位 应留有安装管道及其附件的位置 各设备都应有通道通达 以便于 运行中检查设备运行情况和安装检修时设备及部件的搬运 3 设备的上方应根据操作 通行或吊顶的需要留出空间 4 在进行布置时 应先查明各设备的外形尺寸 基础外形 接管部位等条件 黑龙江工程学院本科生课程设计 36 6 1 2 2 辅机的工艺布置 1 鼓 引风机 除尘器宜布置在单独的房间内 2 机械过滤器 钠离子交换器 联系和定期排污扩容器 除氧水箱等突出部位的 净距一般小于 1 5 米 3 分水缸 集水缸 水箱等设备前面应考虑有供操作 更换阀门用的空间 其通 道宽度不小于 1 2m 4 在锅炉间 除尘间 水处理间 热力除氧设备间及破碎间等的适当地点应留有 安装孔 6 1 2 3 操作平台的布置 1 平台和扶梯踏板 一般宜用 5mm 厚花纹钢板或其它不滑金属材料制成 2 操作平台的宽度不应小于 0 8m 其它平台的宽度不宜小于 0 6m 3 平台和扶梯应配置高 0 5m 的栏杆 扶梯宽度不应小于 0 6m 当扶梯高度超过 4m 时 每隔 3 4m 应设置中间平台 经常通行的扶梯其高度超过时 1 5m 其倾角 不应大于 50 垂直爬梯高度超过时 5m 应设置保护围圈 6 2 锅炉房外形的确定 6 2 1 锅炉房总体方案的确定 考虑到以后供热事业的发展和热用户的增加 本设计的锅炉房总体布局为锅炉辅 助间围绕锅炉间两面布置 以保证锅炉间良好的自然采光和通风 另一面作为日 后扩展的延伸端 水箱水泵间布置在两面有窗户的房间内 水箱布置在靠墙处 水泵位于窗边 保证有良好的采光 同时中间有足够的地方以便于维修和检测 本设计采用全自 动方式除氧 外形采用传统的方型建筑 6 2 2 锅炉房建筑面积的确定 1 锅炉的最高操作点到锅炉间顶部结构最低点的距离不应少于 2m 2 考虑到输煤廊的尺寸 炉前净距应在 3 9 6 9 之间 本锅炉房取净距为 6m 3 泵之间通道的有效宽度不应小于 0 7m 4 双罐式的软化设备间距由设备厂家给出 5 锅炉给水箱 本设计中即为除氧水箱 安装的高度 应使锅炉给水泵有较高的灌 注头 6 3 本章小结 锅炉房工艺布置的内容包括各种工艺设备及管道 燃料储运和水 烟 灰渣 排放设施的布置 作为课程设计 还应提出锅炉房区域内的建筑物和构筑物的布 黑龙江工程学院本科生课程设计 37 置方案 锅炉房布置应满足各种设备的工作安全可靠 运行管理和安装检修便利 同时还应节省用地用材 提高建设和运行的经济性 锅炉房的建筑物和烟囱 水池等构筑物由土建专业设计 但工艺设计者应根据工 艺过程的需要 提出基本形式 主要控制尺寸和有关要求 黑龙江工程学院本科生课程设计 38 第 7 章 设计对其它专业的技术要求及协作资料 7 1 对土建专业的要求 7 1 1 技术要求 1 锅炉间属于丁类生产厂房 锅炉房额定蒸发量大于 4t h 时 锅炉间建筑 的耐火等级不低于二级 额定蒸发量小于 4t h 时 锅炉间建筑的耐火等级不低于 三级 对于燃烧锅炉房 油箱间 油泵房和油加热器间均属于丙类生产厂房 其 建筑的耐火等级不应低于二级 当上述房间布置在锅炉房辅助间内时 则应设置防 火墙与其他房间隔开 2 锅炉房应有安全可靠的出入口 每层至少有两个 分别设置在相对的两 侧 如附近有通向消防安全梯的太平门 或者锅炉房是炉前总宽度不超过 12m 的 单层建筑 则可只设置一个出入口 3 锅炉房通向室外的门应该向外开启 锅炉房辅助间直接通向锅炉间的门 则应向锅炉间开启 4 锅炉房屋顶的自重大于 90Kg 时 应开设天窗 或在高出锅炉的外墙 上开设玻璃窗 开窗面积不用小于锅炉房占地面积的 10 5 锅炉房应预留通过设备最大搬运件的安装空洞 安装孔洞可与门窗结合 考虑 6 辅助间各层宜有专用楼梯通向运转层 辅助间两层标高应与运转层的标 高相同 7 锅炉基础应作成整体 当采用楼层布置锅炉时 锅炉基础与楼板接缝处 应采取适应的沉降的措施 8 当锅炉房内安装有震动炉排炉等震动较大的设备时 应当采取相应的防 震措施 9 锅炉间运转层的楼板的荷载 应根据安装 生产检修的具体条件综合考 虑确定 7 1 2 提供给土建专业的协作资料 锅炉房工艺设计专业人员应向土建专业提交的协作资料 主要由以下几个方面 的内容 1 锅炉房设置布置的平 刨面图 并且标出锅炉房出入口的位置和门的宽 黑龙江工程学院本科生课程设计 39 度 高度及开启方向 2 设备基础图 图中需表示出定位尺寸及与土建的关系尺寸 且应尽可能 绘制成一张总平面图 3 支承结构的预埋件及预留孔洞图 4 荷载表 5 烟囱与烟道位置尺寸 6 人员编制表 7 2 对给排水专业的要求 7 2 1 技术要求 水是锅炉供热介质 锅炉房设备的冷却 化验及生活也都离不开水 而排水 废水和污水又无一不通过下水道排泄 可见锅炉房工艺设计与给水排水的关系也 十分密切 与其相关的内容和技术要求有 1 供热锅炉房一般以城市自来水为水源 如有工厂企业有自用水源 锅炉 房用水亦可取自用水源 如有空气压缩站或者其他车间的冷却排水可资利用时 须注意一检查其污染程度 含油量超过给水标准的 应该进行除油处理 2 锅炉房的给水一般采用一跟进水管 但对供热有特殊要求的锅炉或中断 给水造成停炉将引起重大损失时应该采用两跟进水管 且应自室外环行给水管网 的不同管段接入 或分别从不同水源的管网中接入 锅炉房入口水压应该满足水 处理系统的要求 一般不应低于 0 2 0 3MPa 否则应设置原水加压泵 3 锅炉房建筑的耐火等级为一 二级 或耐火等级虽为三级 但其建筑体 积不超过 3000m 时 均可不设置室内消防给水 如消防用水接于锅炉房进水管时 应考虑生产 生活等用水达到最大流量时仍满足消防用水 4 煤场附近应有洒水和煤堆自燃时熄火用的给水点 灰渣场应设置浇灰水 管 5 锅炉房主机及辅机的冷却水 宜重复利用于炉渣熄火和水力冲灰渣的补 充水 当锅炉房冷却水量大于或等于 8m h 应采用经济的冷却循环系统 6 锅炉房的高温排水 应将水温降至 40 以下才可排入室外下水道 一般 可先排至污水降温池 经降温后排放 7 湿法除尘的废水 水利除灰渣的废水 水处理间等处排除的酸碱废水以 及燃油系统中贮存装置排放的废水 应积极采取有效的处理措施 使之符合现行 的 工业三废排放试行标准 然后方可排入下水道 8 煤场和灰渣场应根据场地条件 采取防止积水的措施 黑龙江工程学院本科生课程设计 40 7 2 2 提供给给排水专业的协作资料 同样锅炉房工艺设计人员也应向给水排水专业提交协作资料 它们包括 1 锅炉房平 剖面图 并附设备表 2 锅炉房小时最大耗水量 小时平均耗水量和昼夜耗水量 包括消防用水 3 锅炉房最大排水量 4 锅炉房进水管入口和排水管出口位置 管径及标高 5 上水水质及进水口水压等 7 3 对电气及自控仪表专业的要求 7 3 1 技术要求 电力是锅炉的动力之源 锅炉房一旦停电 其直接后果就是中段供热 由此将 打乱正常的生产秩序 造成减产 废品以至重大事故 而自控仪表 通过测量锅 炉设备运行中的一些参数 可连续监视和控制生产过程 保证锅炉安全和经济地 运行 因此 电气及自控仪表专业在锅炉房设计中占有重要地位 必须与之密切 配合 对该专业的具体要求有 1 对突然中断供汽将引起大量废品 大幅度减产和损坏生产设备等事故 造成重大经济损失的锅炉房 应由两个回路的电源供电 对供电无特殊要求的锅 炉房 供电负荷级别一般按其容量大小来决定 2 锅炉房的配电方式 一般采用放射式为主的方式 有数台锅炉机组时 应尽可能结合工艺要求 按锅炉机组配电 以减少电气线路和设备由于故障或对 生产带来的影响 3 燃煤锅炉间属于多灰尘的环境 宜采用防尘保护型的电器设备 采用集中控制的锅炉房 送 引风机及水泵等设备须安装两套