锅炉房设计说明书.doc

锅炉房和锅炉房工艺课程设计题目：锅炉房设计班级：姓名：学号：指导教师：二零一六年七月摘 要本设计为兰州市某工业园区锅炉房工艺设计。在文中系统详细地解释了该锅炉房设计的原理和设计所依数据，并给出了合理的设备选型依据和主要设备的型号。根据建筑设计节能要求，计算出最大热负荷为39.2t/h。本设计选用台SHF20-2.45/400-H型锅炉。单台锅炉额定容量为20t，工作压力为2.45MPa。本锅炉房原水硬度和含氧量不符合锅炉给水要求，需要进行软化和除氧处理。根据补给水的流量，本设计选用一台1200的固定床逆流再生钠离子交换器，选用S0405-0-0热力除氧器各一台。最后通过计算确定管段的尺寸及水泵和风机型号。关键词：燃煤蒸汽锅炉；水处理引 言锅炉对人民的生活生产扮演着极其重要的角色，无论是居民的冬季供暖，家庭及旅馆，体育馆，健身中心等建筑物内的生活热水，还是工厂内为生产提供动力及热量，都需要锅炉来提供热量。随着社会的飞速发展，锅炉设备以广泛应用于现代工业的各个部门，成为发展国民经济的重要供热设备之一。随着城市建设和保护环境的需要，尽管燃油，燃气的锅炉日益增多，但由于我国以煤为主的能源结构，锅炉燃料还是以煤为主，燃煤锅炉约占80%。它们的热效率普遍较低，而且排放的大量烟尘和有害气体，严重污染了环境，需要节能减排的潜力巨大。因此，我们当前面临的是节能和环保两大课题。能源是国家经济的命脉，国民经济的基础，与经济和环境的可持续发展有着息息相关的联系。节约能源，降低污染对国民的身心健康负责，是当下政府所必需做的。加强新燃烧技术和新炉型的开发投入我国在洁净煤燃烧的研究和开发上已经取得了一些成果。根据目前我国燃料的使用程度，煤的使用仍然占大部分，燃油燃气锅炉虽然发展很快，但由于其建设的经济条件、设计经验相对来说比较不成熟，再者其所用燃料的输送问题很难解决及成本价格太高，故燃煤锅炉仍是将来的主流趋势。燃煤锅炉房初投资小，经济实用性强，做燃煤锅炉房的设计具有现实意义。一锅炉房及锅炉房工艺课程设计原始数据（资料）（一）呼和浩特盛乐园区已知面积规划面积：2.48km2建筑密度： 0.3建筑面积：0.74km2供热面积： 0.950.74=0.7km2=0.7106m2（二）水质资料总硬度H： 3.65mmol/L非碳酸盐硬度HFT： 0mmol/L 碳酸盐硬度HT： 3.65mmol/L总碱度A： 4.29mmol/L溶解氧： 0.6mg/L溶解固形物： 610mg/L（三）热负荷部门采暖热负荷回收率:90%生产热负荷回收率:50%生活热负荷回收率:0二锅炉型号和台数的确定热负荷计算1.最大计算热负荷（计算确定法）Q=K0（K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4）+K5Q5式中，K0 管网热损失及漏损系数，取1.1Q1、Q2、Q3、Q4 采暖、通风、生产、生活的最大热负荷，t/h(无通风，Q2为零)K1、K3、K4 采暖、生产、生活的同时使用系数，分别为1、0.8、0.5K5 自用汽热负荷同时使用系数，取为1Q1=0.710616/0.72=15.56t/h其中节能建筑耗热量指标取 16w/m2Q3=Q1=15.56t/hQ4=8t/h Q5=4t/hQ=1.1(115.56+0.815.56+0.58)+14=39.2t/h2.平均热负荷（1） 采暖平均热负荷QPY1=1Q1=0.615.56=9.34t/h1 采暖系数，取0.6（2） 生产平均热负荷QPY3= QPY1=9.34t/h (3)生活平均热负荷 QPY4=1/gQ4=1/9.88=0.82t/h (5)锅炉房平均热负荷 QPY=K0（QPY1+ QPY3+ QPY4）=1.1（9.34+9.34+0.82）=21.45t/h3.年热负荷（1） 采暖年热负荷D1=24n/ QPY1=(24183)/(9.34)=470.24t/yn 采暖天数，183天 （2） 生产年热负荷D3=8nSQPY3=830639.34=68592.96t/yS 每昼夜工作班次数，3 n3 年生产天数，一般为306天/年（3） 生活年热负荷D4=8n4SQPY4=830630.82=6022.08t/y (4)锅炉房年热负荷 D0=K0(D1+D3+D4)=82593.81t/y（一） 锅炉型号和台数确定 燃料选择依据工业锅炉房设计规范第11条锅炉燃煤的选择，应根据国家的能源政策，按供需的可能，采用就近煤种，并应尽量采用低质煤种。故本设计采用鄂尔多斯的褐煤。依据工业锅炉房设计规范第8条规定锅炉的选择，应综合考虑下列要求：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，并应使锅炉的出力、台数和其它性能均能有效地适应热负荷变化的需要；应有较低的基建和运行管理费用；宜选用燃烧设备相同的锅炉。 （1）锅炉型号的确定在热负荷和燃料确定后，即可综合考虑下列因素，进行锅炉类型的选择。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。同一锅炉房最好采用容量和型号相同的锅炉。故选用SHF20-2.45/400-H。（2） 锅炉台数确定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。锅炉房的锅炉总台数，新建时一般不超过五台；扩建和改建时台数一般不超过七台。综上根据锅炉房最大计算热负荷为39.2t/h，燃料为褐煤，同时考虑该厂热负荷是以生产负荷为主，生产用汽昼夜变化较大的特点，本设计确定选用SHF20-2.45/400-H型锅炉四台。锅炉房非采暖季与采暖季时2台运行。因此，锅炉房容量定为40t/h。二、水处理设备的选择及计算1.软化系统选择SHF20-2.45/400-H型锅炉对给水和锅水的水质的要求：给水总硬度 0.03 mmol/L给水含氧量 0.05 mg/L给水pH值（25） 7锅水总碱度 12 mmol/L锅水含盐量 3500 mg/L本锅炉房原水为城市自来水，硬度不符合锅炉给水要求，需进行软化处理。阳离子交换软化法处理效果稳定，设备及运行管理很简单。低流速逆流再生钠离子交换系统具有出水水质好，再生液的耗量低，且再生效果亦比顺流再生好的优点，所以本设计水处理确定选用“固定床低流速逆流再生”钠离子交换系统。树脂作为交换剂，还原剂采用食盐。选用两台钠离子交换器，轮换运行使用。2.锅炉房总软化水量的计算(1)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确定(本设计不考虑工艺生产需要的软水量)。总的软化水量（由后面计算得出）： Gzr=19.316 t/h根据呼市原水硬度 3.65mge/L，查表可知软水设备型号为NSD3-16/30。直径D=30in=76.2cm ，截面积F=（D2）2 = 0.456m2锅炉补给水量： Gglb =1+Ppw100Q-Gn t/h 其中=0.5% , Ppw=6.94% Gglb =1+0.5%+0.069410040-4090%=4.03 t/h水处理自耗软水量一般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: Gzh=F=50.4561=2.28 t/h热水管网补给水量:Grwb =Q190%4%=15.560.90.04=0.56 t/h水处理设备生产能力：G=1.2( Gglb+Gzh+Grwb) G=1.2(4.03+2.28+0.56)=10.644 t/h采用锅外化学处理，补给水、给水、锅水中碱度与溶解固形物的冲淡或浓缩是同比例的。由查表可知，不同锅炉工作压力下Na2CO3的分解率不同，故本设计中分解率=80%，锅炉补给水碱度Aglb为4.29mmol/L，锅炉补给水溶解固形物Sglb为610mg/L。锅水相对碱度= AglbSglb = 80%4.29610 =5.6310-315%)，故：理论空气量 ，即m3/kg实际空气量 ，即 理论烟气量 ，即实际烟气量 即 4.送、引风机的选择计算依据【锅炉房设计规范GB50041-2008】第8.0.2条规定：锅炉风机的配置和选择，应符号下列要求：应选用高效、节能和低噪声风机；风机的计算风量和风压，应更加锅炉额定蒸发量或额定热功率、燃料品种、燃烧方式和通风系统的阻力计算确定，并按当地气压及空气、烟气的温度和面度对风机特性进行修正；炉排锅炉和循环硫化床锅炉的风机，宜按1台炉配置1台鼓风机和1台引风机，其风量的富裕量，不宜小于计算风量的10%，风压的富裕量不宜小于计算风压的20%。煤粉锅炉风量和风压的富裕量应符号现行国家标准小型火力发电厂设计规范GB50049的规定满足风机在正常运行条件下处于较高的效率范围。5.送风机的选择计算（1）送风机所需风压的确定： Hsf=2 为送风机流量储备系数,取1.1，b为大气压力。因缺空气阻力计算资料,如按煤层及炉排阻力为1600Pa、风道阻力为300Pa估算,则送风机所需风压为Hsf=2=1.2（2000+500）=3511Pa其中, 2为送风机压头储备系数,取1.2, tsf为送风机设计条件下的空气温度,由风机样本查知为20。所以,选用G4-73-11X5型送风机,规格：风量63998 m3/h,风压3660Pa；电机型号Y280M-4,功率90KW。（2）引风机的所需的风压计算1锅炉本体的阻力按锅炉制造厂提供资料,取h1=1500Pa2省煤器的阻力=200Pa3除尘器的阻力=1000Pa4烟囱抽力和烟道阻力350Pa由于本系统为机械通风,烟囱的抽力和阻力均略而不计,烟道阻力=100Pa因此,锅炉引风系统的总阻力约为：=3050Pa引风机所需风压=3633Pa其中风压储备系数2取1.2,引风机设计条件下介质温度tyf=200。所以，本设计选用Y547-12.4D型引风机，其流量55680m3/h，风压3678Pa；功率7.72kw。6.烟气除尘设备的选择链条锅炉排出的烟气含尘浓度大约在2000mg/m3N以上，为减少大气污染，本锅炉房选用麻石水膜除尘器（见锅炉房实用设计手册P195），其主要技术数据如下：处理烟气量96250m3/h，进口截面尺寸16501200mm。烟速10-12m/s；出口截面尺寸1620mm，烟速8-12m/s；烟气净化效率9092%；阻力损失600800Pa。除尘后，烟气的含尘浓度为C02000（10.90）=200mg/m7.烟囱设计计算依据【锅炉房设计规范GB50041-2008】第8.0.4条规定：锅炉风道、烟道系统的设计，应符合下列要求：应使风道、烟道短捷、平直且气密性好，附件少和阻力小；单台锅炉配置两侧风道或2条烟道时，宜对称布置，且使每侧风道或每条烟道的阻力均衡；当多台锅炉共用1座烟囱时，每台锅炉宜采用单独烟道接入烟囱，每个烟道应安装密封可靠的烟道门；当多台锅炉合用1条总烟道时，应保证每台锅炉排烟时互不影响，并宜使每台锅炉的通风均衡。每台锅炉支烟道出口应安装密封可靠的烟道门；宜采用地上烟道，并应在其适当位置设置清扫人孔；对烟道和热风道的热膨胀应采取补偿措施。当采用补偿器进行热补偿时，宜选用非金属补偿器；应在适当位置设置必要的热工和环保等测点。依据【锅炉房设计规范GB50041-2008】第8.0.5条规定：在烟气容易积聚的地方，以及当多台锅炉共用1座烟囱或1条总烟道时，每台锅炉烟道出口处应装设防爆装置，其位置应有利于泄压。当爆炸气体有可能危及操作人员的安全时，防爆装置上应装设泄压导向管。依据【供热、锅炉房及其环保设计技术措施】第3.3.11条相关规定：水平烟道顺气流方向已有i=0.03的向上坡度；烟道在适当的位置应设置清扫孔，其尺寸不应小于400（宽）mm500（高）mm。烟道和热风道，每隔25m应设伸缩缝。金属烟道和热风道应作保温层。锅炉本体、省煤器、除尘器、引风机等有旁通烟道时，应在旁通烟道的流速较低的直管段上布置严密的闸板阀。当采用通过省煤器并接回到给水箱的循环管时，可不设旁通烟道。鼓风机的进口应做网格，网格的有效截面不应小于风机进口的截面积。多台锅炉合用总烟道、风道时，在与总烟道、风道连接的支烟、风道上，应装设能完全开启的闸板阀或调风蝶阀。室外烟道应避免在墙上产生凝结水，烟道外表面应作粉刷，并应考虑排雨水措施。为便于烟道清灰，烟道宽度不应小于0.6m，高度不宜小于1.5m。依据【锅炉房设计规范GB50041-2008】第8.0.6条规定：锅炉房烟囱高度应符合现行国家标准锅炉大气污染物排放标准GB13271和所在地的相关规定。锅炉房在机场附近时，烟囱高度应符合航空净空的要求。本锅炉房的三台锅炉合用一个烟囱，拟用红砖砌筑，根据锅炉房容量，由教材8-6锅炉房容量在20t/h时，选定烟囱高度为45m以上。烟囱设计主要是确定其上、下口径。（1）烟囱上、下口径的计算 出口处烟气温度 烟囱高度为50m，则烟囱的温降为其中修正系数A，可根据砖烟囱平均比厚0.5m，由教材表8-5查的为0.4。如此，烟囱出口处的烟温 (a烟囱出口直径: = =128385m3/h 若取烟囱出口处的烟速为12m/s，则烟囱出口直径 本锅炉房烟囱的出口直径取为3m。(b烟囱底部直径:若取烟囱锥度i=0.02；则烟囱底部直径为 五、运煤除灰方式的选择依据【工业锅炉房设计手册第二版】第八章运煤和除灰规定：运煤除灰系统是燃煤锅炉房的一个重要组成部分，关系到锅炉房的安全经济运行。运煤系统是煤从煤场到炉前煤斗的输送，其中包括煤的转运、破碎、筛选、磁选和计量等。煤经过燃烧后的残余物称为灰渣，一般把炉排下面的渣斗或煤粉炉的冷灰斗中的残余物称为渣，飞到锅炉后面去的残余物称为灰。除灰系统是指锅炉房内部的除灰，即从锅炉房的灰渣场到距离锅炉房较远的常年推放的灰渣场之间的输送，或运出作为综合利用的材料，在工业锅炉房中通常采用汽车或火车输送，一般有出总图专业来考虑。1燃料供应系统 （1）锅炉房最大小时耗煤量的计算按采暖季热负荷计算： =5.15t/h （2）运煤系统的最大运输能力的确定按三班制作业设计,最大运煤量为 t/h式中K考虑锅炉房将来发展的系数,取1； m运输不平衡系数,一般采用1.2；运煤系统每班的工作时数,取8。 B=85.1511.2/8=6.18 t/h本锅炉房运煤系统按三班设计。因耗煤量比较大，拟采用多斗提升机。由课本叙述知：多斗提升机是一种只能做垂直提升的运煤设备，在锅炉房区域占地较小且运煤层较高时，尤为实用。为了使多斗提升机能正常运行，煤块必须经过破碎，并能保持均匀运煤，此外，进煤不能过湿，以免造成卸煤困难。多斗提升机容易磨损，设备的维修工作量大，一般适用于额定耗煤量2