锅炉房设计要点

1、设计概况本设计为一蒸汽锅炉房，为生产、生活以及厂房和住宅采暖生产饱和蒸汽。生产和生活为全年用气，采暖为季节型用气。生产用气设备要求提供的蒸汽压力最高为0.5mp,用气量为6.8t/h;凝结水受生产过程的污染，不能回收利用。采暖用气量为8.7t/h ,其中生产车间 为高压蒸汽采暖，住宅则采用低压蒸汽采暖；采暖系统的凝结水回收率达 65%生活用汽主要供应民用用热需要，用气量为1.2t/h 。设计原始资料1、 热负荷资料项目用汽量(t/h)用汽参数凝结水回收率同时使用系数最大平均压力/mpa温度采暖用汽8.7-0.25饱和651.0生产用汽6.83.20.5饱和230.80生活用汽1.20.20.2

2、饱和00.42、 煤质资料：元素分析成分：mar (vw) =10.5% , aar(a y)=43.1%, car(c y)=38.46%, har(hy)=2.16%, sar(s y)=0.61%, oar(o y)=4.65%, nar(n y)=0.52% .煤的干燥无灰基挥发分：vdaf(v,)=21.91%,接受基低位发热量qnet,v,ar(q yw=15530kj/kg3、水源资料：以自来水为水源，供水水温12c,供水压力0.6mpa1)总硬度：3.1mmol/l2)永久硬度：1.0 mmol /l3)暂时硬：2.1 mmol /l4)总碱度：1.9 mmol /l5) ph

3、值：6.66)溶解氧：7.5 9.4 mg/l7）悬浮物：0 mg/l8）溶解固形物：414 mg/l4、 气象资料：1）年主导风向：冬夏正西风；2）平均风速：3.5m/s3）大气压：98 980 pa4）海拔高度：245 m5）最高地下水位：-4.3 m6） 土壤冻结深度：无土壤冻结情况7）冬季采暖室外计算温度：-4 c8）冬季通风室外计算温度：-1 c9）采暖期平均室外计算温度：0.8 c5、 其他资料1）生产为三班制，全年工作 290天2）采暖用汽天数96天3）通风用汽天数88天4）凝结水回收为自流方式二、热负荷计算及锅炉选择1、热负荷计算：（1）采暖季最大计算热负荷d1max =k0（

4、k1d1 +k2d2 + k3d3 +k4d4）t/h+d5式中：k。考虑热网热损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数，取1.05 ;k1 采暖用汽的同时使用系数，取 1.0;k2 生产用汽的同时使用系数，取.0.8 ;k3 生活用汽的同时使用系数，取 0.4 ;k4为通风热负荷，此处未作考虑。d1max=1.05 (8.7 x 1+6.8 x0.8+1.2 x 0.4 ) +0.67 = 16.02 t/h (2)非采暖季最大计算热负荷d max =ko (k1m d1+k4 m d4 ) +0.67=1.05 乂 (6.8x0.8+1.2x0.4)+0.67=6.22 t/h2.锅炉

5、型号与台数的确定根据最大计算热负荷16.02t/h及生产、采暖和生活用均不大于 0.6mpa,本 设计选用szl8- 1.25aii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52%fc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。为节约能量提高锅炉热效率的使用，同时选用 3 台szl8- 1.25aii型锅炉省煤器。四、给水及水处理设备的选择1、给水设备的选择(1)锅炉房给水量的计算g=kdmax (l+ppw) t/h 式中：k 给水管网漏损系数，取1.03;d max 锅炉房蒸发量，t/h;p pw 锅炉排污率，%本计算根据水质计算，取

6、7% 对于采暖季，给水量为g 产kdamx (l+ppw) = 1.03 父 16.02 x (1+0.07) = 17.66 t/h对于非采暖季为d2 =kd2 max (l+ p pw) = 1.03 m 6.22 x (1+0.07) = 6.86t/h(2)给水泵的选择给水泵台数的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求。本锅炉房拟选 用4台电动给水泵，其中 1台备用。采暖季 3台启用，其流量应大于1.1x17.66 = 19.43 t/h ,现选用:品牌冀工型号dg12-25x7扬程175 (rr)12转速2950功率15 (w)汽蚀余量2效率54%进水管dg4q出水管dg4q给水箱体

7、积的确定本锅炉房容量虽小，按“低压锅炉水质标准”规定给水应经除养处理。考 虑到作为课程设计，为简化系统，本锅炉房按不设给水除养装置布置， 将凝 结水箱和软水水箱合一，作为锅炉的给水箱。为保证锅炉的安全可靠和检修 条件，给水箱设中间隔板，以便水箱检修时相互切换使用。给水箱体积，按储存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计，外行尺寸4000m2500m 2000mm,合计 20m3。2 .水处理系统设计及设备选择根据原水水质指标，本设计拟采用钠离子交换法软化给水。由于原水总硬 度为3.1 me/l ,属中硬度水，所以决定选用逆流再生钠离子交换器两台，以 732#树脂为交换剂。为提高软化效果和降低盐耗，两

8、台交换器串联使用：当第 一台交换器的软化水出现硬度时，随即把第二台申入使用；直至第一台交换器 出水硬度达1 1.5 me/l时，停运第一台，准备再生，由第二台单独运行软化, 如此循环使用。(1)锅炉排污量的计算锅炉排污量通常通过排污率来计算。 排污率的大小，可由碱度或含盐量的 平衡关系式求出，取两者的最大值。按给水的碱度计算排污率：pa =(1-：)ags式中:给水的碱度，由水质资料可知为1.9 mmol/l锅水允许碱度，根据水质标准，对燃用固体燃料的水火管锅炉为22 mmol /l：凝结水回收率，本设计可由下式决定:二二(0.65di+0.23d2)/dma=23.33%pa= (1-0.2

9、3 ) x 1.9/16.02 =9.13%按给水中含盐量(溶解固形物)计算排污率:p (1一二0%ipj /osg -sgs其中：给水含盐量sgs ,已知414 mg/l ,锅炉允许含盐量，sg为4000 m/l ,所以：r= (1-0.23 ) x414/ (4000-414) =8.89%故此，锅炉排污率取9.13%。(2)确定水处理设备生产能力g = 1.03x ( ggl + gzh + ggy) t/hg锅炉水补给量gh一水处理设备自耗软水量gy一工艺生产需要软水量g=1.03x ( 10.77+3.87+3.2 ) =18.38 t/h(3)除氧设备选择计算水质标准规定，额定蒸发

10、量大于 2 t/h的蒸汽锅炉的给水需进行除氧。dq=g(i 2-i 1)/ (iq-i 2)4 +cy=18.38 x (251.56-167.5 )/ (2682.74-251.56 )义 0.98+60=0.67 t/hg-除氧水量一进水除氧器水始，此为40c是的始值i 2一出水除氧器水始，0.02mp的始值i q进除氧器蒸汽的燃，104c的始值“一除氧器效率，取0.98d余气量，取3 kg /t除氧器的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求现选用：大气热力式除氧器型号 so402工作压力 0.02 (mp3设备重量 2000-20000 (kg)进水温度 40 ()消耗功率 100 (w

11、)(4)软化水量的计算锅炉房采暖季的最大给水量与凝结水回收量之差, 的软化水水量：g产kdmax (1+ppw) - ： 1p1 -： 2p2产水量 10-150 (t/h)工作温度 104 (c)额定出力 10-150 (t/h)接口尺寸 80 (cm)控制方式手动即为本锅炉房所需补充=1.03 黑16.02父(1+0.09) - (0.65 m 8.7+0.23 m 6.8) =10.77 t/h(5)钠离子交换器的选择计算钠离子交换器的选择计算表(表 1)在舁 厅p名称符号单位计算公式或数据来源数值1软化水量grst/h先前计算10.772软化速度 vrsm/h根据原水hg =3.1me

12、/l g203所需交换器截面积f2 mgrs/ vrs =10.77/20=0.5394实际交换器截面积f2 m选用* 800交换器两台，交换运行0.645交换剂层局hm交换器产品规格2.26运行时实际软化速度vm/hgrs/f=10.77/0.6416.837交换剂体积v3 mhf=2.2 x0.641.48交换剂工作能力eoge/m3732#树月旨 1100150012009交换剂工作容量egev1 e0 =1.4 父 1200168010运行延续工作时问the=1680/10.77 x (3.1-0.04 )grs(h。-h)5111小反洗时间%min取用512小反洗水流速度v1m/h取

13、用813小反洗耗水量v13 mfv1 t1 =0.64x8x5/600.4314静置时间72min交换器回落，压脂平整，取用415再生剂（食盐）纯度邛%工业用盐，取用9516再生剂单耗qg/ge逆流再生9017再生一次所需再生剂量gykgeq/1000 5=1680父 90/1000 x 0.95159.218再生液浓度g%取用719再生一次稀盐液体积vzs3 mgy/1000 cy=159.2/1000 父0.072.2720再生一次耗水量v33 m近似等于vzs2.2721再生速度v3m/h低速逆流再生，取用222再生时间飞min60v3/f v3 =60父 2.27/0.64 父 210

14、6.423逆流冲洗时间qmin低速将再生液全部顶出交换器7524逆流冲洗耗水量v43 mv3f%/60=20.64 父 75/601.6025小正洗时间5min取用826小正洗速度v5m/h取用1227小正洗耗水量v53 mf扁 v5/60=0.64 父8m 12/601.0328正洗时间76min取用529正洗速度v6m/h取用1830正洗耗水量v63 mfv6 t6/60=0.64 父5m 18/600.9631再生过程所需总时间min和 +t2 + t3 + t4 +t5 +t6 =5+4+106.4+75+8+5203.432再生需用自来水耗量vsl3 mv1 +v5 +v6 =0.4

15、3+1.03+0.962.4233再生需用软水耗量vrs3 mv3+v4 =2.27+1.603.8734再生一次总耗水量vz3 mvsl +vrs =2.42+3.876.29逆流再生离子交换器逆流再生离子交换器在连续运行 810周期后，一 般宜进行一次大反洗，以除去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。大反洗流 速取10m/h。时间约15min 。大反洗后的第一次再生，其再生剂耗量比正常运行时约增大一倍。大反洗前，应先进行小反洗，以保护中间排管装置。（6）再生液（盐液）的配置和储存设备为减轻搬运食盐等的劳动强度，本设计采用浓盐液池保存食盐的方法， 即将 运来食盐直接倒入浓盐液池。再生时，把浓

16、盐液提升到稀盐液池，用软水稀释至 要求的程度，再由盐液泵输送至离子交换器再生。1）浓盐液池体积的计算本锅炉房钠离子交换器运行周期为 51+2.83=53.83,每再生一次需耗盐159.2kg,如按储存10天的食盐用量计算，则浓溶液（浓度 26%池的体积为10 24 159.2 =2.72m354 0.26 10002）稀盐液池体积的计算再生一次需稀盐液（浓度5%）的体积为2.27m3,若按有效容积系数0.8计算，稀盐液池体积为1.8m3。本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为 2000m2500m 1000 盐池。浓，稀盐池各一半。3)盐液泵的选择盐液泵的作用：其一是把浓盐液提升到稀盐液池；其二是输送

17、稀盐液至离子 交换器，过量的部分稀盐液池进行扰动，使之浓度均匀。盐液泵运行时间短，不需设制备用泵。为防盐液腐蚀，选用102型塑料泵一台：流量6t/h ,扬程196pa,电极功率1.7kw 转速2900r/min。该泵进口管径dg40, dg4q4)原水加压泵的选择有时自来水水压偏低，为了确保再生时所需的反洗水压和软化过程所需克服交换器阻力的水压，特设置原水加压泵1台：型号11gc-5,流量6m3/h,2扬程 1128pa,电机 y132s2 -2,功率 7.5kw 转速 2950r/min。该泵进口管径dg40,出口管径dg40o五、汽水系统主要管道管径的确定1锅炉房最大的用水量及自来水总管管

18、径的计算2自来水总管的流量，即为锅炉最大用水量，包括以下几项：(1)运行交换器的软水流量 grs,计10.77/h ;(2)备用交换器再生过程中的最大瞬量流量，以正洗流量计，fv6=0.64 18=11.52t/h(3)引风机及给水泵的冷却水流量，按风机轴承箱进水管径dg15,水速2m/s计算，冷却水流量约1.3t/h ;(4)煤厂，渣厂用水量，估计约 0.5t/h ;(5)化验及其他用水量，大约 0.7t/h ;(6)生活用水量，粗略取计1t/h。如此锅炉房最大小时用水量大约为 (10.77+11.52+1.3+0.5+0.7+1)=24.89 t 。若取管内水速为 1.5m/s,则自来水总

19、管管径可由下式计算:d 0=2go3600，224.89:3600 二 1.5二 0.077m本设计选用自来水总管管径d0 =89父4mm与离子交换器相接的各管管径的确定交换器上个连接管管径与其本体的对应管径一致，即除进盐液管管径为 dg40外，各管管径均为dg50。给水管管径的确定(1)给水箱出水总管管径出水总管的流量，按采暖季给水量g (17.66t/h )考虑，若取管内水速为2m/s,则所需总管内径为56mm本设计适当留有余量，选用管径73 3.5mmd1=2, g0=0.056m3600 (2)给水母管管径的确定本设计采用单母管给水系统。给水母管管径确定与给水箱出水总管相 同，即473

20、m3.5mm。进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同， 直径为444.5m3.5mm,且在每一支管上装设调节阀。蒸汽姆管管径(1)蒸汽母管管径为了便于操作以及确保检修时的安全， 每台锅炉的蒸汽母管直接接入分气缸，其直径为, 133 4mm每台锅炉的出口和分汽缸入口分别装有闸阀和截止阀。(2)产用蒸汽管管径生产用汽管的蒸汽流量g1=k0d2=1.05 3.2=3.36t/h生产用汽压力为0.5mpa, v；l=0.38m3/kg,蒸汽流速取35m/s,则d1 =2gzivzi 103 3600 .=0.114 m选取生产用汽管管径为,133 4mm(3)采暖用蒸汽管管径采暖用汽管流量为1.

21、05 8.7=9.14t/h,蒸汽压力为0.25mpa, v； =0.705 m7kg仍按流速35m/s计算，d=26.82 0.88592 1000 , =0.255m3600二 35决定选取管径*273x8.mm0(4)生活用蒸汽管管径蒸汽流量为1.05x0.2=0.21/h,蒸汽压力取用0.2mpa, v力=0.88m3/kg0.448 0.3816 1000 ,则 d=2=0.043m3600二 35经计算决定选用管径为157m3mm无缝钢管。六.分汽缸的选用1 .分汽缸的直径的确定已经知道采暖期最大计算热负荷 g1max=16.02t/h,蒸汽压力p=0.5mpa比容v=0.377

22、m3/kg,若蒸汽在分汽缸中流速 w取15m/s,则分汽缸所需直 径为g1max 103d =21=0.377m,3600二w本设计采用 450 9mme缝钢管作为分汽缸的筒体2 .分汽缸筒体长度的确定分汽缸筒体长度取决于接管管径，数目和结构强度，同时还顾及接管上 的阀门的启闭操作的便利。本设计的分汽缸筒体上，除接有三根来自锅炉的进汽管( 133 x4mm和供生产(4133x4mm、采暖(1273m 8mm及生活用汽(d 57x3mm的输出管外，备用管接头 3 108父4mmi、压力表接管(1 25父3mm以及疏水气管等。分汽缸筒体结构和管径布置如图所示，筒体由 *450x 9无 缝钢管制作，

23、长度为2890mm七、送、引风系统的设备选择计算为了避免互相干扰，锅炉的通风除尘系统按单台机组独立设置。以下均按 单台锅炉的额定负荷为基础进行计算。1. 锅炉燃料消耗量的计算根据生产用汽参数，本锅炉房降压到0.55mpa运行。在此工作压力下，查得 tb=154.750c , i =2748.48kj/kg, r=2090.41kj/kg 。又知固体不完全燃烧热损失q4=10%锅炉效率 =80.6%以及蒸7湿度 w=1.94%给水温度400c ,如此，燃料消耗量d(i -wr-igs) dpw(ipw -igs) qdw二 6000(2748.48 -0.0194 2090.4 -167) 0.

24、1 6000(659 -167)0.806 21000=898kg/h而计算燃料消耗量为bj=b(1-落)=898 (1-0.1 ) =826kg/h2. 理论空气量和烟气量ccysyhy oy、vo =1/0.21 (1.866+0.7 +5.55一-0.7一)=3.50m：/kg100100100100vo=0.01866(cy 0.375sy) 0.797k0 0.008ny 0.111h y 0.0124wy 0.01617k03=3.9 mn / kg3、送风机的选择计算已知炉膛入口的空气过量系数1=1.5,在计算及修正裕度后，每台送风机的风量为vsf= m1b1vktz3 .101

25、325273=1.05 x 1.5 x 898 x 3.50 x 303/273+101325/98980=4022 m3 /h其中，p1为送风机流量父储备系数，取1.05因缺空气阻力计算资料，如按煤层及炉排阻力为750p3风道阻力为100pa估算，则送风机所需风压为tlk 273 10132530 273 101325h l1.1 850= 989.8payf 2 t sf 273 b20 273 98980其中，p 2为送风机压头储备系数，取1.1 ; %f为送风机设计条件下的空气温度，有风机样本查值为200c。所以，选用送风机型号4-72no4.5a风量m3/h9194风压pa2036电

26、机功率kw7.54、引风机的选择计算计算除尘器的漏风系数&a= 0.05后，引风机入口处的过量系数a py =1.65py和排烟系数g四二200仁，取流量储备系数= =1.1 ,则引风机所需流量为 pylvyf =、bjvyo1.0161（： py -1）v”py 273 101325273=12141m3/h需由引风机克服的阻力，包括:(1)锅炉本体的阻力按锅炉制造厂提供资料，取h1 ： 612pa(2)省煤器的阻力根据结构设计，省煤器管布置为横 4纵10,所以其阻力系数为=0.5 z 2=0.5 10=5而流经省煤器的烟速为8.56m/s ,烟温为2900c ,有教材线算图8-3查的2 、

27、 二23.0pa,再进行重复修正，则省煤器的阻力为2 0.2:-y y=119pa. h(3)除尘器阻力本锅炉房采用xs-4b型双旋风除尘器，当烟气量为12000m3/h,阻力损失 686pa。(4)烟囱抽力的烟道阻力由于本系统为机械通风，烟囱的抽力和阻力均忽略不计；烟道阻力约计为 151pa因此，锅炉引风系统的总阻力为“ ：h =：几十.汕2+ h3+ h4 =612+119+686+151=1568pa引风机所需压力h yf = ： 21-h= 1948.03 pa4273101325200273101325=1.2 1568 tyf273 b20027397870其中风压储备系数?2取1

28、.2,引风机设计条件下介质温度tyf =2000c所以，本设计选用引风机型号yt6-1风量m3/h22000风压pa3626电机功率kw37链条锅炉排出的烟气含尘浓度大约在2000mg/mn3以上，以减少大气污染,本锅炉房选用xs-4b双旋风除尘器，起主要技术数据如下：烟气流量12000m3/h ,进口截面尺寸1200m300mms速9.3m/s ;出口截面尺寸4606mm烟速11.8m/s；烟气净化效率90%92%阻力损失588686pa除尘后，烟气的含尘浓度为 co ： 2000(1 -0.9)=200mg/mn6.烟囱设计计算本锅炉房三台锅炉用一个烟囱，拟用红砖砌筑，根据锅炉房容量，由锅

29、炉蒸 汽量在1428之间选用烟囱高度为45m烟囱设计主要是确定其上、下口直径烟囱上、下口直径的计算根据教材表8-7选取烟囱出口处的烟速为13m/s,则烟囱出口直径d2nbjvy(194.8 + 273)3 3600 x273x0.785xw3 x733 x3.9 x467.8v 3600x273x0.785x13=0.63m外径 d1=1.43m本锅炉房烟囱的出口直径为0.65m。1)烟囱底部直径若取烟囱锥度i=0.02 ,则烟囱底部直径为dl =d2 +2ih yz =0.63+2 乂 0.02 乂 45=2.43m八、燃料供应及灰渣清除系统本锅炉房运煤系统按三班制设计。按课本运煤设备章节选

30、择因耗煤量 1t/h , 采用半机械化方式，即用电动的产吊煤罐上煤，吊煤罐的有效容积为0.6t。灰渣连续排出，用人工手推车定期送至渣场。1、 燃料供应系统(1)锅炉房最大小时耗煤量计算按采暖季热负荷计算:maxd1max(i -wr -igs)d1maxppw(ipw -igs)qdw16.02 x(2768.48 -0.0194 m 2090.4 -167) +16.02 0.1x(659-167)0.806 21000=2.47 t/h(2)运煤系统最大运输能力的确定按三班工作制作业设计，最大运煤量为b =8bmax/ r t/h式中：k考虑锅炉房将来发展的系数，取 1;m 运输不平衡系统

31、,一般采取1.2 ;t运煤系统每班的工作时数，取 6。=8 2.47 1 1.2/6=3.95 t/h按吊煤罐有效溶剂估算，每小时吊煤 7罐。2、 灰渣清除系统(1)锅炉放最大小时除灰渣量max max aq,qdw 、hz - j 100 100 32886=2 47 x (色+ 0.1 父 21000 ) 100100 32866= 1.07 t/h(2)除法方式的选择锅炉灰渣连续排出，但考虑吧到需要排除的总灰渣量不大，故选 用人工手推车定期送至渣场的方式。3、煤场和灰渣场面积的确定(1)煤场面积的估算本锅炉房燃煤由汽车运输；煤场堆、运采用铲车。据?工业锅炉房设计规范？要求,煤场面积fmc

32、现按贮存10昼夜的锅炉房最大耗煤量估算，即max -tbf mnf =h 口 .：式中t锅炉每昼夜运行时间,24h;m煤的储备天数10;n考虑煤堆通道占用面积的系数，取 1.5;h煤堆的高度，4m,取3nl:m 煤的堆积密度，约为0.8t/ m31-堆角系数，取用0.8=463.1l 24 2.47 10 1.5 f =3 0.8 0.8本锅炉房煤场面积确定为500m2。为了减少对环境污染，煤场布置在最小频率风向的上风侧一一锅炉房西北侧；也便于运煤作业（2）渣场面积的估算灰渣场面积fhc采用与煤场面积相似的计算公式，根据工厂运输条件和中和利用情况，确定按出储存5昼夜的锅炉房最大灰渣量计算:fhctghzaxmn 24 1.07 6 1.5h ：h ：1 0.75 0.85=362.5 m2本锅炉房灰渣场面积确定为20 20m,设置在靠近烟囱的西北角九、锅炉房布置本锅炉房是一独立新建的单层建筑，朝南偏东，有锅炉房和辅助间及值班室 三大部分组成（图2）。锅炉间跨距为18ml柱距6m,屋架下弦标高7.5.辅助问在东侧，平屋顶， 层高4.5m。本锅炉房布置有三台szl6- 1.25aii型锅炉，省煤器独立对应装设于后端。 炉前留有3.65m距离，是锅炉房运行的主