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文档简介
1、目 录 第 1 章 绪 论.3 1.1 设计概况.3 1.2 原始资料.3 第 2 章 锅炉型号及台数选择.5 2.1 热负荷计算.5 2.2 锅炉型号和台数的确定.7 第 3 章 锅炉汽水系统设计及设备的选择计算.8 3.1 水量及排污率的计算.8 3.2 水处理的任务.14 3.3 软化系统的选择及其计算.15 3.4 再生系统的选择及其计算.16 3.5 除氧方式及其设备选择计算.17 3.6 给水系统的确定及其设备选择计算.19 3.7 凝结水系统及其设备选择计算.21 3.8 蒸汽系统的确定其设备选择计算.23 3.9 排污系统的确定及其设备选择计算.24 3.10 汽水系统的主要管
2、径.26 第 4 章 通风系统的设计.37 4.1 通风系统的设计.37 4.2 风烟道的截面积计算.33 4.3 除尘器的选择.35 4.4 烟囱的计算.36 第 5 章 上煤除渣系统的设计.37 5.1 运煤系统的设计.37 5.2 除渣系统的设计.39 第 6 章 锅炉房总体设计和布置.40 6.1 工艺条件.40 6.2 锅炉房外形的确定.41 第 7 章 设计对其它专业的技术要求及协作资料.42 7.1 对土建专业的要求.42 7.2 对给排水专业的要求.43 7.3 对电气及自控仪表专业的要求.44 总 结.46 参考文献.47 第 1 章 绪 论 1.1 设计概况 1.1.1 设
3、计及城市说明 北京市属中温带大陆性季风气候。冬长严寒,夏秋凉爽。年均温 9.3。海拔 高度在 32 米左右。平均海拔 31.2 米。采暖室外计算温度-10,冬季空调计算温 度-12。冬季平均风速为 2.8m/s 最大冻土深度为 85cm。 1.1.2 设计规模 本设计是北京市某燃煤厂区蒸汽锅炉房设计 1.2 原始资料. 1.热负荷 热 题 目 最 大平 均 0.61.0饱和8.56.260 0.51.08565 0.40.79.27.1850 0.50.896.855 0.27.860 8.785 4.580 4.770 0.21.70.3230 2.20.2450 2.20.27530 2.
4、10.340 凝结水回 收率% 加压回水 采暖 生活 蒸 汽 压力 mpa 温度 耗汽量 t/h 生产 蒸汽参数 2.燃料 采用汽车运煤、煤种有变化的可能,混煤。 煤的成分如下表 cy % hy % oy % ny % sy % wy % ay % vr % q kj/kg 54.263.325.520.880.335.2130.4828.2216998 54.433.122.000.80.396.632.6640.6317823 47.133.2511.990.950.4114.5721.747.8718133 48.473.425.352.870.36.3433.2540.2918422
5、3.水质 总硬度 mmol/l 碳酸盐硬度 mmol/l 总碱度 mmoll ph 值 溶解固形物 mg/l 溶解氧 mg/l 3.31.42.27.54468.9 4.52.72.37.74677.8 4.41.52.157.14617.7 2.71.32.167.34526.5 悬浮物及含油量少,不予考虑,夏季平均水温 10,冬季平均水温 4 自来水供水压力 0.2mpa;室内采暖计算温度 16 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 【3】航天工业部第七研究院编.工业锅炉房常用设备手册s
6、 【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 【5】 暖通空调设计主编:张治江 吉林科学技术出版社 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、 max q 同时使用系数、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,
7、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 qt/h设计给定4.7 通风热负荷 2 qt/h设计给定0 生产热负荷 3 qt/h设计给定9 生活热负荷 4 qt/h设计给定2.1 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锅炉为季节性锅炉1.0 通风同时使用系数 2 k取 0.81.11.0 生产同时使用系数 3 k取 0.80.8 生活同时使用系数 4 k取 0.5-0.60.5 采暖期最大计算热负荷 max qt
8、/h 5443322110 max )(qqkqkqkqkkq 13.8565 非采暖期最大热负荷 max 1 qt/h 544330 max 1 )(qqkqkkq8.82 2.1.2 锅炉房采暖期平均热负荷 采暖通风平均热负荷根据采暖期室外平均温度计算: pj q1 = pj q1 1 q tt tt wn pjn 采暖或通风最大热负荷,t/h; 1 q 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16 采暖室外平均温度 pj t 查取,参
9、 2,附录四-12 采暖室外计算温度 w t查取,参 2,附录四-10 采暖平均热负荷 pj q1t/h 1 q tt tt wn pjn 5.06 锅炉房平均热负荷 pj qt/h pjpj qkq 10 15.41 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 4120 采暖全年热负荷 1 qt/h设计给定0 通风全年热负荷 2 qt/h设计给定0 生产全年热负荷 3 qt/h设计给定6.8 生活全年热负荷 4 qt/h设计给定0.3 年热负荷 0 qt/h 100 qkq 0 2.2 锅炉型号和台数的确定 根据最大
10、计算热负荷 13.85t/h 及非采暖期最大负荷 8.82t/h 及其生产,通风, 采暖,生活压力均不大于 0.8mp 选择下面型号锅炉,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 szl10-1.25-a锅炉两台,采暖季节联合运行,运载负荷 率在 70%左右。非采暖季节单台运行,运载负荷率在 80%左右。在全年运行中都 处于安全的运行范围。该锅炉房设备的检修可以非采暖季节进行,故而本锅炉房 不设置备用锅炉,将锅炉房的初投资减小,提高经济性。 修建锅炉房初期时,预留一个锅炉的吨位出来,以便厂房的负荷增加时,增 加锅炉房的设备的方便性。 2.2.1 燃烧设备选择 我国是以煤
11、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 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 210t/h 锅炉。 锅炉的参数:
12、名称 额定 蒸发 量 额定 工作 压力 饱和蒸 气温度 给水 温度 受热 面积 炉排 面积 设计热 效率 主机外形尺寸 (l*w*h) 锅炉总重 设 计 煤 种 单位t/hmpa m2m2%mmkg szl10-1.25-a 101.2519420233.611.8789380*4000*620080700 类 烟 煤 3 锅炉汽水系统设计及设备选择计算 3.1 各种水量、排污率的计算 3.1.1 水量及排污率 凝水:本设计涉及到采暖、生活、生产凝结水回水 = (t/h) hs g iihsi dk 大气式热力除氧凝结水量 (kg/h) y cyq cy cy d ii iig d )( )(
13、 2 12 式中:除氧水量,kj/kg ;g cy 进除氧器水焓,kj/kg ; 1 i 出除氧器水焓,kj/kg ; 2 i 进除氧器蒸汽焓,kj/kg ; q i 除氧器效率; cy 余汽量; y d i.采暖季: 按缄度计算排污率 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。总凝结回水量: 假设 d=2.9 t/h;排污率 p1=6, cy = hs g cyhi dg cyh dqk 111 =+2.9=11.98t/h hs g%401.2%559%707.40.1 式中:采暖回水率,=70% 1hs 1h 生产回水率,=55% 2hs 2h 生活回收率,=40% 3hs 3hs 错误!
14、未找到引用源。错误!未找到引用源。总给水量的计算 按碱度计算 dppg csgs )1 ( 式中:假定采暖季排污率 p1=6, 0.5 cs p t/h75.1485.13)005.0%61( gs g 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。总补给水量的计算 =14.75-11.98=2.77 t/h hsgsbs ggg 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。计算排污率 碱平衡: bsbg bsb aa a p 1 式中: 补给水率,= b b %100 gs bs g g a 锅炉允许碱度,6-26mmol/l,取 a =6 mmol/l; gg a补给水碱度,a=0.68 mmol/
15、l; bsbs 5.83% 68 . 0 95.31 49.15 6 68 . 0 95.31 49.15 1 p 混合水温:tx= cyhsbs hscyhsbsbs dgg tdgtg )( = 9 . 246.1649.15 95)9 . 246.16(1049.15 =49.7 式中: t -补给水温度,由水质资料为 10 x t-凝结回水温度 95 hs 计算 dcy )(002 . 0 )( )( 2 12 cygs cyq cygs cy dg ii iidg d =)9 . 295.31(002 . 0 98 . 0 )88.434 9 . 2724( ) 7 . 4919 .
16、 4 88.434)(9 . 295.31( =2.98 t/h 式中: -根据 =c t 求得 1 ii -本设计中除氧器工作压力 0.02mpa 根据1p-(872873) =434.88 kj/kg 2 i 2 i -本设计中连续排污扩容器工作压力 0.2 mpa,同理=2724.9 kj/kg q i q i 校核相对误差 =2.98%3% 1 1 1 p pp %6 %83 . 5 %6 =2.75%3% cy cycy d dd 9 . 2 98 . 2 9 . 2 所选采暖季排污率 p1=6, d=2.9 t/h 合理 cy ii.非采暖季 按缄度计算排污率 错误!未找到引用源。
17、错误!未找到引用源。总凝结回水量: 假设 d=4t/h;排污率 p1=1, cy =5.54 t/h hs g cyhi dg4%307 . 59 . 0 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。总给水量的计算 按碱度计算 dppg csgs )1 ( 式中:假定采暖季排污率 p1=1, 0.5 cs p t/h74.982.8)005.0%11( gs g 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。总补给水量的计 =9.74-5.54=4.2t/h hsgsbs ggg 错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。计算排污率 碱平衡: bsbg bsb aa a p 1 式中: 补给水率,= b
18、b %100 gs bs g g a 锅炉允许碱度,6-26mmol/l,取 a =6mol/l; gg a补给水碱度,a=0.68 mmol/l; bsbs 1.02% 68 . 0 45.30 91.24 6 68 . 0 45.30 91.24 1 p 混合水温:tx= cyhsbs hscyhsbsbs dgg tdgtg )( = 454 . 5 91.24 95)454 . 5 (1091.24 =15.9 其中:t -补给水温度,由水质资料为 10 x t-凝结回水温度 95 hs 计算 dcy )(002.0 )( )( 2 12 cygs cyq cygs cy dg ii
19、iidg d =)445.30(002 . 0 98 . 0 )88.434 9 . 2724( ) 9 . 1519 . 4 88.434)(445.30( =4.1 t/h 其中: -根据 =c t 求得 1 ii -本设计中除氧器工作压力 0.02mpa 根据1 p-(872873) =434.88 kj/kg 2 i 2 i -本设计中连续排污扩容器工作压力 0.2 mpa,同理=2724.9 kj/kg q i q i 校核相对误差 = =2%3% 1 1 1 p pp %1 %02. 1%1 = =2.5%3% cy cycy d dd 4 1 . 44 所选采暖季排污率 p1=1
20、 d=4 t/h 合理 cy 3.2 水处理任务的确定 根据水质资料,锅炉补给水总硬度 hz=2.7mmol/l,即使与凝结水混合后,其硬 度 0.17 mmol/l 也远大于蒸汽锅炉水质标准要求的 0.03mmol/l,因此补给水必须 软化处理。 根据采暖季排污率最大值 p=6%,对于小容量锅炉房,排污率在 10%左右,从 经济角度考虑,一般不宜采取除碱措施,因此,无论从经济角度或防止锅炉发生 苛性脆化的角度,本设计均不考虑补给水的除碱。 根据其含氧量为 6.5mg/l,远大于水质标准要求的 0.1ml/l,且锅炉额定蒸发 量为 15t /h 因此为了防止发生水中溶解氧对锅炉的腐蚀,本设计确
21、定采用补给水除 氧。 3.3 软化系统的确定及选择计算 低流速逆流再生钠离子交换系统具有出水水质好,再生液耗量低,效果好等优 点,故本设计水处理软化系统确定选用“低流速逆流再生”钠离子交换系统。磺化煤 交换剂交换容量小,化学稳定性差,机械强度差,宜碎,故选择 0.01强)732#(7 酸型合成树脂作为交换剂,盐液为还原剂。 软化设备生产能力的确定: g= (t/h) rs )(2 . 1 wyzybs ggg 式中:g 需要软化处理等水量,t/h; rs g锅炉补给水量, bs g=14.75t/h; bs g忽略 wy g水处理设备子用软水量,t/h。 zy g=f zy 式中: 逆流冲选速
22、度,无顶压低速逆流,取=1.8 m/h; f 钠离子交换器截面积,m2,预选1000 的交换器,其 f=0.785 m2; 水的密度,常温下 3 /1mt g=1.413 t/h zy 1785 . 0 8 . 1 g= 19.39t/h rs )413.175.14(2.1 钠离子交换器的选择: 根据处理水量,选择多灵环保公司生产的 dln-25 全自动离子交换器。处理水量 23-28 t/h。 交换罐的尺寸 b*h=1220*2108. 原水温度:550,原水压力:0.20.6mpa 出水硬度:0.03mmol/l 原水硬度:6mmol/l 功耗:1040w 电源:220v/50h 盐耗:
23、100 克/克当量 水耗:40)的要求c o 给水泵的型号和台数应能满足锅炉放全年负荷变化的要求及设备的要求。本设 计确定采用三台电动给水泵,分别为 2gc-3.5 型(其中一台为检修备用泵) ,流 2 1 量 20,扬程均为 3138.82kpa,电机功率 45kw 。电机型号:ym1601-2 转速:hm3 2950r/min 两台锅炉运行时两台 2gc-3.5 泵联合运行,一台锅炉运行时,只运行 2 1 一台 2gc-3.5 泵,另一台 2gc-3.5 泵为检修备用泵;另外再选一台蒸汽往复 2 1 2 1 泵作为停电备用泵,其流量按 20-40 分钟给水量计算,取 20 分钟采暖季给水量
24、时, 其流量为,混合水温小于 60 c 可选 qb-5 型蒸汽往复泵,ht/53.561.16 3 1 0 其流量 6-16.5 ,扬程 1750 kpa。hm3 给水箱:本锅炉房为常年不间断运行的锅炉房,给水箱设置 2 台,其中一台 为备用水箱。按 20 分钟给水量计算,单台给水箱的有效容积 m3.选一台 r08(5) 型隔板方形开式水箱,其中有效容 v= 53.561.16 60 20 v 12.3m3,水箱长 宽 高=5.6 2 v 3 mmmm8.18.19.1 3.7 凝结水系统的确定及设备的选择计算 3.7.1 系统的确定 本设计将凝结水箱和凝结水泵置于地下室以便自流回水。软水和凝
25、水全部汇 入凝水箱混合,以减少凝结回水的散热损失,并确保凝结水泵不发生气蚀,混合 后的水由凝结水泵送入给水箱。 为有利于散热,通风和采光,地下室采用全敞开结构,地下室地坪标高- 3.5m,地坪坡向集水坑,以便散漏水的收集,并便于排水泵将其排出。 3.7.2 设备选择计算: 凝结水泵: 流量:由于凝结水泵要满足的扬程不高,使用单级泵在负荷变化时所需电功 率变化不大,所以只按采暖季最大负荷是的锅炉补给水量及回水量计算,即: q=29.6 m /h)(1 . 1 hsbs gg)42.1149.15(1.1 3 扬程: h= p+h +h +h cy123 式中:p除氧器要求的进水压力,本设计中 p
26、=0 kpa ; cycy h 管道阻力,本设计估算为 30 kp 1a h 凝结水箱最低水位与给水箱或出氧器入口处标高差相应压力, 2 取 50 kpa h 附加压力,取 50 kp 3a 则 h=0 kpa +30 kpa +50 kpa +50 kpa=130 kpa 根据,h=130kpa,选 2 台型单级离心泵,其中 111.35qhm / 3 1256580is 台备用。泵的流量 30-60,扬程 176.56220.7kpa,电机功率 5.5 . 电机hm / 3 kw 型号:y132s-2 转速:1450r/min。进口管径 d50 出口也是 d50 凝结水箱:按 20 分钟的
27、锅炉补给水量和凝结水回收量计,其有效容积与给水 箱相同, 因此亦选 1 台带隔板的 r108(5) 型开式方行水箱,总有效容积 v=21.3 ,水箱长 宽 高=。 3 m65.10 2 v 3 mmmm28 . 22 . 4 地下室排水泵:估选一台 is50-32-160 型离心泵,其流量为 6.3 扬hm3 程 80kpa,电机功率为 0.55kw 。 3.8 蒸汽系统的确定及设备选择的计算 3.8.1 系统的确定 为使蒸汽管道便于运行管理,确定采取由每台锅炉引出的支蒸汽管都汇入同 一蒸汽母管,母管再接入分汽缸,由分汽缸接到用户的蒸汽系统。 3.8.2 设备的选择 分汽缸:分汽缸直径和长度的
28、确定方法主要接管管径的计算结果见表 2-3,该 表中最大管径为325 ,由此确定分汽缸直径为 325mm ,分汽缸的长度为 1870mm。 3.9 排污系统的确定及设备的选择计算 3.9.1 系统的确定 为了充分利用排污水的热能,在连续排污系统中设置了连续排污扩容器,连 续排污水经扩容器降压后产生的二次蒸汽可供食堂和浴室使用,扩容器排出的排 污水还可进一步经设在混合水箱中的简易盘管与水箱中水换热,使其热能进一步 利用,又盘管排出的排污水在进入排污冷却池被冷却,然后排入下水道。 定期排污时间短、排污水量较少,热利用经济意义不大,所以排污水直接排 入冷却池中,被冷却后再排入下水道。 2.9.2 设
29、备的选择计算 连续排污扩容器:连续排污扩容器的选择需求得二次蒸汽量,二次蒸汽量用 公式: d = (kg/h)计算 q xii iidps )( )( 21 1 式中:d连续排污水量,kg/h,非采暖季排污水量最大, ps d=0.861t/h=861kg/h ps %685.13 i 锅炉饱和蒸汽焓 1.25 mpa,i=2784.6kj/kg ; i 扩容器工作压力(0.2mpa)下饱和水的焓,i =504.7 kj/kg 11 i 扩容器工作压力(0.2mpa)下饱和蒸汽的焓, i =2706.9 kj/kg 22 排污管热损失系数,取=0.98 ; x 二次蒸汽干度,一般取 x=0.9
30、7 ; d=1871.8kg/h q 97 . 0 ) 7 . 504 9 . 2706( ) 7 . 50498 . 0 6 . 2784(1917 扩容器的容积: v= = = 0.91(m ) v q r vkd 1000 3747 . 0 8 . 18713 . 1 3 式中:k 容积裕量系数,一般取 1.31.5,取 k=1.3; v 二次蒸汽的比容,m /kg ,0.7mpa 压力时,v=0.3747 m /kg 33 r 扩容器中单位容积的蒸汽分离强度,一般为 4001000 m /( m h) v 33 一般取 r =1000m /( m h) ; v 33 根据 v=0.91
31、m 选 s06 型扩容器 1 台,其容积为 1.5m3,工作压力为 0.7mpa. 3 800 排污冷却池:拟设置一个混凝土冷却池,水冷方式,其尺寸为 2.5mmm5 . 12 取样冷却器:为了保证炉水取样化验的安全,设置 2 台型取样冷却器,其承273 压能力 3.9mpa,介质最高允许温度 450,冷却面积 0.45,外形尺 2 m 寸:273 745 简易盘管:在不影响水箱有效容积的前提下,可根据水箱尺寸,现场制作。 3.10 汽水系统主要管径的选择计算 汽水系统中与设备直接连接的管段,其直径采用设备接管孔径,其他主要管径 计算按公式: (mm) gv dn 7 . 594 式中: 介质
32、的容积流量(m3/h) ;g 介质的流速, (m/s) ; 查参考文献2表 6.5-10可知:锅炉常用介质推荐的允许流速: d 200(30-60) g 根据2 p-359-表 121离心式泵进水管:(1.0-2.0)m/s 出水管:(2.0-2.5)m/s 给水母管:(1.5-3.0)m/s 表 2-3 汽水系统主要管径计算 管径名称 流 量 /(t/h) 选用流 速 /(m/s) 介质比容 /(m /kg) 3 计算直径 /mm 选用直径 /mm 蒸汽母管30600.3747314.78325 采暖用蒸汽 管 0 . 1 5 . 1825 . 1 350.3747295.98325 生产用
33、蒸汽 管 1.250.95.7200.374753.85 . 376 生活用蒸汽 管 7 . 05 . 025 . 1 300.3747168.36219 给水泵吸入 段总管 31.9520.00175.2489 给水泵压出 段总管 31.952.50.00167.2489 凝水泵吸入 段总管 35.1120.00178.8489 凝水泵压出 段总管 35.112.50.00170.5489 自来水总管31.95+35.1130.00188.94108 第 4 章 通风系统设计 4.1 通风系统设计 4.1.1 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
34、, 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。本设计采用平衡通风。 为了互不影响,锅炉的送引风系统均采用单台炉配置。 4.1.2 送风量及排烟量计算 4.1.2.1 燃料特性表 表 4.1 燃料特性表 cy % hy % oy % ny % sy % wy % ay % vr % q kj/kg 48.473.425.352.870.36.3433.2540.2918422 4.1.2.2 锅炉受热面的过量空气系数及漏风系数表 表 4.2 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
35、0.11.6 防渣管1.601.6 锅炉管束1.60.11.7 省煤器1.70.11.8 4.1.2.3 理论空气量,理论烟气量计算 表 4.3 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/kg278.0 1000 251.0 , arnet q 4.9 ro2容积 2 ro v m3/kg arar sc375. 001866 . 0 0.906 n2理论容积 0 2 n vm3/kg ark nv008 . 0 79 . 0 0 3.89 h2o 理论容积 0 2o h vm3/kg 0 0161 . 0 0124 . 0 111. 0 karar
36、 vmh0.537 理论烟气量 0 y vm3/kg 00 222 ohnro vvv 5.33 4.1.2.4 各受热面烟道中烟气含量表 4.4 各受热面烟道中烟气含量表 名称符号单位计算公式 炉膛与 防渣箱 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 0.5840.5920.6 烟气总容积 y v m3/kg 00 10161 . 1 ky vv 8.5688.819.31 4.1.2.5 锅炉热平衡及燃料消耗量计算 表 4.5 锅炉热平衡计算表 名称符号单位公式及数据来源结果
37、 燃料低位发热值 arnet q , kj/kg给定18422 冷空气温度 lk t取值 203030 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 3-416 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 9.126 散热损失 5 q%参 1,表 3-71.9 飞灰损失比 fh %参 1,表 4-40.2 灰渣漏煤比 lmhz a %
38、1- fh 0.8 灰渣焓 hz ct)(kj/kg 参 1,表 2-15600560 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 qqqqq28.362 名称符号单位公式及数据来源结果 锅炉热效率 gl % q10071.638 锅炉每小时有效吸热量 gl q kj/h计算值25200000 燃料消耗量bkg/h 100 * . glarnet gl q q 1708 计算燃料消耗量 j b kg/h 100 1 4 q b1417 4.1.2.6 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,
39、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
40、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 12395 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 计算流量 j q hm / 3 k v 1 13634 燃烧设备阻力 1 hpa 600800 800 风道阻力 2 hpa 2030pa/m 2030m 900 吸风口阻力 3 hpa 2080 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 27
41、3 1850 压头储备系数 2 设计规范 1.2 计算压头hpa 2k h2035 鼓风机的选择 型号 g4-73-11.no8l 风压 2050-2100 流量13652 配用电动机型号 y160l-4b3 4.1.2.8 引风机的确定 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 vavb21640 修正后烟气量 y vm3/h b t vy 760 273 273 24145 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/h 1y v26559 锅炉本体阻力
42、 gl h pa80015001000 除尘器阻力 cc hpa参 8,p190500 烟道阻力 yd h pa2040pa/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25550-28640 风压10972390 配用电动机型号y160l-4b3 4.2 风道、烟道截面积计算 3.2.1 风道尺寸计算 风道断面积用下式计算 (3-
43、 v f 7)= 6 7.3 =0.61 式中: 流经该风道的空气流量,;vsm / 3 空气流速, m/s; 砖或混凝土风道 4-8 m/s,(选择砖烟道 6 m/s) 金属风道 10-15 m/s; 4.2.2 烟道尺寸计算 烟道断面积用下式计算 (m ) v f 2 (3-8)= 6 37.7 =1.228 式中: 流经该烟道的烟气流量,;vsm / 3 烟气流速,m/s ; 砖或混凝土烟道 6-8 m/s, 金属烟道 10-15 m/s; (选择砖烟道 8 m/s) 烟风道尺寸计算表 风烟到名称材料 流量 3 /ms 流速 m/s截面积截面尺寸 消声器出口变 径 金属4.313 小头
44、0.094 大头 0.33 300350 600550 消声器与吸气 风箱间的登径 管 金属4.3130.33600550 送风机吸风口 处吸气风箱入 口变径 金属4.313 小头 0.33 大头 0.33 600550 800450 送风机出口变 径 金属4.313 小头 0.09 大头 0.33 280320 600550 省煤器之除尘 器入口间烟道 金属11.8140.84950950 除尘器出口至 吸气风箱间等 径管烟道 金属7.37140.84950 引风机吸风口金属7.3714小头 0.57800750 处吸气风箱入 口变径管 大头 0.84950 引风机出口扩 散管 金属7.37
45、14 大头 0.82 小头 0.60 950900 800750 扩散管至砖烟 道间金属烟道 金属7.37140.82950900 支烟道砖7.3761.211001100 总烟道砖7.37281.8414001400 送风机出口至 锅炉本体混凝 土风道间等径 管 金属4.312.50.34600600 4.3 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
46、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 北京市属二类地区,根据锅炉房设计查得标准排尘浓度为 300mg/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: %85%100 2000 3002000 %100 1 21 c cc 3.3.3 除尘器的选择 根据引风机的烟气量和需要除尘的效率,选择慧清环保公司制造的 xlp-a/b 性 旋风除尘器,单台锅炉配置两台。 下面是除尘器的参数: 型号:xlp/b-10.6
47、 处理风量:8370-13790 阻力:27-75kg/m2 外形尺寸:1495*1345*4232 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 2*10t/h 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 53118 烟气出口流速w2m/s参 1,p26015 烟囱出口内径d2m 参
48、 1,p259 2 2 0188 . 0 w v d yz 1.11 3.4.3 烟囱入口直径的计算 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 1.11 烟囱锥度i0.02-0.030.03 烟囱入口直径 1 dm 参 1,p259 yz ihdd2 21 45 yz h3.81 第 5 章 上煤除渣系统的选择计算 5.1 运煤系统的设计 5.1.1 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 = nb=21417=2834kg/h 0 b 2、最大小时耗煤量计算 最大小
49、时耗煤量 b=*2=3416kg/h glarnet q q . max 表 5.1 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/hnb2834 最大小时耗煤量bkg/h glarnet q q . max 3416 5.1.2 运煤系统的选择 5.1.2.1 运煤系统的输煤量计算及设备选择 表 5.2 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 5.1.2.2 运煤系统
50、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
51、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 表 5.3 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 5.1.3 煤场面积计算 表 5.4 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 3416 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
52、 参 1,p3261.6 煤堆高度hm给定 参 1,p3265.0 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abmm计算值2222 5.2 除渣系统 5.2.1 锅炉房灰渣量的计算 表 5.5 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33.25 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3416 煤的低位发热量 arnet q , kj/kg给定18422 锅炉房额定小时产渣量ct/h 32866100
53、100 ,4arnet ar qqa bc 参 1,p334 1.365 5.2.2 除渣系统的选型 考虑到灰渣的产生温度及其灰渣的量,故采用的是全自动的机械除灰。其渣 斗得体积如下计算。 5.2.3 渣斗的设计 表 5.6 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1.365 储存渣的小时数th取定 参 1,p33424 除渣斗充满系数取值0.8 灰渣的堆积密度t/m3给定0.7 除渣斗容积vm3 m ct v 58.5 5.2.4 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。 第 6 章 锅炉房总体设计和布置 6.1 工艺条件 6.1.1
54、 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
55、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
56、。 (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 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
57、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 34m 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
58、 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
59、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。 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
60、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
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