锅炉课程设计任务、指导书

《锅炉及锅炉房设备》课程设计任务书《锅炉及锅炉房设备》课程设计指导书《锅炉及锅炉房设备》课程设计任务书设计题目：郑州某厂区及生活区的供热锅炉房设计设计目的：在《锅炉及锅炉房设备》课程学习的基础上，运用所学的基础理论和专业知识解决实际工程问题；了解锅炉房工艺设计的内容、程序和基本原则；通过课程设计使学生掌握设计计算步骤和方法，并能参考有关规范、标准、工程设计及其它参考资料选择合适的设备；锻炼学生工程绘图与识图的能力，掌握设计说明书的编制过程；培养学生学会收集并查阅各相关资料，为以后的学习及毕业设计打下基础。主要原始资料：（1）基本情况本设计为一蒸汽锅炉房，为生产、生活及厂房和住宅采暖生产饱和蒸汽。生产和生活为全年性用汽，采暖为季节性用汽。生产用汽设备要求提供的蒸汽压力最高为0.4MPa，用汽量为3.7t/h；凝结水因生产过程中收到污染不能回收利用；采暖用汽量为7.8t/h,其中生产车间为高压蒸汽采暖，住宅采用低压蒸汽采暖，采暖系统的凝结水回收率高达65%；生活用汽主要供食堂和浴室的需要，用汽量为0.7t/h，无凝结水回收。（2）燃料资源天然气参数：各成份含量CH4=98%;C3H6=0.6%;C3H8=0.3%;C3H10=0.3%;N2=1.0%标准状态下的低位发热量Qnet,ar=36533kJ/kg标准状态下的密度ρ0=0.7435kg/m3（3）水质资料总硬度H0=7.35mmol/L,永久硬度HFT=4.35mmol/L，暂时硬度HT=3.0mmol/L,总碱度A0=3.0mmol/L，PH值=8.27，溶解固形物为550mg/L。（4）气象资料冬季采暖室外计算温度、冬季采暖室外平均温度、冬季通风室外计算温度、夏季通风室外计算温度、大气压力、地下水位等查当地气象资料。如郑州地区冬季采暖室外计算温度为t’w=5℃，冬季采暖室外平均温度为tpj=1.4℃。采暖天数：121天蒸汽负荷及参数类型用汽量（t/h）压力（MPa）凝结水回收率采暖用汽7.80.365生活用汽3.70.40生产用汽0.70.30设计内容和要求第一部分：设计计算与设计说明的编制设计计算与设计说明的编制包括以下内容：锅炉型号和台数的选择根据供热区域的原始资料和热网设计所决定的参数，分别算出采暖季节和非采暖季的锅炉房最大热负荷，决定锅炉房的总容量。根据负荷的大小、特点、工质参数确定锅炉的型号，并进行必要的分析比较。水处理设备的选择（1）确定水处理设备的生产能力；（2）确定水处理方法；（3）选择水处理设备的型号和台数；（4）决定除氧器方法及设备（5）计算锅炉的排污量，并确定排污系统和回收方案。给水设备和主要管道的计算选择（1）决定给水系统（2）选择给水泵、给水箱；（2）选择凝结水泵、凝结水箱；（3）除氧水泵的选择（4）管道管径的计算设计燃烧系统的计算选择（1）计算锅炉房的燃气量；（2）燃气管道的计算确定；（3）确定管道敷设方式；锅炉房工艺布置（1）锅炉房设备的布置；（2）主要管道及操作平台的布置第二部分：设计图纸绘制一张A2锅炉房热力系统图一张A2锅炉房平面布置图一张A2锅炉房主要剖面图时间安排计算与设备选择：2天绘图：3天《锅炉及锅炉房设备》课程设计指导书锅炉课程设计的设计指导书在《锅炉及锅炉房设备》第四版的P402～P426“课程设计指导书”，并参阅有关资料，对设计中应考虑的原则、计算方法、采用的方案、系统和设备做了说明。以下为分条叙述的设计要点。一、锅炉型号及台数的选择1.最大计算热负荷参考《锅炉及锅炉房设备》教材P402公式（附2-1），或参考资料[1]P690公式，分别计算出采暖季和非采暖季的最大热负荷。Qmax=K0(K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4)+Q5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(对于本设计题目，有采暖最大热负荷和产生生活最大热负荷，无通风热负荷)Q5——锅炉房除氧用热，t/h;（根据除氧方法及除氧器用水的焓计算决定，本次设计不考虑）K1，K2，K3，K4——分别为采暖、通风、生产和生活负荷的同时使用系数（K1一般取1.0；K2为0.8-1.0；K3视情况而定0.7-1.0；K4一般取0.5，当Q3﹥Q4时取0）K0——锅炉房自耗热量和管网热损失系数（一般计算为1.1-1.2）室外管网损失和漏损系数管道种类架空地沟蒸汽管网1.1-1.510.8-1.12热水管网10.6-1.081.06-1.08燃料种类：天然气（说明本设计采暖天然气为燃料的原因）2.锅炉型号及台数的选择根据锅炉房的最大计算热负荷及燃料，选择锅炉型号和台数。（本设计从参考资料[2]中选取合适的锅炉型号，确定台数，一台备用。）二、水处理设备的选择计算1.锅炉房总给水量锅炉房总给水量等于锅炉总软化水和凝结回水量之和。对于本设计题目，采用参考资料[1]P239公式5-46，对采暖季和非采暖季的给水量进行计算。Gzg=D(1+Pls+Ppw)D—锅炉额定总蒸发量，t/hPls——给水管路的漏损率，取0.5%Ppw—锅炉连续排污量（计算公式参考资料[1]P239）2.软水器的选择本设计采用全自动钠离子软水处理器软化锅炉房给水（根据参考资料[2]P525选取设备）。计算公式：Gzr=Gzg–GhsGzr—锅炉房软化水量Gzg—锅炉房总给水量Ghs—锅炉房凝结水回收水量3.除氧器的选择蒸发量大于6t/h的锅炉必须除氧，热力除氧是使用最广泛的一种除氧方法，其工作性能稳定、可靠。根据锅炉房软化水量Gzr选取设备（参考资料[2]P536）。4.锅炉房排污系统为了节能，设计中选用一台连续排污扩容器一台，以回水部分排污水的热量。扩容器产生的二次蒸汽直接送到排污降温池。炉的定期排污引入排入降温池，并冷却至0℃，再排入下水道。（1）二次蒸汽计算公式（参考资料[3]P153公式11-8）：Dzq=Dlp(h′n-h′1)/(h"1-h′1)xkg/h式中n—排污管热损失系数，取0.98h′—锅炉饱和水的焓kJ/kgh"1—二次蒸汽的焓kJ/kgh′1—膨胀器出水的焓kJ/kgx—二次蒸汽干度，取0.97Dlp—排污水量kg/h（Dlp=PpwD）（2）连续排污扩容器的容积V=KDzqν/RVK—富裕系数，一般取1.3-1.5；ν—二次蒸汽的比容m3/kgRV—单位容积的蒸汽分离强度，一般范围在400-1000m3/m3•h的范围内（本设计取800m3/m3•h）根据计算选择排污设备及扩容器的大小。三、给水泵和主要管道的计算选择1.给水泵给水泵的流量应满足锅炉在额定蒸发量运行时1.1倍的要求：Q=1.1D根据计算出的流量，选择水泵型号。2.备用水泵备用水泵是为了保证在停电、检修和发生故障等情况下，锅炉仍能安全可靠的运行。（本设计选用哈尔滨水泵厂生产的YQI5-5B液化油泵）3.凝结水泵的选择凝结水泵负责把凝结回水送入软化水箱或除氧器，由进入凝结水箱的最大小时流量和扬程确定，一般选两台，一台备用。Q=PDD—锅炉额定蒸发量P—凝结水回收率4.给水箱和凝结水箱的确定给水箱的有效容积为锅炉在额定蒸发量时所需20-60分钟的给水,本设计取40分钟，因此所需水箱的容积为：V=D40/60m3根据容积选择水箱（选取见参考资料[1]P331,表6-33）凝结水箱一般应设2个，总有效容积为凝结水回收量的1/2-2/3,并设置自动控制水位装置。（本设计取为凝结回收的0.6倍，选取详见[1]P334,表6-36）5.除氧水泵的选择除氧水泵把给水泵水箱的水送到除氧设备，根据给水泵流量和扬程选择，并考虑备用。6.主要管道管径的计算管道计算采用“假定流速法”进行计算。（1）给水管道管径的计算公式如下d0=2(G0/3600πv)1/2G0—供水管中水的流量t/hV—管内推荐流速,推荐流速为2m/s（本设计选用管径DN50）（2）热力除氧设备的进口管径为DN50。（3）给水泵的管道直径为50DN,除氧泵管道的直径为80DN。（4）蒸汽母管的管径计算公式：d=594.5(Gν/w)1/2G—蒸汽的质量流量t/hW—流速m/s（本设计推荐流速25m/s）ν—蒸汽比容m3/kg四、燃烧系统的设计锅炉的燃烧系统由燃气管网引入，设减压装置及调压系统，可不进行计算设计，但图上应有示意。1.锅炉房燃气量的计算B=kD(hg-hgs)/ηQnet.arkg/hB—单台锅炉计算燃气量kg/hK—富裕系数，取1.2-1.3D—锅炉额定蒸发量t/hhg——蒸汽焓kJ/kghgs——给水焓kJ/kgη—锅炉效率，取87%Qnet.ar—燃料收到基的低位发热量kJ/kg（本设计中为36533kJ/kg）2.吹扫放散管的设计（1）吹扫放散管可根据具体布置情况分别引至室外，放散管口应高出屋脊2m以下。（2）放散管的管径根据管道容积和吹扫时间确定，一般吹扫时间为15-30分钟，排气量为吹扫容积的10-20倍作为管径的计算依据。厂区燃气系统放散管管径选用表[4]距离/m燃气管直径/mm50~00125~250300~350400~500204050801005040651001001004080150150200501252002003006515025025040065200300300500802003003001000100200300300锅炉燃气系统放散管直径选用管[4]燃气直径/mm25~5065~80100125~150200~250300~0放散管直径/mm3.燃气管道根据锅炉房总的燃气量和管内流速确定，内流速不大于25m/s。城市燃气管道允许流速参见[2]P407，计算公式：d=18.8(G/w)1/2G—锅炉总的燃气量m3/hW—燃气允许流速m/s城市煤气、发生煤气管道允许流速表[2]管径/mm<80100200300400~700流速m/s467810~124.管道敷设方式可地埋或架空，厂外一般地埋，厂内可根据实际情况地埋或架空，炉房和车间内的燃气管道一般架空敷设。（1）锅炉房内的燃气管道干管，除生产上的特殊要求考虑双管供气外，一般采用单管架空敷设。（2）燃气管道宜架空在锅炉房的外墙或锅炉间空气流通的地方，有利于排除泄露的燃气。（3）自干管引至每台锅炉的支管，一般采用架空敷设，只有当架空敷设有困难时方可采用地埋敷设。（4）燃气管可以从地下或架空引入锅炉间，管道穿越墙壁或基础时，应设套管。五、锅炉房工艺布置1.锅炉及辅助设备的布置如下（1）锅炉的最高操作点到锅炉间顶部结构最低点的距离为2m，不需要操作时净空高度为0.7m，同时满足起吊设备操作高度的要求。（2）每台锅炉前净距离为3m。（3）每台锅炉侧面和后面的通道净距为1m。（4）布置风机时，除考虑不少于0.7m的通道外，周围还留有检修操作的场地。（5）泵之间通道的有效宽度为0.7m。（6）离子交换器后面的操作通道为1.2m，与墙之间的距离为0.6m。2.操作平台的布置（1）用网格板或栅条做平台时，其间空隙为25mm.。（2）操作平台的宽度为1m,通行平