锅炉及锅炉房设备设计说明书.doc

三台SHL2.1-0.7/95/70-H热水锅炉房工艺设计一、原始资料1热负荷资料:采暖最大热负荷5MW，供回水温度95/70。2煤质资料：山东龙口褐煤煤的成分组成：挥发分Vdaf(%):49.53%,碳Car(%):36.50%,氢Har(%):3.03%,氧Oar(%):10.40%,氮Nar(%):0.95%,硫Sar(%):0.69%,灰分Aar(%):28.40%,水分Mar(%):20.03%,低位发热量Qnet.ar=13.44MJ/kg。3水质资料：自来水为水源，水温10。编号项 目S1溶解固形物（mg/L）169碳酸盐硬度HT（mmol/L）1.36非碳酸盐硬度HFT（mmol/L）0.34总硬度H（mmol/L）1.7碱度（mmol/L）1.36PH值7.38由于1mmol/L=2Me/L(毫克当量/升)，所以原水总硬度为3.4毫克当量/升。4.气象及地质资料： 地区：徐州(D10) 主导风向：ENE 室外计算温度：-6 采暖期室外平均温度：0.9 采暖天数：92天 最大冻土深度：24m 海拔高度：41.00m 冬季大气压：102510Pa二、锅炉类型及台数选择 1.热负荷计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1最大计算热负荷Qj,maxMWK·Q=1.2×562平均热负荷QpjMW3.56 2.锅炉型号及台数选择 根据采暖的要求，供水温度为95，回水温度文70，因此，选用热水锅炉，向外网直接提供9570热水。由于本本锅炉房为采暖锅炉房，采暖期为92天，热负荷较稳定，总热负荷为6MW，不设置备用锅炉，同时，考虑到锅炉容量越大，效率相对较高。因此，选用三台SZL2.10.7/95/70-AII型锅炉。参数如下：型号SZL2.80.7/95/70-AII额定热功率MW2.8额定出水压力MPa0.7额定出口水温 95额定进口水温 70循环水量m³/h96受热面积锅炉本体98.6省煤器35.2炉排有效面积4.8本体水容积m³5.5锅炉效率%>79燃料耗量kg/h620最大运输尺寸m5.2×2.6×3.5最大运输件重量t30安装后外形尺寸m7×2.6×4.6三、鼓、引风系统设备选择锅炉采用机械送风和引风，即平衡通风,炉膛出口保持20-40kPa的真空度。阻力计算包括空气吸入口到炉膛的空气阻力和送风系统设计和炉膛到烟囱出口的烟气阻力两大部分。其中锅炉本体的烟风阻力由锅炉厂气体动力计算提供；除尘器阻力由产品样本提供。本设计所进行的仅是风、烟道和烟囱的阻力计算。1、过量空气系数及漏风系数根据锅炉教材，烟道中各处烟道各处过量空气系数及各受热面的漏风系数取值为：锅炉受热面过量空气系数漏风系数入口出口炉膛1.51.60.1防渣管1.61.60蒸汽过热器1.61.650.05锅炉管束1.651.750.1省煤器1.751.850.1空气预热器1.851.900.05锅炉排烟处1.71.702、 空气量及烟气量计算 过量空气系数取1.6。序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1理论空气量 3.722三原子气体体积0.693的理论体积2.954理论水蒸气体积0.575烟气中水蒸气的实际体积0.616理论烟气量4.217实际空气量5.958实际烟气量6.583、 烟气及耗煤量计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1热水锅炉进水焓值kJ/kg根据t=70查取398.52热水锅炉出水焓值 KJ/kg根据t=95查取483.13耗煤量 QglKJ/kg8.12×1064耗煤量BKg/h7555固体不完全燃烧热损失q4%选取106计算耗煤量BjKg/h679.57炉膛出口处的过量空气系数l选取1.48炉膛的漏风系数l选取0.19空气预热器中空气漏入烟道的漏风系数ky选取010冷风量Vlkm3/hm3/s35270.9811热风流量Vrkm3/strk为热空气温度，取1401.3812锅炉尾部排烟量Vpym3/kg6.8613省煤器出口至除尘器入口间烟气量计算Vccm3/hm3/s7776.72.1614引风机处的烟气流量Vyfm3/hm3/s7440.42.074、除尘器的选择根据锅炉的处理烟气量Vcc=7776.7m3/h选用弗兰德DMC(B)袋式除尘器一台，其处理烟气量为8150m3/h，阻力<1200Pa,其进口浓度为200g/Nm，出口浓度30mg/Nm,取30mg/Nm，则除尘效率为。5、风、烟道断面尺寸风烟道断面用下式计算： （m2）式中：V介质流量，m/s；根据常用风烟道流速选用表选择合适的风速和烟速，室内采用金属钢制管道，室外采用砖或混凝土制矩形管道。金属：室内风速为1015m/s，烟速为1015m/s；砖或混凝土：室内风速为48m/s，烟速为68m/s。管道名称材料流量（m3/s)推荐流速（m/s)计算截面积(m2)计算直径(mm)选择截面尺寸(mm或mm*mm)实际流速（m/s)风道系统冷风竖井管金属0.98100.098 3533609.6 风机吸入短管金属0.98100.098353 3609.6 风机-空气预热器金属0.98100.098 3533609.6 预热器出口热风管金属1.38100.138 419 42010.0 烟道系统空气预热器至除尘器金属2.16 50.43 740 7504.9 从除尘器出口至引风机金属2.06 50.41723 7504.7 从引风机到总烟道入口砖2.06 50.41 723600×7004.9 总烟道及烟囱砖4.2250.841034900×10004.7 6、 烟囱高度与直径 根据锅炉大气污染物排放标准的规定，锅炉房总容量与烟囱高度规定如下：表3.x锅炉房烟囱最低允许高度锅炉房总容量t/h<11<22<44<1010<2020<40MW<0.70.7<1.41.4<2.82.8<77<1414<28烟囱最低允许高度m202530354045根据锅炉容量，烟囱最低允许高度为35，确定烟囱高度为35m。烟囱直径计算：出口内径d2可按下式：式中：w2烟囱出口烟速，取13m/s； 烟囱出口烟气温度，取180所以，出口内径d2取0.8m。内径d1:取烟囱锥角i=0.02，则7、送风机、引风机的选择计算由计算流量和压头，求出裕量流量和压头，再选择流量和压头后选择风机，所选风机的流量和压头应能满足选择流量和压头的需要。层燃炉排及煤层阻力炉型炉排及煤层阻力（Pa）炉型炉排及煤层阻力（Pa）手烧炉型800-1000链条炉排800-1000往复炉型600抛煤机链条炉排800根据本锅炉房的选型，hr=900Pa7.1风道总阻力计算风道总阻力包括：空气预热器阻力、炉排与燃料层阻力以及风道阻力。其中风道阻力包括沿程摩擦阻力以及局部阻力。风道阻力计算见下表：管道流速摩擦阻力系数管径d管长L气体密度局部阻力系数沿程摩擦阻力Pm局部阻力PjPm+Pj风道阻力Pfm/smmmkg/m3PaPaPaPa冷风竖井管9.6 0.023600.21.2050.50.22 27.76 27.98 143.83 风机吸入短管9.6 0.0236011.2050.641.135.53 36.63 风机-空气预热器9.6 0.023602.51.2050.642.75 35.53 38.28 预热器出口热风管10.0 0.0242010.8550.641.21 28.57 40.94 风道总组力计算见下表：送风道总阻力的计算项目符号单位计算公式或数据来源数值修正后空气预热器阻力PkyPa估算500 炉排与燃料层阻力PlrPa查锅炉房实用设计手册900风道阻力PfPa已算出143.83送风系统阻力PsPaPky+Plr+Pf1543.837.2烟道总阻力的计算 烟道总阻力包括：炉膛真空度、锅炉本体、省煤器、空气预热器、除尘器、烟道阻力、烟囱阻力,系统图如下: 烟道、烟囱阻力具体计算见下表：管道流速单位长度摩擦阻力管长L气体密度局部阻力系数沿程摩擦阻力Pm局部阻力PjPm+Pj烟道阻力Pydm/sPa/mmkg/m3PaPaPaPa空气预热器至除尘器4.9 3.26.40.8550.7220.4810.11 30.59 103.35 从除尘器出口至引风机4.7 3.25.830.8551.4418.66 13.6032.26 从引风机到总烟道入口4.9 3.24.70.855015.040.00 15.04 总烟道4.7 3.25.30.8550.916.968.50 25.46 烟道总阻力： 项目符号单位计算公式或数据来源数值摩擦阻力系数查锅炉及锅炉房设备0.05烟囱壁面斜度i由锅炉及锅炉房设备选取0.02烟囱沿程摩擦阻力PmcPa22.58阻力系数由锅炉及锅炉房设备选取1.1烟囱出口速度损失PjbPa79.47烟囱阻力PycPaPmc+Pyc102.05故烟道总阻力计算见下表：烟道总阻力的计算项目符号单位计算公式或数据来源数值修正后炉膛真空度PltPa查锅炉房实用设计手册20 锅炉本体PglPa查锅炉房实用设计手册600省煤器PfPa估算150空气预热器PkyPa估算500除尘器PccPa查样本1000烟道阻力PydPa已算出103.35烟囱阻力PycPa已算出102.05烟道总阻力PyPaPlt+Pgl+Psm+Pky+Pcc+Pyd+Pyc2475.48. 鼓、引风机的校核 经过计算，风道风量为：3527m3/h,阻力为：1526Pa; 烟道风量为：7440.4m3/h,阻力为：2536Pa。锅炉配置的鼓风机以及引风机: 鼓风机 引风机型号风量m3/h风压Pa功率kW型号风量m3/h风压Pa功率kWT4 72-12 N04A636718135.5Y5-47-42N05D12986232415四、上煤、除渣系统设备选择1.运煤量的计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1煤的低位发热量Qnet.arMJ/kg查取13.442平均小时最大耗煤量Bkg/h单台锅炉耗煤量755kg/h,共三台22653热网损失系数k选取1.154季节最大负荷Kg/h857.85非生产班值班采暖负荷BfKg/h取值06生产班次S次已知37最大昼夜耗煤量Kg/h20587.28煤的收到基灰分含量Aar%查取28.409锅炉房最大负荷时小时灰渣量G1Kg/h72910运输不平衡系数k取值1.2锅炉发展系数m取值1运煤系统每昼夜工作时数t三班运煤，取值15输煤量Gt/h1.652.运煤设备的选择根据B=2.265t/h，并从改善劳动条件，保证生产安全及提高劳动生产率等因素考虑，选择0.75m3垂直单斗提升机上煤系统,生产率10t/h,其附图为：3.储煤场、灰渣场面积的计算序号项目符号单位计算公式或数据来源数值1每昼夜运行小时数Th选定102煤的储存天数M天取值53考虑煤堆过道占用面积的系数N选定1.54煤堆高度Hm选定45煤的堆积重度t/m3选定0.96煤堆角系数选定0.87储煤场面积Fmm2107.28最大小时灰渣量G1t/h已算出0.79 9灰渣储存天数M'天选定510考虑渣堆过道占用面积的系数N'选定1.511灰渣堆高度H'm选定212灰渣的堆积重度't/m3选定0.8513灰渣堆角系数'选定0.714灰渣场面积Fhzm2110.34. 除渣设备的选择 本锅炉房煤场确定面积为11mx10m，设置主导风向的下风侧，即靠近烟囱的西南角。除渣系统采用LXL-A型螺旋除渣机，其系统图为:外形尺寸及主要技术参数：参数 型号LXL-1LXL-1A额定出渣量t/h0.80.8最大出渣量t/h1.61.6电机功率kW0.81.1重量kg11001200五、给水设备及主要设备管道1.热网循环水量及循环水泵的选择计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1总热负荷QMW计算值62供水温度tg给定953回水温度th给定704热网循环水量G'x0t/h57.325锅炉房自用热水及安全系数K选取1.16循环水泵总流量Gx0t/hK*G'x063.057循环水泵台数n台包括一台备用48每台循环水泵流量Gx米水柱Gx0/n15.769锅炉房内部压力h1米水柱一般为513，取1010用户系统阻力h2米水柱散热器采暖系统12，取211热网干管（单程）长度l米计算值102012热网供、回水干管阻力h3米水柱（1.21.3）×0.02*l=1.25×0.02×102025.513循环水泵所需压头Hx米水柱1.2（h1+h2+h3）=1.2×（10+2+25.5）4514循环水泵选择型号KOWR-G40/250B-11/2流量Qm³/h20.0扬程H米水柱50配用电机型号160M1-2功率NkW11转速n转/分29002.热网补给水量泵及补给水泵的选择计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1补给水率K%选定32热网补给水量Gbt/hK*G'x0=0.03*57.321.723补给水泵流量Gbt/h1.1 Gb=1.1*1.721.894系统补水点压差Hb米高位水箱安装标高205补给水泵所需压头Hb米水柱1.2 Hb=1.2*20246补给水泵选择型号KQWR-G25/200C-3/2流量QM³/h6.3扬程H米水柱32配用电机型号100L-2功率NkW3转速n转/分29003.补给水箱的配置 用于贮集软化水及供给补水泵用水，本工程设专用补水箱一个，其容积为取用补水量的1.2倍，即：设计选用方型开式水箱，具体参数如下：公称容积有效容积主要尺寸钢板厚度底部支座水箱本体重量kg长宽高箱顶箱底箱壁边距间距数量LBHS2SS1CC1nkg2.02.2718001200120045540010001539.34.供回水系统主要管道的管径选择序号名称符号单位计算公式及数值来源数值1循环水量GxsKg/h计算值表63.05x1032经济比压降RPa/m查取803供热供水总管管径dgmm控制流速法选择DN1501504实际流速wRm/s0.995回水总管管径dhmm控制流速法选择DN1501506实际流速whm/s1.037每台锅炉供回水管径dglmm锅炉设备配管公称直径DN1001008实际流速wglm/s0.749补给水干管管径dbmm控制流速法选取DN4010补给水支管管径dbmm选取DN25六、水处理设备1、水质处理方案的确定（1）热水锅炉房对给水水质的要求根据低压低压锅炉水质标准规定，热水锅炉的给水水质要求: 项目 供水温度 95 采用锅内加药处理 >95 采用锅外化学处理补给水循环水补给水循环水悬浮物mg/L205总硬度mmol/L0.70.3pH(25)7102078.510溶解氧mg/L0.10.1含油量mg/L22 （2）水质处理方案的确定本锅炉房原水的硬度和悬浮物均超过给水水质标准，故需进行软化和除氧处理。由于热水房不存在水的蒸发，水中盐类的浓度不会增加，硬度也不会提高，而且保持一定的碱度还可以避免金属壁的腐蚀。据此，决定采用单级钠离子交换软化法。为克服顺流再生软化法盐耗大、出水水质较差的特点，设计采用“低速逆流再生”钠离子交换软化系统。基于锅炉房没有蒸汽和其他可利用热源，给水除氧决定采用“电加热解析除氧”方式，它可以克服把反应器设置在烟道中，除氧效果受锅炉负荷变化（反应器所在区段烟温变化）的影响等弊病。在正常运行情况下，给水除氧后的残余含氧量可降至0.05毫克/升，符合热水锅炉给水标准。2.锅炉排污量的计算及热回收方案由于本次锅炉房为热水锅炉，决定采用热水锅炉，根据工程经验值，热水锅炉的排污率取2，排污一天3次，每次1min。排污量为为57.32*0.02=1.15t/h。 设计采用了定期排污方式，由于定期排污是周期性的，利用余热的价值较小，一般将它引入排污降温池与冷水混合后再排入下水道。3.钠离子交换器的选择计算序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1总软化水量Grht/h与Gb1.722软化速度vm/h根据总硬度为1.7mmol/L203总软化面积FGrh/ v=1.72/200.0864实际软化面积F选500交换器025实际软化速度vm/hGrh/F=1.72/0.28.66交换剂比重gt/732*树脂0.750.850.807交换剂层高度h米设备样本1.58交换剂重量吨Fhg=0.07*1.3*0.80.0739交换剂工作能力E克当量/米2732*树脂11001500110010交换剂软化能力Eo克当量FhE=0.2*1.3*110028611每小时软化的克当量Eh克当量/时Gx0(H0-H0)=1.72*（3.4-0.7）4.64412交换时间小时Eo/Eh=286/4.64461.5813小反洗、还原、逆洗小正洗及正洗时间小时取经验值2.514工作周期T小时+=21.55+2.5240515小反洗流速v1米/时1012取1216小反洗时间1分1015取1517小反洗用水量G1吨0.618还原时食盐单耗量q克/克当量逆流再生80909019食盐纯度%一般9520每次还原耗盐量Gy公斤 27.0921还原盐液浓度Cy%一般56%取622配制盐液用水量G2吨0.4523逆流冲洗速度V2米/时低速，选取224逆流冲洗时间2分选取6025逆流用水量G3吨0.426小正洗流速V4米/时选取1527小正洗时间3分选取528小正洗用水量G4吨0.2529正洗流速V5米/时选取1530正洗时间4分选取1031正洗用水量G5吨0.532还原总耗水量G吨G1+G2+G3+G4+G5=0.6+0.45+0.4+0.25+0.52.24.软化水箱容积的确定 本锅炉房设软化水箱一只，器容积按30分钟的补水量计算，即 Vrh=0.5*1.72=0.86m³序号名称符号单位计算公式或数值来源数值1盐液容重y吨/米3查取1.072稀盐液池容积V1米30.50选用800*1000*6003饱和盐液浓度C%常温264饱和盐液容重g1吨/米3查知1.2015存盐天数天选取156一昼夜耗盐量y公斤27.037干盐重量g2吨/米3查知2.168浓盐液池容积V2米3=选用700*800*6000.339还原时间5分还原流速取2米/时9.910盐液泵流量Qy米3/时0.5411烟液泵扬程 Hy米水柱1510米水柱2012选择盐液泵 型号25FQS-16型增强塑料泵2流量Q米3/时3.6扬程H米水柱16电动机型号JQ2-21-2功率N千瓦1.5转速n转/分、2860 现选用4*矩形水箱，其尺寸为800*1200*1000，计0.96米3。5.除氧方式的选择 本锅炉房采用解析除氧，即将待除氧的软水与不含氧气体强烈混合，溶解于水的氧就像无氧气体扩散，从而降低水中氧含量以达除氧的目的，解析除氧系统图如下：图x 解析除氧系统图 解析除氧装置主要设备有喷射器、解析器、汽水分离器和反应器，除氧水量G等于补水量，即Gb=1.72t/h，据此选则设备，根据工业锅炉房设计手册表5-46解析除氧装置系列设备性能表，得出型号如下表所示：设备名称规格单位数据除氧反应器外形尺寸mm1350x330x1800进气管直径mm40出气管直径mm40所需电功率kW5解析器外形尺寸mm207x4100出水管直径65出气管直径40接喷射器管直径40汽水分离器外形尺寸mm273x320进气管直径40出气管直径40出水管直径20水封外形尺寸mm207x420进水管直径20出水管直径40喷射器进水管直径mm40出水管直径40进气管直径406.除氧水泵的选择：序号名称符号单位计算公式或数据来源数值1除氧水泵流量Qt/h1.1Gcy=1.1*1.721.892水泵效率s取用953除氧水中含氧量C1毫克/升原始资料，取6.04残余含氧量C2毫克/升设计要求，取0.055换算系数k设计手册0.056每m2水吸入脱氧气体的计算容积V2m33.2137喷射系数A公斤（气）/公斤（水）3.5x10-38系数R取用309系数C一般取用2×10-610环形室空间压力P3取用800011喷嘴出口断面水速wm/s25.712喷射室内动压头hd米水柱3513喷射室与水泵高差h1米水柱设备布置514解析器与入口阻力h2米水柱选取615混合管末端埋入水的深度h3米水柱一般取值116除氧水泵所需压头ha米水柱=35+5+6+14717压头备用系数取值1.118除氧水泵扬程H 米水柱1.1ha5219除氧水泵选择型号KQWR-G25/200B-4/2流量Qt/h4.9扬程H米水柱52电动机型号112M-2功率NkW4转速n转/分2900七、锅炉房布置说明锅炉房为单层布置三台SZL2.10.7/95/70-AII型热水锅炉，总产热量为6.3MW。云煤系统采用垂直单斗提升机上煤系统，除渣系统采用链式刮板除渣机联合除渣。为减少建筑面积和保持锅炉房内卫生条件，除尘器和引风机采取露天布置方案，引风机的电机设有防雨罩。 锅炉房热力系统图一张； 锅炉房平面图一张； 锅炉房A-A剖面图一张。八、锅炉房主要设备表序号名 称 及 规 格数量1热水锅炉SZL2.10.7/95/70-AII，额定热功率2.1MW32弗兰德DMC(B)除尘器，处理烟气量8150m3/h13鼓风机T4 72 -12 N04A,风量6367m3/h，风压1813Pa34引风机Y5-47 -42 N05D,风量12986m3/h，风压2324Pa350.75m3垂直单斗提升机,输送能力10t/h16螺旋除渣机LXL-1A,额定除渣量0.8t/h17循环水泵KQWR-G40/250B-11/2，流量20m3/h，扬程50米水柱48补给水泵KQWR-G25/200C-3/2，流量6.3m3/h，扬程32米水柱19补给水箱1800×1200×1200110钠离子交换器500交换器111软化水箱0.86m3112盐液泵25FQS-16型增强塑料泵，流量3.6m3/h，扬程16米水柱113除氧反应器1350×339×18001解析器207×41001汽水分离器273×3201水封207×4201喷射器管径40114除氧水泵KQWR-G25/200B-4/2，流量4.9m3/h，扬程52米水柱参考文献：1GB 50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范S.北京：中国建筑 工业出版社，2012.2GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范S.北京：中国标准工业出版 社，2004.3GBT50114-2010，暖通空调制图标准S.北京：中国建筑工业出版社，2011.4GB50041-2008，锅炉房设计规范S. 北京：中国计划出版社，20084洪向道/锅炉房实用设计手册编写组.锅炉房实用设计手册.北京：机械工业出 版社，2003.5锅炉及锅炉房设备奚士光,吴味隆,蒋君衍.中国建筑工业出版社.第三 版.19956陆耀庆. 实用供热空调设计手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社， 2008. 7简明供热设计手册李岱森.中国建筑工业出版社,19988中华人民共和国建设部.城市热力网设计规范.中国建筑工业出版社，2002