《锅炉及锅炉房设备》课程设计北京市某燃煤厂区蒸汽锅炉房设计.doc
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1、目 录第1章 绪 论31.1设计概况31.2原始资料3第2章 锅炉型号及台数选择52.1热负荷计算52.2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83.1水量及排污率的计算83.2水处理的任务143.3软化系统的选择及其计算153.4再生系统的选择及其计算163.5除氧方式及其设备选择计算173.6给水系统的确定及其设备选择计算193.7凝结水系统及其设备选择计算213.8蒸汽系统的确定其设备选择计算233.9排污系统的确定及其设备选择计算243.10汽水系统的主要管径26第4章 通风系统的设计374.1通风系统的设计374.2风烟道的截面积计算334.3除尘器的选择35
2、4.4烟囱的计算36第5章 上煤除渣系统的设计375.1运煤系统的设计375.2除渣系统的设计39第6章 锅炉房总体设计和布置406.1工艺条件406.2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427.1对土建专业的要求427.2对给排水专业的要求437.3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
3、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%QkJ/kg54.263.325.520.880.335.2130.4828.221699854.433.122.000.80.396.632.6640.631782347.133.2511.990.950.4114.5721.747.871813348.473.425.352.870.36.3433.2540.29184223.水质总硬度mmol/L碳酸盐硬度mmol/L总碱度mmolLPH值溶解固形物mg/L
4、溶解氧 mg/L3.31.42.27.54468.94.52.72.37.74677.84.41.52.157.14617.72.71.32.167.34526.5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161.3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【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
5、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、同时使用系数、锅炉房自耗热量和管网热损失系数求得:式中,, ,分别代表采暖、通风、生产和生活最大热负荷,t/h,由设计资料提供;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;K1,K2,K3,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。 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t/h设计给定4.7通风热负荷t/h设计给定0生产热负荷t/h设计给定9生活热负荷t/h设计给定2.1管网热损失系数热水管网,地
6、沟敷设1.05-1.081.07采暖同时使用系数锅炉为季节性锅炉1.0通风同时使用系数取0.81.11.0生产同时使用系数取0.80.8生活同时使用系数取0.5-0.60.5采暖期最大计算热负荷t/h13.8565非采暖期最大热负荷t/h8.822.1.2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:=采暖或通风最大热负荷,t/h;采暖房间室内计算温度,;采暖期采暖或通风室外计算温度,;采暖期室外平均温度,。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给定16采暖室外平均温度查取,参2,附录四-12采暖室外计算温度查取,参2,附录四-10采暖平均
7、热负荷t/h5.06锅炉房平均热负荷t/h5.412.1.3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天查取,参2,附录4120采暖全年热负荷t/h设计给定0通风全年热负荷t/h设计给定0生产全年热负荷t/h设计给定6.8生活全年热负荷t/h设计给定0.3年热负荷t/h02.2锅炉型号和台数的确定根据最大计算热负荷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
8、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
9、,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: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/hMPam2m2%mmKg类烟煤SZL10-1.25-A101.2519420233.611.8789380*4000*6200807003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
10、污率凝水:本设计涉及到采暖、生活、生产凝结水回水= (t/h)大气式热力除氧凝结水量 (Kg/h)式中:除氧水量,kJ/kg ; 进除氧器水焓,kJ/kg ; 出除氧器水焓,kJ/kg ; 进除氧器蒸汽焓,kJ/kg ;除氧器效率;余汽量;I.采暖季:按缄度计算排污率错误!未找到引用源。总凝结回水量:假设D=2.9 t/h;排污率P1=6, =+2.9=11.98t/h式中:采暖回水率,=70%生产回水率,=55%生活回收率,=40%错误!未找到引用源。总给水量的计算按碱度计算式中:假定采暖季排污率P1=6, 0.5 t/h错误!未找到引用源。总补给水量的计算=14.75-11.98=2.77
11、 t/h错误!未找到引用源。计算排污率碱平衡:式中: 补给水率,= A锅炉允许碱度,6-26mmol/L,取A=6 mmol/L; A补给水碱度,A=0.68 mmol/L; 5.83%混合水温:tx= = =49.7式中: t-补给水温度,由水质资料为10 t-凝结回水温度95计算D = =2.98 t/h式中:-根据=C t求得-本设计中除氧器工作压力0.02Mpa根据1P-(872873) =434.88 KJ/Kg-本设计中连续排污扩容器工作压力0.2 Mpa,同理=2724.9 KJ/Kg校核相对误差=2.98%3%=2.75%3%所选采暖季排污率P1=6, D=2.9 t/h 合理
12、II.非采暖季按缄度计算排污率错误!未找到引用源。总凝结回水量:假设D=4t/h;排污率P1=1, =5.54 t/h错误!未找到引用源。总给水量的计算按碱度计算式中:假定采暖季排污率P1=1, 0.5 t/h错误!未找到引用源。总补给水量的计=9.74-5.54=4.2t/h错误!未找到引用源。计算排污率碱平衡:式中: 补给水率,= A锅炉允许碱度,6-26mmol/L,取A=6mol/L; A补给水碱度,A=0.68 mmol/L; 1.02%混合水温:tx= = =15.9其中:t-补给水温度,由水质资料为10 t-凝结回水温度95计算D = =4.1 t/h其中:-根据=C t求得-本
13、设计中除氧器工作压力0.02Mpa根据1 P-(872873) =434.88 KJ/Kg-本设计中连续排污扩容器工作压力0.2 Mpa,同理=2724.9 KJ/Kg校核相对误差= =2%3%= =2.5%3%所选采暖季排污率P1=1 D=4 t/h 合理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
14、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)式中:G 需要软化处理等水量,t/h; G锅炉补给水量,G=14.75t/h
15、; G忽略 G水处理设备子用软水量,t/h。 G=F式中: 逆流冲选速度,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G=1.413 t/h G= 19.39t/h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:100克/克当量 水耗:40)的要求 给水泵的型
16、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),流量20,扬程均为3138.82kPa,电机功率45kW 。电机型号:YM1601-2 转速: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分钟采暖季给水量时,其流量为,混合水温小于60C可选QB-5型蒸汽往复泵,其流量6-16.5 ,扬程1750 kPa。给水箱:本锅炉房为常年不间断运行的锅
17、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= 12.3m3,水箱长宽 高=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,
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