锅炉及锅炉房设备课程设计毕业论文.doc
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1、课 程 设 计课程设计名称: 锅炉房工艺与设备课程设计 专 业 班 级 : 建筑环境与设备工程1201班 学 生 姓 名 : 施 智 学 号 : 201214030107 指 导 教 师 : 陈雁 课程设计地点: 32518 课程设计时间: 2016.1.4至 2016.1.16 目录 设计任务书.3一.设计概况7二.原始资料72.1煤质资料72.2水质资料72.3最不利用户阻力取值82.4气象资料8三.热负荷、锅炉类型及台数的确定83.1热负荷计算83.2锅炉类型及台数的确定8四.给水和热力系统设计94.1水处理方案的确定94.2热网循环水量及循环水泵的选择计算94.3热网补给水量及补给水泵
2、114.4钠离子交换器的选择计算114.5软化水箱体积的确定124.6计算锅炉排污量和决定排污系统124.7除氧系统的设备设计及选择计算12五.送、引风系统的设备选择135.1计算送风量和排烟量135.2确定送、引风系统及其初步布置14六.分水缸的选择176.1连接分水缸各管径的确定196.2分水缸筒体长度的确定206.3分水缸筒体直径的确定206.4除尘器的选择计算20七、运煤除灰方法的选择20 7.1计算锅炉房耗煤量和灰渣量.20 7.2运煤系统的选择.21 7.3除渣系统的选择.21 7.4计算煤斗和渣斗的容积.21 7.5确定煤场、渣场面积.26八、工艺布置26九、总结28十、参考文献
3、与资料28 第1章工程概况1.1设计任务该锅炉房为厂内新建锅炉房,要求向工厂办公区、宿舍区及附属住宅区有关建筑物供95/70热水。整个热网采用补水泵定压系统,系统用户与锅炉房最高相对标高为25米;供热外网共分三个区,采暖面积共7.8万平米。1办公区(包括所有教师宿舍楼,共3.1万平米)距锅炉房最远平面距离为1500米。2宿舍区(位于厂内,共2万平米)距锅炉房最远平面距离为700米。3附属住宅区(工厂家属院,共2.7万平米)距锅炉房最远平面距离为1800米。1.2燃料资料煤质资料:元素分析成分:Wy=8.85% Ay=27.37% Sy=0.46% Cy=57.42% Hy=3.81% Ny=0
4、.93% Oy=7.16% 可燃基挥发分 38.48%,应用基低位发热量 Qdwy=21350kJ/。查文献,得该厂锅炉房实际使用的是小窑煤矿生产的类烟煤,其煤质与安徽淮南烟煤一致。因此,本设计在锅炉房设备的选择与设计计算时均以淮南烟煤为依据。1.3水质资料锅炉房用水为城市自来水网,其水质化验结果为:H=5.2mmol/L HR=1.9mmol/L Hft=3.3mmol/L A=1.9mmol/L PH=7.5供水压力为0.35MPa 溶解固形物=430mg/L1.4最不利用户阻力取值为0.03MPa第2章锅炉的选择2.1热负荷的计算该锅炉只承担住宅的采暖当无建筑设计热负荷资料时,民用建筑的
5、采暖热负荷,可按式2-1计算3: (2-1)式中 采暖设计热负荷(W);采暖热指标(W/m2)查相关规范取70 W/m2;采暖建筑物的建筑面积(m2)。根据式2-1,采暖设计热负荷Q=7078000=5.46106W根据原始的热负荷设计资料,主要进行采暖热负荷,考虑管网热损失、漏损系数和同时使用系数后得出最大计算热负荷。锅炉最大计算热负荷1为: (2-2)式中 K0管网热损失及漏损系数,见表2-1,本设计中取1.08; K1为采暖热负荷同时使用系数,见表2-2,本设计中取1.0。表2-1 室外管网热损失及漏损系统K0管道种类敷设方式架空地沟直埋热水管网1.071.101.051.081.021
6、.04表2-2 同时使用系数K1、K2、K3、K4、K5项目K1K2K3K4K5推荐值1.00.70.90.71.00.50.81.0注:生活用热负荷同时使用系数采取0.5,若生活用热和生产用热时间错开,则K4=0。所以,锅炉最大计算热负荷为:=1.081.05.46=5896.8KW=5.9MW3.2锅炉类型及台数的确定采暖介质是热水,供水温度95,回水温度70;经计算知最大计算热负荷为:5.9MW,同时考虑到该用户使用附近地区小窑煤矿生产的等具体条件,本设计决定选用燃烧类烟煤的双锅筒横置式链条炉三台,型号为SHL2.1-0.4/95/70-A,单台锅炉的额定热功率为2.1MW,即2100K
7、W,额定出水压力0.4MPa;供回水温度分别为95和70。值班采暖和低负荷时一台锅炉运行,最冷时三台运行;正常情况两台运行,无需备用锅炉。四.给水和热力系统设计4.1水处理方案的确定(1)热水锅炉对给水的水质要求根据低压锅炉水质标准规定,对于供水温度95的热水锅炉,补给水和循环水的水质要求如表所示:项目锅内加药处理锅外化学处理给水锅水给水锅水悬浮物(mg/L)总硬度(mmol/L)PH值(25)溶解氧(mg/L)含油量(mg/L)20672101250.670.121012(2)水质处理方案的确定本锅炉房原水的硬度超过给水水质标准,故需要进行软化处理。由于热水锅炉不存在水的蒸发,水中盐类的浓度
8、不会增加,碱度也不会提高,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,出水水质较差的缺点,本设计采用“低速逆流再生”钠离子交换软化系统。4.2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1234567891011121314总 热 负 荷供水温度回水温度热网循环水量锅炉房自用水及安全系 循环水泵总流量循环水泵台数每台循环水泵流量锅炉房内部阻力用户系统阻力热网干管实际长度热网供、回干管水阻力 循环水泵压头 循环水泵选择流量 扬程 型号转速功率效率QmaxtgthGx1 KGx0nGxh1h2Lh3 Hz
9、 QKW吨/h吨/h台吨/h米水柱米水柱m米水柱米水柱吨/h米水柱r/minkw计 算 值给定给定0.86Qmax/tg-th=0.865896.8/95-70KGx1=1.1202.8三台使用其中一台备用Gx0/n=223.1/3一般为513,取值散热器采暖系统12,取给定值(1.21.3)0.02L=1.2(h1+h2+h3)=1.2(12+2+45)=ISG80-250(I)5896.89570202.8 1.1223.1474.4122180045 70.8 1008029003769%4.3热网4.3.1补给水量及补给水泵序号名称符号单位计算公式及数值来源数值123456补给率热网补
10、给水量补给水泵流量系统补水点压差补水泵扬程补水泵台数补给水泵的选择型号流量扬程配用电机型号功率转速效率KGwb1GbHjHQHNN 吨/h吨/h米米水柱吨/h米水柱KWr/min选取(1%-3%) 0.03*202.81.1Gwb1高位水箱安装标高Hj+Hb-Zb+(3-5)=25+0.5-2+5=一用一备ISG50-1603%6.16.72528.5212.5323290052%4.4钠离子交换器的选择计算软化水量计算锅炉补水量Gg=3%*202.8=6.1t/h热水管网补水量Gw=4%*202.8=8.1t/h水处理设备自耗软水量Gz=F=2*1.77*1=3.54t/h所需软水量G=1.
11、2(Gg+Gw+Gz)=21.3t/h逆流再生离子交换器选用LNN-150型,直径1500mm,软化水量26.5吨/h,离子交换器运行数据略.4.5软化水箱体积的确定本锅炉房设软化水箱一只,体积按30分钟的补给水量计算,即 Vrs=0.5 Gwb1*4.5=0.5*6.1*4.5=13.725m3现选用方形开式水箱其尺寸为300020002500mm,公称体积为15m34.6计算锅炉排污量和决定排污系统本设计采用连续排污与定期排污相结合,根据参考资料2确定连续排污率为2%,选型号为DLDC-65B除污器,除污管接地沟。五.送、引风系统的设备选择5.1计算送风量和排烟量根据使用的燃料成份计算得出
12、燃料消耗量、送风量和排烟量。(以下计算是按一台锅炉计算)1) 平均每小时最大耗煤量:燃料消耗量:2) 理论空气量Vk0 =0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har0.0333Oar =0.0889(57.42+0.3750.46)+0.2653.810.03337.16 =5.89m3/kg3) 实际供给空气量Vk=Vk0 =1.55.89=8.84m3/kg 式中-过量空气系数取1.54) 理论烟气量VRO2=VCO2+VSO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866(57.42+0.3750.46)=1.07m3/KgVH2O0=0.111Har+0.
13、0124War+0.0161Vk0=0.1113.81+0.01248.85+0.01615.89=0.627m3/kgVN20=0.79Vk0+0.008Nar=0.795.89+0.0080.93=4.661m3/kgVy0=VRO2+VN20+VH2O0=1.07+0.627+4.661=6.358m3/Kg5) 实际烟气量Vy=Vy0+1.0161(-1)Vk0=6.358+1.01610.55.89=9.350m3/kg5.2确定送、引风系统及其初步布置5.2.1送风系统的设计1) 送风量的设计计算Qg=1BjVk0(-)(tlk+273)/273101.32/b m3/h =1.1
14、1106.75.89(1.5-0.1)(273-3.8)/273101.32/101.33 =9898.7m3/h式中:1-风量储备系数,取1.1; Bj-燃料计算消耗量,1106.7kg/h Vk0-理论空气量 5.89m3/kg tlk-冷空气温度,取-3.80C; b-当地大气压力,取101.33kPa; -炉膛出口过量空气系数,取1.50; -炉膛漏风系数,取0.10;因为一台锅炉对应一台鼓风机,所以风量是总风量的1/3,为3299.6m3/h,根据送风量初选河南省鸿基鼓风机有限公司Y5-47-5C型鼓风机 Y5-47-4C型鼓风机性能参数如下:机号转速r/min全压(Pa)流量(m3
15、/h)功率(Kw)电机型号5C29001549-22655360-98707.5Y132S2-22)风道断面的确定根据参考文献5采用金属制风道,推荐风速=1015m/s,风管断面尺寸按=15m/s计算。取风道为300mm,所以实际流速为2) 风道阻力计算沿程摩擦阻力计算因为风道的阻力主要取决于局部阻力,所以风道的沿程阻力用附加压力来取。局部阻力阻力计算式中气体流速m/s气体密度kg/m3,空气密度约为1.29 kg/m3局部阻力系数根据实际风道,计算局部阻力系数=14.76,带入各值得: =14.761.2912.972=1601.5Pa3) 风机性能校核根据参考资料2鼓风机压力富裕20%=1
16、01.3B =1.201601.5101.3101.3=1921.80Pa式中压力储备系数,取1.20由此可见,所选风机的风量和风压都有一定余量,该鼓风机选择合适。5.2.2引风系统设计1) 排烟量设计计算Qy=1.1BjVy0(273+tpy)273101.32b =1.11106.76.358(273+162)273101.32101.3 =12333.03m3/h因为一台锅炉对应一台引风机,所以风量是总风量的1/3,为4111.01m3/h,根据参考资料2送风量初选河南省鸿基鼓风机有限公司Y5-47-6C型引风机。Y5-47-6C型引风机性能参数如下:机号转速r/min全压(Pa)流量(
17、m3/h)功率(Kw)电机型号6C28502452-33648020-1512918.5Y160L-22)烟道断面的确定根据参考文献5采用金属制风道,推荐风速=1015m/s,风管断面尺寸按=15m/s计算取风道为直径360mm圆形的,所以实际流速为3)烟道阻力计算沿程摩擦阻力计算因为风道的阻力只要取决于局部阻力,所以风道的摩擦阻力可不计算。炉膛出口到引风机局部阻力计算公式类似于鼓风机设计公式根据实际风道,计算局部阻力系数=5.56=5.561.3411.222=468.96Pa引风机出口到烟囱的局部阻力,=1.15 =1.151.3411.222=97.00Pa炉膛阻力,取200Pa除尘器阻
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