10吨锅炉计算报告书.doc

某工业锅炉房工艺设计
原始资料
1. 地区：哈尔滨
2. 热负荷资料
项目
压力（Pa）
温度(℃)
平均耗热量（t/h）
最大耗热量（t/h）
回收率（％）
生产用汽
0.6
饱和
4.0
5.88

采暖用汽
0.6
饱和

6.2
25
通风用汽
0.2
饱和
—
0.88
80
生活用汽
0.2
饱和
—
0.6
80
总计
1.6

13.56

3. 煤质资料
⑴煤种：烟煤
⑵煤元素元素分析
Cy=55.5％ Hy=3％ Oy=3.8％ Ny=0.9％ Sy=0.5％ Ay=26.3％ Wy=10％
4. 水质资料
水源：深水井 水压 0.3MPa
总硬度：H=4.84mge/L pH=7.8
溶解氧含量：3.5mge/L
5. 气象资料
⑴采暖室外计算温度：-26°
⑵采暖期室外平均温度：-9.5°
⑶采暖天数：179天
⑷最大冻土层深度：2米
⑸海拔高度：127.95米、
⑹大气压力： 冬：745.9mmHg
夏：735.9mmHg
一、 热负荷计算
1. 小时最大计算热负荷
Dmax=k0（k1D1+k2D2+k3D3+k4D4)k5D5
k0——室外管网散热损失和漏损系数，取1.10
k1——采暖热负荷同步使用系数，取1.0
k2——通风热负荷同步使用系数，取0.8~1.0
k3——生产热负荷同步使用系数，取0.7~0.9
k4——生活热负荷同步使用系数，取0.5
D1——采暖设计热负荷，为5.88t/h
D2——通风设计热负荷，为6.2t/h
D3——生产最大热负荷，为0.88t/h
D4——生活最大热负荷，为0.6t/h
因此；1.15（0.85.88+1.06.2+1.10.88+0.50.6）=14 t/h
2. 小时平均热负荷
Dpj=k0（Dpj1+Dpj2+Dpj3+Dpj4）+Dpj5
Dpj1——采暖小时平均热负荷
Dpj1=
由原始气象资料查得：tn=18℃ tpj=-9.5℃ tw=-26℃
∴Dpj1=*1.7=1.063t/h
Dpj2——通风小时平均热负荷
由采暖小时平均热负荷得 Dpj2=0.875t/h
Dpj3——生产用热平均热负荷 Dpj3=3.5t/h
Dpj4——生活平均热负荷
Dpj4=D4=*0.9=0.1125
Dpj5——锅炉房用热平均热负荷 Dpj5=0.4
∴Dpj=1.063+0.875+3.5+0.1125+0.4=5.9505t/h
二、 锅炉型号及台数拟定
本设计锅炉最大计算热负荷14t/h及生产、采暖和生活用均不不不大于0.6MP，本设计选用锅炉型号为：QXL10-1.25/95/70-AⅡ型锅炉三台，两用一备，负荷率约在80％左右。
重要技术参数如下：
额定供热量：14t/h
额定设计压力： 1.25MPa
供水温度：95℃
回水温度：70℃
锅炉受热面：H=390.9m2
设计效率：η=80％
排烟温度：+165℃
炉排受热面：11.7m2
外形尺寸：11.43*6.4*4.87m
三、 送引、风系统设计计算
1. 计算送风量和引风量
①.燃料低位发热量
=339Cy+1030Hy-109*（Oy-Sy）-25Wy kJ/kg
由原始资料：Cy=55.5％ Hy=3％ Oy=3.8％ Sy=0.5％ Wy=10％
=339*0.555+1030*0.03-109（0.038-0.005）-25*0.1
=21294.8kJ/kg
②.理论空气量
o=0.251+0.278
=5.62N·m3/kg
③.额定耗热量
B=
——热水锅炉循环水量kg/h

——蒸汽锅炉额定蒸发量 10t/h
hcs——热水锅炉出水焓值kJ/kg hcs=482.9kJ/kg
his——热水锅炉进水焓kJ/kg his=293.53kJ/kg
η——锅炉效率80％

=0.526 t/h
∴Bed=
=11.29t/h
燃料消耗量Bj=B（1-）
q4——机械不完全燃烧热损失 q4=5~12取10
∴Bj=11.29*（1-）=10.16t/h
④每小时锅炉所需空气量
=m3/h
——炉膛出口处过量空气系数 1.3
——炉膛漏风系数，取0.1
——空气预热器中空气漏入烟道漏风系数，取0.1
tk——冷空气温度 25℃
=10.16*5.63*(1.3-0.1+0.1)
=81.165Nm3/kg
⑤实际烟气量
py=+(α'-1)0*1.0161Nm3/kg
——理论空气量
=0.248+0.77Nm3/kg
=0.248+0.77
=6.05Nm3/kg

α'——过量空气系数 α'=1.6
∴py=6.05+（1.6-1）*5.62+1.0161=10.44Nm3/kg
烟气中烟气流量
y=
=10.16(10.44+0.3*5.62）*
=199.9m3/h
2. 拟定送、引风管道断面尺寸
⑴送风管道断面尺寸：F=
V——空气量 m3/h
ω——介质选用流速 ω=12m/s
∴F==0.16m2
拟定尺寸为：300*550mm
⑵烟道断面尺寸
室内某些F===0.428m2
尺寸为：500*900mm
室外某些v=7m/s
F==0.734m2
尺寸为：750*1000mm
3. 计算风道和烟道阻力
⑴风道阻力
风道摩擦阻力
Pa
λ——摩擦阻力系数 λ=0.02
L——管段长度 15m
ωpj——空气平均流速 12m/s
ρpj——空气平均密度 ρpj=
——空气密度 1.29kg/m3
∴ ρpj==1.18kg/m3

dd——管道当量直径m
dd===0.39m
∴Δhmf=0.02***1.18
=65.35pa
Δhjf——风道局部阻力
Δhjf=
——局部阻力系数
管段入口=0.5；风机入口=0.7；风机出口5个=2.5*5=12.5弯头6个=0.32*6=1.92
∴ =0.5+0.7+12.5+1.92=15.62
∴Δhjf=15.62**1.18=1327.08 pa
∴=65.35+1327.08=1392.43 pa
⑵烟道阻力
——烟道摩擦阻力

L=5m

=13.22 pa
——钢制烟道局部阻力
弧形弯头=0.32*3=0.96；引风机入口=0.7；引风机出口=0.12；除尘器入口=0.7；除尘器出口=0.12；突然扩大=0.475
∴=3.035
∴=139.4 pa
——砖砌烟道局部阻力
转角=0.5；三通=0.233；突然扩大=0.29
∴=1.023
∴==60.8 pa

=13.22+139.4+60.8
=213.42pa
4. 拟定烟囱高度，烟囱口径和阻力
⑴由于锅炉蒸发量为10t/h，且为2台，依照规定，由课本表9-3，选用烟囱高度为40m，砌砖。
⑵烟囱出口内径

Bj——锅炉计算燃料消耗量
n——运用同一烟囱锅炉台数 n=2
——烟囱出口处计入漏风系数烟气量 =10.44Nm3/h
tc——烟囱出口处烟气温度 170℃
——烟囱出口处烟气流速 15m/s
∴=0.867m
由于出口内径不不大于0.8m，因此拟定出口内径为0.9m，烟囱下口直径：d2=d1+2iH
i——烟囱维度，普通去0.02~0.03
d2=0.9+2*40*0.02=2.5m
⑶烟囱阻力计算
——摩擦阻力
pa
λ——烟囱摩擦阻力系数 λ=0.4
dpj——烟囱平均直径
H——烟囱高度m
ωpj——烟囱中烟气平均流速 15m/s
ρpj——烟囱中烟气平均密度
∴=
烟囱出口阻力： pa
ξ——烟囱出口阻力系数 ξ=1.0
ωc——烟囱出口处烟气流速 15m/s
ρc——烟囱出口处烟气密度 ρc=0.83kg/m3
∴
∴=87.88+93.4=181.28pa
5. 除尘设备选取
查课本表8-2知，QXL10-1.25/95/70-AⅡ锅炉排烟含尘浓度为C1=2200mg/Nm3，改锅炉房位于二类地区，由表8-1知，锅炉容许原则为250mg/Nm3，除尘效率为：
η≥（)*100％=()*100％
=88.64％
锅炉额定负荷下除尘器解决烟气量18496m3/h，依照除尘效率90.4％，选取XZZ-D850立式除尘器两台，分布于锅炉尾部，其性能参数为：除尘效率90％，解决烟气量30000m3/h，折算阻力86pa。
6. 选取校核风机
⑴送风机选取计算
①风量计算：
——额定负荷时空气量 6920m3/h
b——本地大气压 b=101.32

送风机风压计算： pa
——风道总阻力
——燃烧设备阻力 800~1000pa
∴ =1392.43+900=2292.43
tk——冷空气温度 25℃
ts——送风机铭牌上给出气体温度 20℃

依照《锅炉惯用设计手册》表3-8，选4-72-11 No8C型，性能参数：转数n=1470r/min， 风压1540pa， 风量14000Nm3/h
电动机型号：Y180M-4， 功率11kw。
⑵引风机选取计算
①引风机风量计算
m3/h
——烟道中妖气流量 18496m3/h
∴
②引风机风压计算
Pa
——烟道总阻力
——除尘器阻力 86Pa
——锅炉本体阻力 900Pa
——烟囱阻力 181.28Pa
∴ =900+86+181.28+213.42=1380.7 pa
据《锅炉房实用设计手册》；选引风机型号Y5-47-12 No9C型，性能参数：转数n=1860r/min， 全压1853pa， 流量 33780m3/h 风压2590Pa，选电机型号Y225S—4， 功率37kw。
四、 水解决设备选取
1.计算解决水量
总软化水量
=1.2*{12+0.0664*12-0.55*12}=6.1968t/h
2.拟定软化办法，并选取设备型号和台数
选取钠离子互换软化法，选用固定床逆流再生钠离子互换器，采用001*7型强酸树脂。 锅炉排污率P=6.64％,
序号
名 称
符号
单位
计算公式
数值
备注
1
总软化水量
Dzr
t/h
=1.2*{12+0.064*12-0.55*12}
6.1968
α—凝结水损失率
2
软化速度
v
m/h
查附录10-2
20
1台再生备用
3
总软化面积
F
m2
Dzr/υ=6.1968/20
0.31
4
互换器同步工作台数
n
台

1
5
选用台数

台
1+1
2
6
互换器直径
φ
m
选定
0.75
7
互换器截面积
F1
m

0.442
8
实际软化速度
υ1
m/h

14.02
9
树脂工作互换容量
E
Kg/m3
001*7
45
10
互换层高度
h1
m
互换器产品规格
1.50

11
压层高度
h2
m
互换器产品规格
0.20

12
互换层体积
υ
m3
F1h1=0.442*1.5
0.663

13
树脂总装填量
G
Kg/台

601
ρ—树脂视密度
14
互换器工作容量
E0
Kg/台
Eυ=45*0.663
29.84
查附录10-1
15
转化水产量
υc
m3/台

111.97
ΔH-互换器进出水硬度差
16
再生置换软化水自耗量
υ1
m3/（台·次）
查 资 料
0.7

17
转化供水量
υg
m3/台
υc-υ1=111.97-0.7
111.27
18
互换器运营延续时间
T
h

17.96
19
再生剂单耗量
δ
Kg/kg
附录10-2
2
20
再生一次耗盐量
By
Kg/台
bE0/Φ=2*29.84/0.95
62.82
Φ-工业用盐浓度
21
还原液浓度
cy
％
附录10-2
6

22
再生一次稀盐液体积
υy
m3

1.01
—盐液密度
23
配制再生液水量
υs
m3

0.93
-盐密度
24
再生时间
tz
min

45.7
υ2-再生流速
25
再生用清水总耗量
υh
m3/（台·次）
查资料
4.17

26
每台互换器周期总耗水量
Συ
m3/台

116.14
27
互换器进水小时平均流量
υp
m3/h

6.47
28
互换器正洗流速
υ3
m/h
附录10-2
20
29
互换器进水小时最大流量
υmax
m3/h

16.28
3.拟定除氧办法，选取设备
除氧水量，依照进入除氧器水温为44.5℃，因此选取真空除氧，其设备为 体式低位水喷射真空除氧器，型号SZC-20，额定出力20t/h，进水压力>0.2MPa，进水温度<50℃。
4.水解决系统水泵选取
⑴盐液池，盐泵
该再生系统设浓、稀盐液池各一种。
稀盐液池有效容积：
υ1=1.2υy υy——再生一次稀盐液体积
∴ υ1=1.2*1.01=1.212m3
∴ 定尺寸为：1200*1000*1000mm
浓盐液池有效容积：

——再生一次耗盐量 kg/台
K——存盐天数 K=5
T——互换器延续运营时间 h
——食盐视密度
∴
盐液泵容量：

——一次还原耗盐量
——还原时间
——盐液浓度百分数
——盐液密度 t/m3
∴
∴选用一台25FS3—16型塑料泵，其流量3.6m3/h，扬程为0.16MPa，N=1.5kw
⑵除氧水泵
锅炉房待除氧最大水量为12.79t/h，除氧器进水压力为0.2MPa，软化水箱最低水位与除氧器进水口高差为15m左右，软化水输送管路较短。因此选用单级单吸离泵，型号：IS65-40-3/5，电动泵两台，每台流量7.5m3/h，扬程0.323MPa，所配电机型号为112M—4，功率为4kw。
五、 拟定运煤除灰方式
1.⑴最大小时耗煤量：

=
=1.62t/h
⑵小时平均耗煤量：

=
=1.27t/h
⑶年耗煤量：

=
=11062t/a
⑷贮煤场面积：
——锅炉房小时最大计算耗煤量 t/h
T——锅炉房每昼夜运营小时数 T=18h
M——煤储备天数 M=8天
N——考虑煤堆过道占用面积系数 N=1.5
H——煤堆积高度 H=3m
ρ——煤堆积密度 ρ=0.9kg/m3
Φ——煤堆积系数 Φ=0.7

∴锅炉房贮煤场面积拟定为：14*14m2
⑸灰场面积：
——小时最大灰渣量 t/h

——煤应用基灰分 =26.3％

∴
∴灰渣场面积为5.5*5.5m2
2.拟定运煤，除灰采用方式，选取设备
依照锅炉房最大耗煤量1.62t/h，本设计采用机械锅炉房内运煤设备用埋刮板输运机为便于运煤设备检修，每台炉前设有一贮煤斗。
煤由汽车从外运至锅炉房贮煤场，采用移动式输送机堆煤，由铲车将煤运至受煤斗，然后由埋挂板输送机送到锅炉房炉前贮煤斗。
设煤斗布满高度0.8，堆积密度0.9t/m3.则所需容积：

=20*1.01/0.8*0.9
=28.06m3
炉前煤斗构造尺寸见图，实际容积为：

==28m3
系统运煤量：
k——运送不平衡系数1.1~1.2，取1.2
z——锅炉房发展系数 Z=1
t——运煤系统昼夜有效作业时间，因运煤系统为二班制工作，因此t=12

选MZ型埋刮板输送机，提高高度为13m，另选一套电动葫芦吊煤罐，起重为1t。
系统运渣量：

选链条除渣机，额定除渣量为8.8t/h，型号GZL-25.
六、 水汽系统设计计算
1.给水泵选取
因锅炉房是三班制生产，全年运营，是以生产负荷为主，因此选用三台给水泵。两天电动给水泵，作为惯用给水泵，一台蒸汽往复泵作为备用泵。
两台并联工作电动给水泵所需要满足流量为：

=1.1*（12+0.0664*12）
=14.26t/h
给水泵扬程：H=P+0.15
=1.25+0.15=1.40MPa
依照计算：本设计选用2GC-5*5电动给水泵2台，单台流量为10m3/h，扬程为1.6MPa，电动机Y160L-2，功率为15kw。2QS-15/17型汽动泵一台，流量为15m3/h，扬程为1.7MPa。
水箱选取：
本锅炉房选用容积为10m3除氧器水箱作为锅炉给水箱（一种）。水箱检修或清洗时，短时间内锅炉给水由给水泵从软水箱抽水供应，此时给水暂不除氧。当除氧水箱检修时，软化水箱兼作锅炉给水箱作用，因而软化水箱容积，按给水箱考虑，选用矩形水箱一种，容积10m3，不设备用水箱。
2.汽水管道管径拟定.
查《工业锅炉房设计手册》得：
给水管管径 DN50
盐液管管径 DN25
软化水管径 DN50
给水泵吸水管管径 DN50
给水泵出水管管径 DN50
锅炉热水出水管管径 DN70 φ76*3.5
热水总管管径 DN200
生产用汽管管径 DN150 φ159*4.5
采暖用汽管管径 DN125 φ133*4
生活用汽管管径 DN100 φ108*4
除氧水泵吸水管管径 DN50
除氧水泵出水管管径 DN50
分水缸连管管径 DN150 φ159*4.5
排污管管径 DN32
取样管管径 DN25
3.排污设备及加药罐，取样器选取.
本设计锅炉有持续排污装置，为回收排污水热量，选一台持续排污扩容器。扩容器产生二次蒸汽，排出高温水引至排污降温池。锅炉定期排污量较少，不考虑热量回收。池中水冷却至40℃如下，再排入下水道。
kg/h
Dlp——排污水量 kg/h
h'——锅炉饱和水焓 kJ/kg
η——排污管热损失系数，取0.98
——膨胀器出水焓 kJ/kg
——二次蒸发器焓 kJ/kg
——二次蒸汽干度 =0.97
∴
=0.095t/h
排污扩容器所需容积为：

K——扩容器富裕系数 1.4
v——二次蒸汽比容 m3/kg
ω——分离强度 600m3/m3h

降温池容积：
=0.77+1.54+0.35
=2.66m3
4.分水器选取
⑴分水缸
按最大管径150，选用250分水缸
d1=125；d2=100；d3=150；d4=100；d5=70;

5.管材、阀门、支吊架、保温防腐办法选取
⑴管材选取
盐液管——采用聚氯乙烯塑料管
蒸汽管、排污管——采用无缝钢管
其他管采用焊接钢管
⑵阀门
每台锅炉与锅炉房蒸汽总管之间管道上应安装两个阀门DN100，一种紧靠蒸汽锅炉蒸汽出口处，另一种紧靠蒸汽总管。在蒸汽管道最高点，安装放气阀DN15，放水阀DN20。
分汽缸上各接管上各接有一法兰阀门。在排污扩容器进口处设一截止阀，每台离心式给水泵压水管出口处设止回阀，截止阀各一DN50.给水泵入口装设闸阀DN50，每台锅炉和一迅速排污阀。每台锅炉给水管尚有一自动阀调节，高压分汽缸与低压分汽缸之间还设有一减压阀Y447-10型。
⑶支吊架
蒸汽管，给水管，排污管等。依照楼板，墙壁距离远近，而分别选用支架或吊架。
公称直径
DN25
DN50
DN80
DN125
DN150
DN200
不保温管
3.5
5
6
7
8
9.5
保温管
3
3
4.5
5
6
7
风管在楼板下走用吊架，靠墙走用支架
支、吊架间最大间距（摘自施工验收规范）
水平风道
Φ＜400mm H＜4m
φ≥400mm H＜3m
垂直风道
H<4m
每根不不大于2个
⑷保温
蒸汽管需要保温，用岩棉岩壳保温（δ=50mm）。外面用玻璃丝布做保温层，别的管不保温。
⑸防腐
阀门及支架，吊架刷两遍。酚醛防锈漆，两遍银粉漆。给水管道刷两遍防锈漆，两遍银粉漆。蒸汽管道刷两遍红丹防锈漆。在保护层外刷两遍酚醛防锈漆。

管道刷漆颜色如下表：
管道种类
底色
色环
饱和蒸汽管
红
——
排污管
黑
——
锅炉给水管
绿
——
凝结水管
绿
黑
软化水管
绿
白
生水管
绿
黄
盐液管
浅黄
——
烟道
暗灰
——
风道
蓝
黄