锅炉房专业课程设计项目说明指导书.doc

设计阐明设计题目:沈阳市惠民社区供热锅炉房设计第一章热负荷计算1.1 原始资料1.1.1 热负荷及参数1.1.1.1 热负荷参数 表1-1 热负荷参数表采暖热负荷Q1生产热负荷Q2生活热负荷Q3通风热负荷Q49.6MW0MW0MW0MW1.1.1.2热网参数 (1)供回水温度Tg/Th=95/70(2)热网作用半径 R=500m(3)建筑物最大高度H=21m 1.1.2 沈阳气象参数 地点：沈阳海拔H1= 169.9m ； 室外计算温度Tw= -10平均温度Tpj= -2； 采暖天数N=180天;主导风向及频率:西北，9%； 冬季大气压力=956.8pa;冬季室外平均风速 V=3.8m/s最大冻土深度H2=190cm .1.1.3 燃料种类 表1-2 煤种成分表14.645.827.757.92.692.582.111.1422.10MJ/kg1.1.4 水质资料 表1-3 水质资料表名称符号单位数据总硬度Hme/l4.5碳酸盐硬度me/l4.5非碳酸盐硬度me/l2.00总碱度Ame/l6.32PH值PH7.2溶解固形物mg/l607溶解氧mg/l5.8冬季平均水温t8夏季平均水温t23供水压力PMPa0.41.1.5 气象地质资料名称单位数据海拔高度m25.9冬季采暖室外计算温度-10冬季通风室外计算温度-5采暖期室外平均计算温度-2采暖室内计算温度16采暖总天数d180夏季通风室外计算温度29主导风向西北本地大气压（冬季）Pa102340本地大气压（夏季）Pa100220平均风速（冬季）m/s2.6平均风速（夏季）m/s2.3最高地下水位m土壤冻结深度m0.731.2 设计规范及原则1.低压锅炉水质原则GB1576-2.锅炉污染物排放原则GB13271-3.热水锅炉监察规程4.供热工程制图规范及原则5.锅炉房设计规范 GB50041-921.3 热负荷计算1.3.1 计算热负荷热负荷计算公式1：Qjmax =k0 (k1Q1+k2Q2+k3Q3+k4Q4) +k5Q5其中:Qjmax -最大计算热负荷 k0-热水网路损失系数,1.05-1.08.敷设方式为地沟,因而取1.08.k1-采暖热负荷同步使用系数,1.0 k2-生产热负荷同步使用系数，0 k3-通风热负荷同步使用内系数,0 k4-生活热负荷同步使用系数,0 k5-自用热负荷同步使用系数,1.01.2.取1.0.Q1-采暖热负荷6.5MW Q2-生产热负荷0 MW Q3-通风热负荷0 MW Q4-生活热负荷0 MW Q5-自用热负荷,MW. 因此,上式简化为: QmaxK。K1Q1K。K1Q2 KW式中 K。：热水管网损失系数，取值1.15；K1：同步使用系数，采暖取用1那么得到最大热负荷：Qmax1.1519.611.04MW1.3.2 采暖平均热负荷Qpj=(tn-tpj)*Q1/(tn-tw)其中： Qpj-采暖期平均热负荷 tn-采暖期室内计算温度取18tpj-采暖期室外平均温度取-9.5tw-采暖期室外温度取-26Q1-采暖热负荷6.5MW代入数值Qpj=7.9MW1.4 锅炉类型及台数拟定本设计重要用于采暖，其介质是热水，供水温度95，回水温度70，且通过计算知最大热负荷为11.04MW，锅炉总容量应不不大于或等于11.04MW；而计算出平均热负荷为7.9MW,故选用2台14MW锅炉,总装机容量为28MW不不大于锅炉房最大热负荷,而一台单台锅炉容量又正好略不大于平均热负荷,这样可以使一台锅炉大某些时间在额定负荷下工作,而另一台在最冷时作为高峰锅炉,同步，热负荷不大于7.9MW时运营一台锅炉，在不不大于7.9MW时候运营两台锅炉，这样可以起到调节负荷目，从而节约了能源。锅炉型号为SZL-4.2-0.7/95/70-A，参数为：热功率为14MW,排烟温度为156，炉排有效面积：35.2m2，燃料发热量：18757kJ/kg，燃料消耗量：7390kg/h，锅炉效率：80.3，外形尺寸（长*宽*高）：12.48*9.4*12.53，金属重量：15t。第二章水系记录算2.1循环水泵选取计算2.1.1循环水泵流量和扬程计算表5-1 循环水泵流量和扬程计算 序号名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值1总热负荷Qmaxjkw查热负荷计算表得：7020kw702070202供水温度tg设计给定95953回水温度th设计给定70704热网循环水量Gt/h860Qmaxj/(tg-th)7020*860/1000*（95-70）241.495计算密度kg/m370饱和水密度977.86体积流量Q0kg/m3241490/977.8247.07锅炉房内部压力H1kpa查4P33得：锅筒式水管锅炉为70150Kpa，取100 Kpa1001008平均比摩阻LPa/m查4P245取4080Pa/m,据循环流量取50Pa/m50509供热半径Rm设计给定50050010局部阻力占沿程阻力系数查1P33得：0.20.3，取0.20.20.211热网供回水干管阻力H2kpa2RL(1+)2*50*500(1+0.2)*0.0016012最不利顾客内部系统阻力损失H3kpa查1P33得：取40 kpa404013循环水泵扬程HkPaH1+H2+H330+80+10021014扬程HjkpaHj=1.2 H1.2*21025215体积流量Qkg/m3Q=1.1Q0241.49*1.1265.6416循环水泵台数n台选用两台循环水泵，一用一备222.1.2循环水泵设备选取据P=252kpa,Q=265.64m3/h选取水泵为SLWR系列离心泵200-400（I）。表5-2 循环水泵参数型号流量(m3/h)扬程m转速r/min电动机功率KWSLWR200-400（I）28054.3145090循环水泵性能参数和外形尺寸表型号外形尺寸/mm地脚螺栓LHahL2BL1L3n-dSLWR200-400（I）1300860200 4008706504-20由于本设计属于较大型热水系统，有较大漏水，需要用补水泵补水，故选用补给水泵定压系统，该定压系统有简朴可靠、水力工况稳定、便于操作长处。2.2供回水根管管径选取 前面已经计算,循环水泵流量为241.49m3/h,再由供热工程附录9-1 查取d=200mm。供回水管选取相似管径dn=200mm,其d0s=2196mm。表5-6 管径计算表管段流量(m3/h)流速(m/s)管内径(mm)回/供水管265.642.302002.3补给水泵和事故水泵计算名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值循环水泵流量Qm3/h查表3.1.1265.64补给水泵流量Q1m3/hQ*1%0.01*265.642.6564建筑物高度Pbm设计给定2121补给水泵扬程HmH2OH=1.2(Pb+4)1.2*(21+4)30事故水泵流量Gsm3/h为补给水泵水量45 倍，取4GP4 *2.656410.6252.4补给水泵和事故水泵设备选取表3.1.4.1 补水泵性能参数表型号流量/(m3/h)扬程/m电动机功率/kw重量/kgCR8-5012.00342.2502.5除污器计算和选取项目符号单位计算公式或数值来源代入数据成果循环水泵总水量Gxhm3/h265.64265.64干管管径Dc,jmm查表3.1.3.1200200除污器选用管径Dmm依照提供样本选用R406-2除污器200200由于供回水干管径d=200mm(2196mm),则选R406-2型卧式直通除污器，公称直径为200mm,公称压力6001200kpa。2.6原水箱和软化水箱计算3.1.7.1原水箱选取：本锅炉房设原原水箱一只,水箱容量按60min补水量计算,其体积为: Vn=(60/60)* 2.6564= 2.6564m33.1.7.2软化水箱选取：本锅炉房设原原水箱一只,水箱容量按40min补水量计算,其体积为: Vn=(40/60)* 2.6564=1.77m3原水箱和补给水箱采用隔板方形开式水箱，两个水箱放在一起，便于安装使用。3.1.7.3原水加压泵选取:原水加压泵扬程取为水解决设备工作阻力1.2倍 原水加压泵流量取为1.2倍正常补水量,即G=1.2*2.6564=3.19 m3/h.依照6选2台IS50-32-250型号水泵,一用一备。其性能参数见下表:5-12 原水加压泵性能参数表 型号流量(m3/h)扬程（m)转速r/min功率(KW)效率%汽浊余量m轴功率电动机功率XA32/16B9.831.429001.932.243.51.92.7水解决设备选取3.1.8.1水软化设备选取水钠离子互换软化法，就是原水通过钠离子互换剂时，水中Ca2+、Mg2+被互换剂中Na+所代替，使易结垢钙镁化合物转变为不形成水垢易溶性钠化合物而使水得到软化。钠离子互换剂分子式用NaR 表达，则其反映式如下：碳酸盐硬度：CaHCO3+2NaRCaR2+NaHCO3MgHCO3+2NaRMgR2+NaHCO3在锅内受热产生反映：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3 +H2O2NaOH+CO2由以上反映式可见，通过钠离子互换后软化水，原水中碳酸盐硬度变成碳酸氢钠,即水碱度不变，由于Na+摩尔质量比21Ca2+和21Mg2+摩尔质量大，因此软化水含盐量（与溶解固形物近似相等）比原水略有提高，软化水含盐量增长量（B）按下式计算：B0.15（Ca2+）0.89（Mg2+） (14)式中：B：软化水含盐量增长量（mg/L）；（Ca2+）、（Mg2+）：原水中Ca2+、Mg2+质量浓度（mg/L）；3.1.8.2水软化设备选取。项目符号单位计算公式或数值来源代入数据成果给水总硬度Hmmol/L朝阳地区条件3.753.75锅炉水质指标H1mmol/L锅炉规定0.60.6补水量Vm3等于补给水泵流量2.65642.6564于系统只对补给水进行软化解决，软化设备需依照补水量、原水总硬度来选取，可选全自动设备或普通设备，本系统采用全自动软水器设备。由于供暖系统在供暖期内必要持续运营，因而规定软水器在再生期间也可以持续产软水，因而软水器选取流量型全自动软水器，就此选用北京绿洲得瀚环保中心出品DFS 系列双罐型自动软水器，其详细型号为DFS6V，运营方式为双罐同步运营，交替再生。 全自动软水器计算表序号项目符号单位计算公式或数值来源代入数据成果1软化周期T1hT/q*(12/H0)7.4/2.0*12/1.726.12再生液浓度n依照1P258 普通为5%8%5%5%再生用盐量mkg该设备为4.1kg4.14.1耗水量V1m3m/n/(1000kg/m3)4.1/0.05/10000.082树脂填充量V2L该设备为34L3434最大容量q0g/m3该设备为37g/m33737树脂能解决硬度总量MmgV2/1000*q0*100012581258周期制水量M0m3跟据实际原水硬度换算7.4*12/1.752.232再生周期T2MinM0/(M/(1.7-0.6)*10-3)52.23/(1258/1.1)*100045.67第三章燃烧设备计算3.1燃烧设备选取本设计选用煤种其Ay=29.03,Vy=39.1,Qydw=16860kJ/kg。考虑到往复推饲炉排排炉煤种适应性广、机械化上煤除渣等长处。因而选往复推饲炉排炉适当。锅炉型号选取原则：在热负荷和燃料拟定后，即可综合考虑下列因素，进行锅炉类型选取。1、应能满足供热介质和参数规定： 蒸汽锅炉压力和温度，依照生产工艺和采暖通风需要，考虑管网及锅炉房内部阻力损失，结合蒸汽锅炉型谱来拟定。为以便设计、安装、运营和维护，同一锅炉房内宜采用同型号、相似介质锅炉。当选用不同类型锅炉时，不适当超过两种。所选用锅炉应有较高热效率和较低基建投资、运营管理费用，并能经济而有效地适应热负荷变化。锅炉台数拟定原则：锅炉台数应按所有运营锅炉在额定蒸发量工作时，能满足锅炉房最大计算热负荷原则来拟定。应有较高热效率，并应使锅炉出力、台数和其他性能均能有效地适应热负荷变化需要。热负荷大小及其发展趋势与选取锅炉容量、台数有极大关系。热负荷大者，单台锅炉容量应较大。如近期内热负荷也许有较大增长者，也可选取较大容量锅炉，将发展负荷考虑进去。如仅考虑远期热负荷增长，则可在锅炉 房发展端留有安装扩建锅炉富裕位置，或在总图上留有空地。锅炉台数应依照热负荷调度、锅炉检修和扩建也许性拟定。普通不少于两台，不超过五台。扩建和改建时，总台数普通不超过七台。以生产负荷为主或常年供热锅炉房，可以设立一台备用锅炉。以采暖通风和生活热负荷为主锅炉房，普通不设备用锅炉3.2过量空气系数计算序号锅炉受热面入口空气过量系数漏风系数出口空气过量系数1鼓风机1.422冷风道1.42每10米长钢制风道0.01（假定风道20m）1.43炉膛1.40.11.54锅炉管束1.50.11.65烟道1.6每10米长钢制烟道0.01(假设烟道长20m)1626除尘器1.620.11.727引风机17201.723.3理论空气量计算名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值低位发热值QydwkJ/kg原始资料给定1686016860冷空气温度tlk设计给定2020冷空气焓值(CH)kKJ/Nm3查烟气焓温表2626燃烧所需理论空气量VkoNm3/kg由煤质资料得Cy Sy Hy Oy0.0889(Cy+0.375 Sy)+0.265Hy-0.0333O y0.0889(46.55+0.3751.94)+0.2653.06-0.03336.114.5空气过量系数1.42鼓风机进口空气过量系数1.421.42实际空气量VNm3/kg* Vko1.42*4.56.393.4热效率计算名称符号单位计算公式带入数值数值冷空气理论热焓IlkokJ/kg(CH)k Vko264.5117排烟温度py先假定，后校核180180过量空气系数查表2-3-21.721.72排烟焓IpykJ/kgIyo +（-1）Iko1318.2+(1.72-1)2404.81.8固体不完全燃烧热损失q4查2表1-17推饲炉1010气体不完全燃烧热损失q3查 2表1-17推饲炉1.01.0排烟热损失q20.035*(py+a)tpy-py tlk)(1- q4/100 )（.8-1.72*125.06）/17690(100-10)9.2散热损失q5查2表1-182.92.9灰渣物理热损失q60.8*560*32.48/176900.8锅炉总热损失qq2 + q3 +q4 +q5 +q69.2+1.0+10.0+2.9+0.823.9锅炉热效率100-q100-23.976.13.5通风方案拟定本锅炉房采用平衡通风系统，既鼓、引风机均有，这样既能保证炉膛负压，从而保证锅炉房经济卫生；又能不致使负压太大，是漏风系数比较小，从而运营上比较经济。3.5.1最大燃煤量计算名称符号单位计算公式带入数值数值单台最大燃煤量BjKg/hq*3600/(q*)*7.02*103*3600/ 1686080.3%)1866单台实际最大燃煤量BjjKg/hBjj(1-q4/100)1866*(1-10%)16793.5.2鼓引风机选取3.5.2鼓风机、引风机选取计算表名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值1本地大气压bkPa沈阳市气象资料得95.6895.682鼓风机风量Qgm3/h1.1*Bjj Vko*(273+tk)/273*101325/b1.1*1.42*1866*4.5*(273+20)/273*101.325/95.68 53263燃烧设备阻力HlPa查2P32取600800，由于负荷受热面多8008004冷风道阻力H2Pa查2P32取2040，取30，设风道长为20m6006005鼓风机入口管道阻力H3Pa查2P32得，取2080，取6060606送风道阻力HkPaHl +H2+H3800+600+6014607鼓风机风压HkPa1.2*Hk*(273+tk)/(273+20)*101.325/95.681.2*1460*(273+20)/273*101.325/95.6818018燃料系数b查2表1-220.080.089排烟容积Vym3/kg(py+b)*Vk0(1.6+0.08) *4.58.0810引风机风量Qym3/h1.1*Bjj Vy*(273+180)/273*(101.325/95.68)1.1*1866*8.08*(273+180)/273*101.325/95.689552.211锅炉本体阻力HbtPa查2P32得：取12001500，由于锅炉负荷大，因而取12001200120012烟道阻力HydPa查2P32得：取2040 Pa/M，取20pa/m烟道长取20米400 40013除尘器阻力HccPa除尘器阻力1200-1400Pa，取1300Pa1300130014烟道总阻力HyPaHbt +Hcc +Hyd1200+400+1300290015引风机风压HyPa1.2*Hy*(273+tp)/(273+200)*(101.325/95.68)1.2*2900*(273+180)/473*(101325/9568)32033.5.3除尘器选取计算原始排尘浓度C1mg/m3查1表8-1得：取180018001800市区最大容许烟尘浓度C2mg/m3查1表8-2得,100100100除尘效率%100（C1- C2）/ C1100(1800-100) /180094.4烟气量Vm3/h等于引风机风量9552.29552.23.54烟囱选取计算1烟囱高度Hycm查2表8-6得：锅炉房总装机容量为8.4MW，因而取3535352烟气流速m/s查2表10-7得：机械通风，全风负荷，并考虑扩建也许性，不取上限10103烟道内温降oC查2P212：由公式计算得铁皮烟道约2 /m2*20404烟囱内温降oC查2P212：由小型砖烟囱计算公式得约0.15 /m0.15*355.255同步运营风机台数n台2台同步工作226烟囱出口温度C180-40-5.25134.757理论上口直径d2m0.8118事实上口直径d2m查10表2-16：35m高砖烟囱上口直径为1.0m或1.4m1.01.09原则烟囱烟道净空洞宽高m查10表2-16：0.91.50.91.50.91.510原则烟囱下口直径d1m查2P578 公式计算得d1=d2+2iH,i取0.02d 1=1+2*0.02*35=2.42.43.6鼓引风机、除尘器、烟囱设备选取3.6.1鼓风机设备选取鼓风机设计计算为压头1789.4Pa，流量5223 m3/h。依照锅炉样本提供参照鼓风机压头1970Pa，流量5800m3/h，故可选锅炉样本提供风 机型号为G6-48-11No6.7A。 表3-4 鼓风机性能参数表选取鼓风机型号G6-48-11NO6.7A流量Qm3/h 5800全压HPa1970转速nr/min1440配用电机Y132S-4B3功率NKW5.53.6.2引风机设备选取引风机设计计算风量9552.6m3/h，排烟温度为180C，压头为3371.9Pa，则选用Y6-48-11No6D表3-7 引风机性能参数表 选取引风机型号Y6-48-11No6D流量Qm3/h11500全压HPa3520主轴转速r/min2940介质温度C200全压效率80配用电机型号Y180M-2B3额定转速r/min2940电机功率 KW22本设计风道采用矩形断面金属风道，其风速范畴为1015m/s。先假设冷风道风速为12m/s，冷风道横截面积： F=0.120假设烟风道风速为12 m/s，烟风道横截面积：F=0.221金属管道钢板厚度按下列数值选用：冷风道普通采用23mm，热风道和烟管普通采用34mm。 3.6.3除尘器设备选取选取除尘器要考虑烟气量，锅炉容量，烟气含尘度，除尘器阻力以及解决烟气量。除尘器选取应以高效，低阻，低钢耗和价廉为原则。由以上计算可知，除尘效率为94.4%，烟气量为9552.6m3/h,故而选用除尘器GDX-4型干湿两级除尘器，配用锅炉4t/h，阻力损失0.7-0.9KPa,除尘效率96-98%，解决烟气量为13200-15120m3/h.除尘器型号锅炉容量t/h解决烟气量m3/h阻力损失Kpa除尘器效率 %重量(Kg)GDX-4413200-151200.7-0.996-9836003.7上煤除渣系统选取3.7.1上煤除渣系记录算名称符号单位计算公式或数值来源代入数值数值最大小时耗煤量Bkg/hQjmax/Qdwygl4.57*3600*1000/(16860*76.1%）1866最大小时灰渣量Ckg/hB(Ay/100+q4Qdw/100/32657)1222.1*(32.48%+10%*16860/32657)11.253.7.2上煤系统设备选取本锅炉房容量是2台4t/h锅炉,根据锅炉房最大小时耗煤量为1866kg/h。同步从改进劳动强度条件，保证生产安全及提高劳动生产率等因素考虑，本设计采用机械化运煤方式，为了便于运煤设备检修和调节，每台锅炉设一种炉前储煤斗。本设计采用2台垂直卷扬翻斗上煤装置，该设备能合用于小型锅炉房。选取CGS4-A型垂直卷扬翻斗上煤装置，该机输送量能匹配14t/h，电机最小功率为1.1kw型号，煤斗容量0.125m3 。(其样式及安装尺寸见附表四)依照锅炉单台容量和总容量大小，选取垂直卷扬翻斗上煤装置，单炉配单台。 CGS4(10)-A垂直卷扬翻斗上煤装置参数表 型号煤斗容量/ m3电动机功率/kWCGS4-A0.125 1.13.7.3除渣系统设备选取由于本系统选用两台并排布置小型锅炉，符合联合除渣条件，若考虑选用联合除渣设备，则选用一台设备即可达到锅炉房除渣规定，设备数量少，安排布置较多台设备简朴，成本低，使用以便。因此本系统依照规定，选用GBC-B40型加长联合除渣机。设备性能参数如下：刮板除渣机参数表 型号除渣量t/h最大输送距离m槽除渣速度m/s安装基本坑m电机功率槽宽B槽高H宽深长GBC-B404505007000.04510.852.32.2kW综上所述，本设计选用2台往复推饲炉排炉，其型号为SZL-4.20.7/95/70A参照文献1 王威.锅炉房设计.朝阳：朝阳工业大学，19992 刘新旺等编.锅炉房工艺与设备（第四版）.北京：中华人民共和国建筑工业出版社.，3 洪向道主编.锅炉房实用设计手册（第二版）. 北京：机械工业出版社，4 贺平,孙刚主编.供热工程（第三版）. 北京：中华人民共和国建筑工业出版社，19935 陆耀庆编.供暖通风设计手册. 北京：中华人民共和国建筑工业出版社，19876 吴味隆.锅炉习题实验及课程设计（第二版）.中华人民共和国建筑工业出版社，19907 王威.供热设备选用手册 (14). 朝阳： 朝阳工业大学,1998