哈工大-建筑熱源-第十章鍋爐房設計步驟.ppt

鍋爐房設計內(nèi)容,特點 在鍋爐房設計中工藝設計為主設； 工藝設計內(nèi)容多、設備繁雜、工藝系統(tǒng)性高。 2. 步驟 初步設計階段 調(diào)查各種負荷的性質(zhì) 季節(jié)性負荷（tw、濕度、風向、風速、太陽輻射）采暖負荷 常年性負荷（全年變化不大，日變化較大）熱水供應、生 產(chǎn)工藝用熱 收集各項原始資料設計依據(jù) 制定設計方案 國家和當?shù)氐挠嘘P政策和頒布的標準，如能源政策、環(huán)保要求、城市和地區(qū)供熱規(guī)劃等 確定供熱介質(zhì)及參數(shù)，選定鍋爐型式、容量和臺數(shù)。 確定鍋爐房內(nèi)部系統(tǒng)（汽水系統(tǒng)、鼓引風系統(tǒng)、運煤除灰系統(tǒng)和儀表控制系統(tǒng)）和輔助設備。 繪制方案圖。 進行多方案比較，從中選定技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、滿足用戶需要的最佳方案。 編制初步設計文件 在初步設計被批準和鍋爐設備訂貨落實基礎上進行施工圖設計。,3.設計文件深度 階段 初步設計 種類： 簡明初步設計:小型鍋爐房或有定型設計可資套用的； 擴大初步設計:技術(shù)復雜、規(guī)模較大的鍋爐房。 要求：初步設計力求原則正確、方案合理、文字簡練、數(shù)據(jù)可靠。 目的 確定方案，指導施工圖設計； 確定鍋爐及鍋爐房配套輔機的型號、參數(shù)、數(shù)量、附件和主要材料的型號與數(shù)量（設備一覽表、主要材料一覽表）以滿足訂貨； 計算技術(shù)經(jīng)濟指標，供審批使用。 需要提交的文件： 設計說明：根據(jù)具體情況參考下列各項編寫 設計依據(jù)：包括國家或上級指示文件、標準、工藝條件、原始資料、地方情況及其它要求。 設計原則：主要說明設計范圍、規(guī)模、改擴建原則，簡述供熱方案、供熱介質(zhì)及參數(shù)、備用設備、環(huán)保節(jié)能方面的考慮和措施。此項中對大型較復雜鍋爐房或根據(jù)甲方要求提交環(huán)保專篇、勞動保護專篇、防火專篇等。 存在的問題：如果存在初步設計階段未能解決的個別技術(shù)環(huán)節(jié)、設計問題以及建議可簡要提出。,熱負荷計算及鍋爐設備選擇 熱負荷一覽表及負荷計算最大、平均（日、采暖季）、月、年； 鍋爐房供熱介質(zhì)和參數(shù)的確定； 鍋爐型式、臺數(shù)、容量選擇 輔助設備選擇 鼓引風系統(tǒng)設備選擇確定煙風道斷面、煙囪出口直徑和高度； 水處理、給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)簡要計算及設備選擇； 運煤除灰系統(tǒng)簡要計算和設備選擇； 化驗和機修； 動力原材料消耗及技術(shù)經(jīng)濟指標表； 人員編制表； 附表和附圖； 主要設備、材料一覽表； 鍋爐房平面布置圖、橫斷面圖或可資套用的定型施工設計有關圖紙； 較大的鍋爐房還應附有汽水管道工藝系統(tǒng)圖、運煤除灰方案布置圖等。,動力原材料消耗及技術(shù)經(jīng)濟指標表,人 員 編 制 表,施工圖設計 圖紙目錄； 采用標準圖目錄； 設備材料表； 施工圖說明： 初步設計審批后如有原則變化和修改，應予以說明 施工說明主要指明設備安裝、管道安裝、試壓和試運行順序來寫 對于未作初步設計的施工圖說明中尚需加入簡單的工藝方案設計內(nèi)容，并改為施工說明。 鍋爐房汽水管道系統(tǒng)圖； 鍋爐房平剖面布置圖； 運煤除灰系統(tǒng)設備布置圖及設備安裝圖； 鼓引風機及其通風除塵系統(tǒng)安裝圖、接管大樣圖； 水箱、分汽缸、支吊架等非標設備制造圖、裝配圖,4.鍋爐房設計標準 鍋爐房設計規(guī)范GB5004192 ； 低壓鍋爐水質(zhì)標準GB157685； 鍋爐污染物排放標準GB1327191； 工業(yè)企業(yè)廠界噪音標準GB1234890； 城市區(qū)域環(huán)境噪音標準GB309693； 熱水鍋爐監(jiān)察規(guī)程； 蒸汽鍋爐監(jiān)察規(guī)程。,5. 原始資料的收集 新建鍋爐房 熱負荷資料：總裝機容量、機組選型、熱力系統(tǒng) 全廠各生產(chǎn)車間的蒸汽和熱水的負荷：小時最大熱負荷、小時平均熱負荷、蒸汽和熱水參數(shù)、生產(chǎn)班次和熱負荷特點（如使用情況、預熱時間等）； 生活熱負荷：浴室、開水爐、炊事用的小時熱負荷和使用時間； 采暖熱負荷：介質(zhì)參數(shù)、敷設方式、采暖期最大熱負荷、平均熱負荷和采暖天數(shù)； 通風熱負荷：小時最大熱負荷，使用情況； 蒸汽噴射制冷：小時最大熱負荷及其使用時間和使用情況； 余熱利用：最大和平均小時產(chǎn)熱量，蒸汽和熱水參數(shù)（鍛錘廢汽、工業(yè)爐煙氣余熱、連續(xù)和定期排污余熱等）； 鄰廠協(xié)作供熱關系。包括熱源輸送距離、熱負荷、介質(zhì)參數(shù)、價格、回水要求等； 回水量：凝水回收量，熱水采暖漏水率； 熱負荷曲線,煤質(zhì)資料：運煤方式、燃燒設備類型 產(chǎn)地、礦井名稱，價格，運輸距離及運輸工具（火車、汽車、輪船）； 煤礦年產(chǎn)量和供應情況； 煤的元素分析結(jié)果： Car，Har，Oar，Sar，Nar，Aar，War； 煤的工業(yè)分析結(jié)果：水分，灰分，揮發(fā)分，固定碳； 煤的低位發(fā)熱量； 煤的粘結(jié)性及燃燒時的結(jié)焦情況； 灰的變形溫度、軟化溫度和流動溫度（即t1、t2、t3）； 煤的可磨系數(shù)（燒煤粉時用）； 煤的粒度。 燃料油資料 燃料油的產(chǎn)地，價格，運輸距離及運輸工具（火車，汽車或輪船）； 燃料油的供應情況：供應的可靠性及有無中斷情況，油的品質(zhì)是否穩(wěn)定等； 燃料油的元素分析： Car，Har，Oar，Sar，Nar，Aar，War； 燃料油的性質(zhì)指標：黏度、比重、比熱、熱焓、凝固點、閃點、導熱系數(shù)、發(fā)熱量、硫分、灰分、機械雜質(zhì)和水分,水質(zhì)資料 懸浮物含量； 溶解固形物含量； 硬度、總堿度； 溶解氧； 游離二氧化碳； PH值。 氣象資料 海拔高度； 室外計算溫度、冬季采暖溫度、冬季通風溫度、夏季通風溫度； 采暖期室外平均溫度、采暖天數(shù)； 主導風向及頻率，冬季、夏季； 大氣壓力，冬季、夏季； 最大凍土深度。 地質(zhì)資料 地質(zhì)情況（地下室、管道地溝及地下煙道）：濕陷性黃土等級、地下水位、耐力等； 地震等級（高屋結(jié)構(gòu)及鍋爐鋼架防震之用）：地震裂度在7級以上時，對較大容量鍋爐房應考慮防震。 總平面布置圖、地形圖：鍋爐房位置和全廠供熱系統(tǒng)布置,設備、材料資料 鍋爐機組資料：進行擴大初步設計時，只需鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)、型號、規(guī)格外形圖及價格資料；進行施工圖設計時，應取得鍋爐安裝（設備基礎、平臺扶梯、儀表閥門、風煙接管、操作位置等）圖紙； 輔助設備資料：包括風機、水泵、各種標準設備和非標準設備的圖紙、技術(shù)參數(shù)和價格； 材料資料：主要包括當?shù)厣a(chǎn)的保溫材料和管材等。 其它有關資料 廠區(qū)交通情況，供電及供水情況，衛(wèi)生要求等。,改建、擴建鍋爐房 原鍋爐房內(nèi)庫存設備的詳細規(guī)格、型號、數(shù)量、制造廠、使用年限、主要尺寸、運行使用情況和存在的問題等； 原鍋爐房的施工圖，包括工藝布置圖、系統(tǒng)圖、區(qū)域布置圖等，并核實有關尺寸： 鍋爐與主要附屬設備和建筑物相互間的主要尺寸； 主要管道如蒸汽主管、給水管、供回水管、補水管和上水管的直徑及位置； 鍋爐房主要管道（熱力出入口）的地溝斷面及標高； 給水箱、凝結(jié)水箱、軟化水箱、除氧水箱、生水箱的位置、容積。 原鍋爐房的建筑和結(jié)構(gòu)資料： 鍋爐房的建筑平面圖及立面圖，核實外形尺寸、標高、門窗位置等； 鍋爐房結(jié)構(gòu)圖紙，核實構(gòu)筑物及設備基礎有關尺寸 ； 煙囪的結(jié)構(gòu)、高度、上口內(nèi)徑、煙道與煙囪接口處的開口尺寸、掏灰方式等、煙道的結(jié)構(gòu)及斷面等； 運煤除灰系統(tǒng)的施工圖、設備規(guī)格、使用情況、煤場及渣場的位置、容量等； 控制儀表系統(tǒng)的型號規(guī)格、使用情況等； 原鍋爐房的運行記錄、存在的問題、事故分析等； 原鍋爐房的人員組成、技術(shù)經(jīng)濟定額等。,6.熱負荷的確定 最大計算熱負荷：根據(jù)生產(chǎn)、生活、采暖、通風需要的熱負荷計算出鍋爐房最大熱負荷，以此作為確定鍋爐房規(guī)模、總裝機容量依據(jù)。 計算方法： （1）表格法,50 40 30 20 10 0,鍋爐房 用戶 用戶 用戶,0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20,時間（小時）,熱負荷（噸/時）,（2）公式法 QjmaxK0(K1Q1K2Q2K3Q3K4Q4)K5Q5 t/h Qjmax最大計算熱負荷，t/h； Q1采暖最大熱負荷，t/h； Q2通風最大熱負荷，t/h； Q3生產(chǎn)最大熱負荷，t/h； Q4生活最大熱負荷，t/h； Q5鍋爐房自用熱負荷（除氧、蒸汽給水泵、鍋爐房采暖），t/h。 除氧用熱： 大氣熱力式除氧用熱負荷：可通過熱力計算； 采用蒸汽噴射真空除氧用熱負荷：噴射器耗汽量可取58kg/噸（水）； 蒸汽給水泵用熱負荷：可通過查取說明書獲得； 鍋爐房采暖用熱：按面積熱指標法估取，鍋爐房每蒸噸裝機容量占用建筑面積為5080m2/蒸噸，采暖面積熱指標為80120W/m2； K0管網(wǎng)漏損和熱損失系數(shù)，按表1選??； K1采暖熱負荷同時使用系數(shù)，取1.0； K2通風熱負荷同時使用系數(shù)，取0.91.0； K3生產(chǎn)熱負荷同時使用系數(shù)，按表2選取，或取0.71.0； K4生活熱負荷同時使用系數(shù)，取0.5，若生產(chǎn)和生活用熱時間錯開則K40； K5自用熱負荷同時使用系數(shù)，取0.81.0。,余熱利用 煤氣發(fā)生爐水套發(fā)生的蒸汽量見表3。但若煤氣專業(yè)設計人員提交的熱負荷內(nèi)已扣除此項蒸汽量，則不考慮； 鍛錘廢氣利用量，一般可按照鍛錘用新汽量的百分比計算，鍛錘用汽量見表4； 工業(yè)爐：若排煙溫度為900左右，則每50006000Nm3/h的煙氣1噸蒸汽； 工廠利用余熱的最大計算熱負荷： QK0（K1Q1K2Q2K3Q3K4Q4）K5Q5 q1q2q3 t/h q1煤氣發(fā)生爐水套產(chǎn)汽量，t/h； q2鍛錘廢氣利用量，t/h； q3余熱鍋爐產(chǎn)汽量，t/h。,平均熱負荷 QpjK0（Q1pj Q2pj Q3pj Q4pj） t/h 采暖（通風）平均熱負荷 Q1pjQ1 t/h Q1pj采暖平均熱負荷，t/h； 采暖系數(shù)，取0.50.8或按下公式計算。 采暖（或通風）系數(shù)； tn采暖（通風）室內(nèi)計算溫度，； tpj采暖期（通風）室外平均溫度，； tw采暖期采暖（或通風）室外計算溫度，。 生產(chǎn)平均熱負荷：各車間的平均熱負荷相加而得。 生活平均熱負荷：浴室、開水爐、廚房等用熱; Q4pj1/8Q4 t/h 對有季節(jié)性負荷的鍋爐房，其最大計算熱負荷和平均熱負荷應按采暖季和非采暖季分別計算得出。 平均負荷表明熱負荷的均衡性，設備選擇時應考慮這一因素。,年熱負荷：全年燃料耗量的依據(jù)，也是技術(shù)經(jīng)濟比較的一個根據(jù)。 D0K0（D1D2D3D4）t/a D1、D2、D3、D4分別為采暖、通風、生產(chǎn)、生活全年熱負荷，t/a； Q5/Qmax自用熱系數(shù)。 D18n1 SQ1pj(3S)Q1f t/a D28n2SQ2pj t/a D38n3SQ3pj t/a D48n3SQ4pj t/a n1、n2、n3分別為采暖、通風天數(shù)和全年工作天數(shù)； S每晝夜工作班次； Q1f非工作班時保溫用熱負荷，t/h；tn=5,7.供熱介質(zhì)、參數(shù)和供熱方式的確定 供熱方式與介質(zhì)種類：在滿足要求的前提下，進行供熱介質(zhì)歸一；必須供兩種介質(zhì)的鍋爐房，鍋爐設備最好能為一種；系統(tǒng)中不好處理的小負荷單獨處理。 只有采暖熱負荷的供熱系統(tǒng)：熱水鍋爐 沒有采暖熱負荷的系統(tǒng) 當全部熱負荷或經(jīng)處理后都可以用熱水供應時，應采用熱水做介質(zhì)。 當有一部分熱負荷必須用蒸汽時，應采用蒸汽供熱。 生產(chǎn)采暖熱負荷都有的供熱系統(tǒng) 當經(jīng)過采取一定措施后，全部生產(chǎn)用熱可以統(tǒng)一為熱水時，則采用高溫熱水為供熱介質(zhì)。 生產(chǎn)用汽量小，采暖熱負荷較大的供熱系統(tǒng)：汽水兩用鍋爐（可同時供汽和供水）。冬季以高溫水為主，間供蒸汽；夏季根據(jù)生產(chǎn)用汽負荷大小，運行一臺或幾臺鍋爐，全部供汽，其余鍋爐做檢修或備用。 生產(chǎn)用汽量大，采暖熱負荷較小的供熱系統(tǒng)：選用蒸汽鍋爐，以蒸汽系統(tǒng)為主。采暖宜用蒸汽噴射器或表面換熱器轉(zhuǎn)換成熱水供熱。 生產(chǎn)用汽和采暖用熱量都很大的供熱系統(tǒng)：供汽系統(tǒng)為主，鍋爐房宜全部采用蒸汽鍋爐，采暖用淋水盤換熱器轉(zhuǎn)換高溫熱水供暖。優(yōu)點： 鍋爐房只有一種鍋爐，設備備用性強，安全性高。 系統(tǒng)簡單，運行管理方便，節(jié)約投資。 高溫熱水溫度便于調(diào)節(jié)，供水溫度穩(wěn)定。,介質(zhì)參數(shù) 原則：鍋爐房及其供熱系統(tǒng)工作參數(shù)的確定，除必須保證用戶要求外，還應力求經(jīng)濟和安全。大型供熱系統(tǒng)要通過技術(shù)經(jīng)濟分析確定最佳工作介質(zhì)參數(shù)，一般可參考下列各條進行確定： 鍋爐房供熱介質(zhì)參數(shù)選定，一般以全廠最高用戶參數(shù)為依據(jù)，以滿足整個系統(tǒng)各用戶的要求為原則。 工廠企業(yè)的生產(chǎn)用汽，大多數(shù)是飽和蒸汽。鍋爐的工作壓力，比最高用戶的需用壓力，加上熱網(wǎng)壓力損失，高0.10.2MPa即可。選擇鍋爐時，鍋爐額定工作壓力應盡量靠近系統(tǒng)工作壓力，兩者相差不要太大。 熱水供應系統(tǒng)，除有特殊要求的工業(yè)廠房和高標準的民用采暖外，都應采用高溫熱水采暖。 集中供熱熱水鍋爐房：供熱半徑24公里，供水溫度110130；供熱半徑47公里，供水溫度130150；供熱半徑710公里，供水溫度150170。 生產(chǎn)過程中有散發(fā)棉毛、木屑等物時，熱水溫度110。 對于散發(fā)可燃性粉塵、纖維的車間，高溫水130；如用飽和蒸汽0.05MPa。 中溫輻射板采暖，水溫不應低于110，宜用130150。如用蒸汽，壓力不宜低于0.2MPa，宜用0.4MPa。 暖風機用高溫水，溫度最好用150/70。,鍋爐臺數(shù)和容量的選擇 原則：在選用鍋爐單臺容量和鍋爐臺數(shù)時應考慮對負荷變化和意外事故的適應性，建設和運行的經(jīng)濟性。 負荷變化適應性強，能根據(jù)用戶熱負荷的晝夜、冬夏季節(jié)的變化，靈活地調(diào)節(jié)和調(diào)整運行鍋爐的臺數(shù)及工作容量，使鍋爐經(jīng)常處于經(jīng)濟負荷下運行。鍋爐的經(jīng)常負荷狀態(tài)不應低于鍋爐額定負荷的5060。 保證供熱的安全可靠性。鍋爐房內(nèi)鍋爐臺數(shù)的本身應體現(xiàn)出有較高的備用率，有利于節(jié)省人力、物力和基建投資。 采暖鍋爐房原則上不設備用，設備維修可安排在非采暖季節(jié)，但