鍋爐課程設(shè)計2013年板

1、鍋爐房課程設(shè)計說明書鍋爐房課程設(shè)計說明書課程名稱： 鍋爐及鍋爐房設(shè)備 設(shè)計題目： 石家莊熱水鍋爐系統(tǒng)設(shè)計 院 系： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程系 班 級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 1目錄目錄第一章 設(shè)計參數(shù)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1.1 原始資料 .21.2 設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) .31.3 熱負荷計算 .3第 2 章 熱負荷的確定及鍋爐的選擇2.1 鍋爐類型及臺數(shù)的確定 .62.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及風(fēng)煙量的計算 .72.3 鼓引風(fēng)機、除塵器的選擇 .9第 3 章 熱力系統(tǒng)的計算3.1 循環(huán)水泵的選擇計算.11參考文獻.1423第一章第一章 設(shè)計參數(shù)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計參數(shù)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1.1 原始資料原始資

2、料1.1.11.1.1 設(shè)計概況設(shè)計概況本設(shè)計為石家莊地區(qū)住宅小區(qū)采暖鍋爐房工藝設(shè)計，整個設(shè)計要求設(shè)備選型準(zhǔn)確合理、工藝流程布置順暢、經(jīng)濟技術(shù)合理、燃料消耗低、初投資小。根據(jù)鍋爐房設(shè)計的基本要求和原則進行熱負荷計算、設(shè)備選型和工藝布置。1. 1. 2 熱負荷及參數(shù)熱負荷及參數(shù)1.1.2.1 土建資料土建資料建筑面積 40000住宅，建筑層高 30m。根據(jù)采暖通風(fēng)規(guī)范實施手冊和城2m市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范 （CJJ34-2002）規(guī)定：住宅供暖面積熱指標(biāo) qn,m為 60(W/m2)。1.1.2.2 熱負荷參數(shù)熱負荷參數(shù) 根據(jù)面積熱指標(biāo)法估算熱負荷。 310FqQfn代入數(shù)值計算結(jié)果得采暖熱負荷為 2

3、400KW。本設(shè)計部考慮生產(chǎn)負荷、生活負荷和通風(fēng)負荷。1.1.2.3 熱網(wǎng)參數(shù)熱網(wǎng)參數(shù) (1)供回水溫度 Tg/Th=95/70(2)熱網(wǎng)作用半徑 R=600m(3)建筑物最大高度 H=30m 1. 1. 3 石家莊氣象參數(shù)石家莊氣象參數(shù) 石家莊市氣象資料：室外計算溫度：-7.5 度通風(fēng)室外計算溫度：26.6冬季室外平均風(fēng)速和主導(dǎo)風(fēng)向：風(fēng)速為 1.8m 每 s，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)采暖期天數(shù) 112 天最冷月平均溫度：-3 度采暖期日平均溫度：-0.2 度最大凍土深度：54cm1. 1. 4 燃料種類燃料種類 本設(shè)計選用山東良莊煙煤,其 Ay=32.48,Vy=38.50,Qydw=17690kJ

4、/kg。41. 1. 5 水質(zhì)資料水質(zhì)資料 表 1-3 水質(zhì)資料表地 區(qū)項 目石家莊給水含氧量（mg/L）0.1鍋水總堿度（mmol/L）50鍋水總含鹽量（mmol/L）5400給水總硬度 H（mmol/L）0.08給水 PH 值61.2 設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)1.低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB1576-852.鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-913.熱水鍋爐監(jiān)察規(guī)程4.供熱工程制圖規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)5.鍋爐房設(shè)計規(guī)范 1.3 熱負荷計算熱負荷計算1.3.11.3.1 計算熱負荷計算熱負荷熱負荷計算公式1：Qjmax =k0 (k1Q1+k2Q2+k3Q3+k4Q4) +k5Q5 式(2.1)其中:Qj

5、max -最大計算熱負荷 k0-熱水網(wǎng)路損失系數(shù),1.05-1.08.敷設(shè)方式為地溝,因此取 1.05.k1-采暖熱負荷同時使用系數(shù),1.0 k2-生產(chǎn)熱負荷同時使用系數(shù), 0 k3-通風(fēng)熱負荷同時使用內(nèi)系數(shù),0 k4-生活熱負荷同時使用系數(shù),0 k5-自用熱負荷同時使用系數(shù),1.01.2.取 1.0.Q1-采暖熱負荷 1.98MW Q2-生產(chǎn)熱負荷 0 MW Q3-通風(fēng)熱負荷 0 MW5 Q4-生活熱負荷 0 MW Q5-自用熱負荷,MW. 所以,上式簡化為: 55110maxQkQkkQj1.3.21.3.2 采暖平均熱負荷采暖平均熱負荷Qpj=(tn-tpj)*Q1/(tn-tw)其中：

6、 Qpj-采暖期平均熱負荷 tn-采暖期室內(nèi)計算溫度取 18tpj-采暖期室外平均溫度取-0.6tw-采暖期室外溫度取-8Q1-采暖熱負荷 1.98MW1.3.31.3.3 年熱負荷年熱負荷 式(2.1)1 (max5100QQDkQ其中： Q0-年熱負荷,MW k0-熱水網(wǎng)路損失系數(shù),敷設(shè)方式為地溝,因此取 1.05 Q5-自用熱負荷 0.384MWQjmax -最大計算熱負荷 MWD1-采暖全年熱負荷 表 2-1 采暖熱負荷計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源代入數(shù)值數(shù)值1采暖最大熱負荷Q1MW原始資料給定2.42.42采暖熱負荷最大使用系數(shù)k1得鍋爐房用于小區(qū)采暖用戶采暖，且供熱不間斷

7、1.01.06熱水網(wǎng)路損失系數(shù)k0地溝敷設(shè)取 1.051.051.057采暖面積熱指標(biāo)qw/m2鍋爐房為生產(chǎn)廠房，保證其室內(nèi)正常溫度1201208建筑面積S m2取 501004004009鍋爐房自用熱負荷Q5MW624* *10Sq2440012010-60.38410自用熱負荷同時使用系數(shù)k5由于只用于鍋爐房自身供暖，取 1.01.01.011最大計算熱負荷QjmaxMWk0 k1 Q1 + k5 Q51.051.02.4+1.00.3842.904612采暖室內(nèi)計算溫度tn采暖設(shè)計要求181813采暖室外計算溫度tw查石家莊市氣象資料-7.5-7.514室外平均溫度tpj查石家莊市氣象資

8、料-0.2-0.215采暖系數(shù)1wnpjntttt)5 . 7(18)2 . 0(180.71316采暖平均熱負荷QZPJMW1Qjmax0.7132.9042.07117采暖天數(shù)n天查氣象資料11211218采暖全年熱負荷D1MJ/a24nQZPJ2411236002.0712.00410719年熱負荷Q0MJ/a)1 (max510QQDk1.052.004(1+)107904. 2348. 02.3821077第二章第二章 熱負荷的確定及鍋爐的選擇熱負荷的確定及鍋爐的選擇2. 1 鍋爐類型及臺數(shù)的確定鍋爐類型及臺數(shù)的確定本設(shè)計主要用于采暖，其介質(zhì)是熱水，供水溫度 95，回水溫度 70，且

9、經(jīng)過計算知最大熱負荷為 2.904MW，鍋爐總?cè)萘繎?yīng)大于或等于 2.904MW；而計算出平均熱負荷為2.071MW,故選用 2 臺 2.8MW 的鍋爐,總的裝機容量為 5.6MW 大于鍋爐房最大熱負荷,而一臺單臺鍋爐的容量又恰好略小于平均熱負荷,這樣可以使一臺鍋爐大部分時間在額定負荷下工作,而另一臺在最冷時作為高峰鍋爐,同時，熱負荷小于 2.8MW 時運行一臺鍋爐，在大于 2.8MW 時候運行兩臺鍋爐，這樣可以起到調(diào)節(jié)負荷的目的，從而節(jié)約了能源。SZL2.81/95/70AII 熱水鍋爐的技術(shù)參數(shù)：型號：SZL1.51/95/70AII額定熱功率：2.8MW額定出水壓力：0 MPa鍋爐燃料：二

10、類煙煤燃料消耗：520kg/h取暖面積：40000m2熱效率：80.91%供/回水溫度：95/70鍋爐重量：22.5t外形尺寸：5.845. 214.782.1.12.1.1 燃燒設(shè)備選擇燃燒設(shè)備選擇本設(shè)計選用山東良莊煙煤,其 Ay=32.48,Vy=38.50,Qydw=17690kJ/kg?？紤]到往復(fù)推飼爐排排爐煤種適應(yīng)性廣、機械化上煤除渣等優(yōu)點。因此選往復(fù)推飼爐排爐合適。采暖鍋爐房原則上不設(shè)備用，設(shè)備維修可安排在非采暖季節(jié)，但在臺數(shù)的選擇上調(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；對節(jié)省人力、物力和基建投資；保證鍋爐房供熱的安全和可靠性。因此，鍋爐房鍋爐的臺數(shù)一般不少于

11、 2 臺，新建鍋爐房的鍋爐臺數(shù)不超過 4 臺。所以，本設(shè)計選 2 臺四噸每小時鍋爐。2.2.22.2.2 理論空氣量、實際空氣量、理論煙氣量和實際煙氣量的計算理論空氣量、實際空氣量、理論煙氣量和實際煙氣量的計算名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源代入數(shù)值數(shù)值低位發(fā)熱值Qnet,arkJ/kg原始資料給定1769017690燃料計算消耗量Bjkg/h鍋爐參數(shù)確定520520爐膛出口過量空氣系數(shù)l 鍋爐及燃燒設(shè)備參數(shù)確定，一般在 1.31.6之間，取 1.31.31.38空氣預(yù)熱器中空氣漏入煙道的漏風(fēng)系數(shù)這里取 0.050.050.05爐膛漏風(fēng)系數(shù)l鍋爐性能參數(shù)確定0.10.1冷空氣溫度tlk設(shè)計給定3

12、030冷空氣焓值(CH)kKJ/Nm3查煙氣焓溫表2626燃燒所需理論空氣量VkoNm3/kg0.203 Qnet,ar /1000+2.0 0.20317690/1000+2.05.6空氣過量系數(shù)鼓風(fēng)機進口空氣過量系數(shù)1.421.42實際空氣量VNm3/kg* Vko1.425.67.94理論煙氣量Vy0m3/kg0.248 Qnet,ar/1000+0.770.24817690/1000+0.775.16實際煙氣量Vym3/kgVy0+1.0161（-1）Vk05.16+1.0161（1.42-1）5.67.552.22.2通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及風(fēng)煙量的計算通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計及風(fēng)煙量的計算2.2.12.

13、2.1 通風(fēng)方案的確定通風(fēng)方案的確定本鍋爐房采用平衡通風(fēng)系統(tǒng)，既鼓、引風(fēng)機均有，這樣既能保證爐膛負壓，從而保證鍋爐房經(jīng)濟衛(wèi)生；又能不致使負壓太大，是漏風(fēng)系數(shù)比較小，從而運行上比較經(jīng)濟。2.2.22.2.2 最大燃煤量的計算最大燃煤量的計算名稱符號單位計算公式帶入數(shù)值數(shù)值單臺最大燃煤量BjKg/h2.8*103*3600/(q*)1.4*103*3600/ (1769081%)236.5單臺實際最大燃煤量BjjKg/hBj(1-q4/100)236.5*(1-10%)212.82.2.32.2.3 鼓引風(fēng)機的選擇鼓引風(fēng)機的選擇2.3.3.1 鼓風(fēng)機、引風(fēng)機的選擇計算表名稱符號單位計算公式或數(shù)值來

14、源代入數(shù)值數(shù)值1當(dāng)?shù)卮髿鈮篵kPa石家莊市氣象資料得99.5699.5692鼓風(fēng)機風(fēng)量Qgm3/h1.1*Bjj Vko*（-l +） *(273+tk)l/273*101325/b1.1*1.42*520*5.6*（1.1-0.1+0.05）*(273+30)/273*101.325/99.56 53953燃燒設(shè)備阻力HlPa取 600800，由于負荷受熱面多7007004冷風(fēng)道阻力H2Pa取 2040，取 20，設(shè)風(fēng)道長為 30m6006005鼓風(fēng)機入口管道阻力H3Pa取 2080，取 3030306送風(fēng)道阻力HkPaHl +H2+H3700+600+3013307鼓風(fēng)機風(fēng)壓HkPa1.2

15、*Hk*(273+tk)/(273+20)*101.325/99.561.2*1330*(273+30)/273*101.325/99.5618038引風(fēng)機風(fēng)量Qym3/h1.1*Bjj Vy*(273+180)/273*(101.325/99.56)1.1*520*7.55*(273+180)/273*101.325/99.567293.19鍋爐本體阻力HbtPa取 12001500，由于鍋爐負荷大，因此取 12001300130010煙道阻力HydPa取 2040 Pa/M，取 25pa/m煙道長取 25 米625 62511除塵器阻力HccPa除塵器的阻力 1200-1400Pa，取 1

16、300Pa1300130012煙道總阻力HyPaHbt +Hcc +Hyd1300+625+1300322513引風(fēng)機風(fēng)壓HyPa1.2*Hy*(273+tp)/(273+200)*(101.325/100.15)1.2*3225*(273+180)/473*(101325/100150)37502.2.42.2.4 煙囪的選擇計算煙囪的選擇計算名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源代入數(shù)值數(shù)值1煙囪高度Hycm鍋爐房總裝機容量為 5.6MW，因此取 4040402煙氣流速2m/s機械通風(fēng)，全風(fēng)負荷，并考慮擴建可能性，不取上限10103煙道內(nèi)溫降查書 p259 得鐵皮煙道約 2 /m2*25504煙囪

17、內(nèi)的溫降查書 p259 得磚砌煙囪約 0.5 /m0.5*5025105同時運行的風(fēng)機臺數(shù)n臺2 臺同時工作226煙囪出口溫度22py180-50-251057煙囪出口內(nèi)徑d2m查書 p259 計算公式：220188. 0wVdyz20.018810119531.38煙囪進口直徑d1m查書 p259 公式計算得 d1=d2+2iH,i取 0.020.03 這里取 0.021.3+2*0.02*352.72. 2. 5 風(fēng)道、煙道斷面的確定風(fēng)道、煙道斷面的確定本設(shè)計風(fēng)道采用圓形斷面金屬風(fēng)道，其風(fēng)速范圍為 1020m/s。先假設(shè)冷風(fēng)道風(fēng)速為 10m/s，冷風(fēng)道的橫截面積： F=0.3VG*3600

18、10*36002*53952m假設(shè)煙風(fēng)道風(fēng)速為 10 m/s，煙風(fēng)道的橫截面積：F=0.41vGy3600210*36002*1 .72932m2.3 鼓引風(fēng)機、除塵器的選擇鼓引風(fēng)機、除塵器的選擇2.3.1 鼓風(fēng)機設(shè)備選擇鼓風(fēng)機設(shè)備選擇鼓風(fēng)機的設(shè)計計算風(fēng)壓為 1803Pa，鼓風(fēng)量為 89.92 m3/min。故選風(fēng)機密集型羅茨鼓風(fēng)機 L47WD 型。 表 3-4 鼓風(fēng)機性能參數(shù)表選擇鼓風(fēng)機品牌密集型羅茨鼓風(fēng)機 MJSR 型流量Qm3/min 93.1全壓HPa9800轉(zhuǎn)速nr/min730功率NKW222. 3. 2 引風(fēng)機設(shè)備選擇引風(fēng)機設(shè)備選擇引風(fēng)機設(shè)計計算的風(fēng)量 7293.1m3/h，排煙

19、溫度為 180C，風(fēng)壓為 3750Pa，則選用Y5-47-4No5C表 3-7 引風(fēng)機性能參數(shù)表 選擇引風(fēng)機的型號Y6-48-11No6D流量Qm3/h7300全壓HPa216711主軸轉(zhuǎn)速r/min2900介質(zhì)溫度C200全壓效率%89.5配用電機型號 Y13252-2額定轉(zhuǎn)速r/min2900電機功率KW4.852.3.32.3.3 除塵器設(shè)備的選擇除塵器設(shè)備的選擇選擇除塵器要考慮煙氣量，鍋爐容量，煙氣含塵度，除塵器阻力以及處理的煙氣量。除塵器的選擇應(yīng)以高效，低阻，低鋼耗和價廉為標(biāo)準(zhǔn)。由以上計算可知，除塵效率為94.4%，煙氣量為 8638m3/h,故而選用除塵器 GDX-4 型干濕兩級除

20、塵器，阻力損失 0.7-0.9KPa,除塵效率 96-98%，處理煙氣量為 8000-12000m3/h.除塵器型號處理煙氣量 m3/h阻力損失 Kpa除塵器效率 %重量(Kg)GDX-48000-120000.7-0.996-98360012第三章熱力系統(tǒng)的計算第三章熱力系統(tǒng)的計算3.1 循環(huán)水泵的選擇計算循環(huán)水泵的選擇計算3.1.13.1.1 循環(huán)水泵的流量和揚程計算循環(huán)水泵的流量和揚程計算表 5-1 循環(huán)水泵的流量和揚程計算 序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源代入數(shù)值數(shù)值1總熱負荷Qmaxjkw查熱負荷計算表得：2460 24602供水溫度tgC。設(shè)計給定95953回水溫度thC。設(shè)計給

21、定70704熱網(wǎng)循環(huán)水量Q0m3/h0.86kQmaxj/c(tg-th)0.861.052400/(95-70)86.695計算密度kg/m370的飽和水密度C。977.86質(zhì)量流量Gkg/hG=Q0 847637鍋爐房內(nèi)部壓力H1kpa查4P33 得：鍋筒式水管鍋爐為 70150Kpa，取 110 Kpa1101108平均比摩阻LPa/m查4P245 取 4080Pa/m,據(jù)循環(huán)流量取 40Pa/m40409供熱半徑Rm設(shè)計給定60060010局部阻力占沿程阻力系數(shù)查1P33 得：0.20.3，取0.20.20.211熱網(wǎng)供回水干管阻力H2kpa2RL(1+)2*600*40(1+0.2)

22、*0.00157.612系統(tǒng)阻力Hm設(shè)計給定505013循環(huán)水泵揚程H m303015體積流量Qkg/m3Q=1.1Q0160.8*1.1176.8816循環(huán)水泵臺數(shù)n臺選用四臺循環(huán)水泵,兩用兩備443.1.23.1.2 循環(huán)水泵設(shè)備的選擇循環(huán)水泵設(shè)備的選擇據(jù) H=30m,Q=86.69m3/h 選擇水泵型號 QW100-100-30-15。表 5-2 循環(huán)水泵的參數(shù)13型號流量(m3/h)揚程m轉(zhuǎn)速r/min軸功率電機效率QW100-100-30-151003014501566因為本設(shè)計屬于較大型熱水系統(tǒng)，有較大的漏水，需要用補水泵補水，故選用補給水泵定壓系統(tǒng)，該定壓系統(tǒng)有簡單可靠、水力工況

23、穩(wěn)定、便于操作的優(yōu)點。3.1.33.1.3 供回水根管管徑的供回水根管管徑的確定確定前面已經(jīng)計算,循環(huán)水泵的流量為 86.69m3/h,兩臺共 173.4m3 /h。（1）鍋爐房循環(huán)水進出總管管徑流量 G=173.4 m3/h，若取管內(nèi)流速為 1.6m/s，則循環(huán)水管管徑可由下式計算： d0=18.8 =196 mmvG/式中： d0管道內(nèi)徑，mm； G工作狀態(tài)下的體積流量，m3/h 工作狀態(tài)下的流速，m/s（2）水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑水泵至鍋爐循環(huán)水管道為單管制，根據(jù)鍋爐循環(huán)水量 G=86.69 m3/h，若取管內(nèi)流速為 1.6m/s,則每臺循環(huán)水管管徑為 100mm3.1.43.1.4 補

24、給水泵的計算補給水泵的計算熱水系統(tǒng)的補水量一般根據(jù)系統(tǒng)的正常補水和事故補水確定，并宜為正常補水的 45 倍。系統(tǒng)的小時泄露量，宜為系統(tǒng)總得水容量的 1%。名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源代入數(shù)值數(shù)值補給水泵流量Q1m3/hQ1%0.0186.690.87建筑物高度Pbm設(shè)計給定3030補給水泵揚程HmH2OH=1.2(Pb-3)1.2*(30-3)32.43.1.53.1.5 補給水泵設(shè)備的選擇補給水泵設(shè)備的選擇補水泵流量為 0.87m3/h，補水泵揚程為 32.4m表 3.1.4.1 補水泵性能參數(shù)表型號流量 m3/h揚程電動機功率重量14mkwkgQW25-2-40-4.52.00404.5273.1.63.1.6 軟化水箱的軟化水箱的選擇選擇本鍋爐房軟化水箱一只,水箱的容量按 40min 補水量計算,其體積為: Vn=(40/60)0.87=0.58m33. 1. 7 定壓裝置的選擇定壓裝置的選擇根據(jù)熱網(wǎng)規(guī)范規(guī)定：補水裝置的補水量，不應(yīng)小于供熱系統(tǒng)循環(huán)流量的 1%。補水裝置的補水壓力不應(yīng)小于補水點管道壓力再