揚州大學(xué)鍋爐課程設(shè)計書

1、第1章 設(shè)計資料1.1設(shè)計目的 課程設(shè)計是“鍋爐及鍋爐設(shè)備”課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，通過課程設(shè)計了解鍋爐房的工藝設(shè)計內(nèi)容，程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計計算方法和步驟，提高運算和制圖能力。1.2設(shè)計任務(wù) 燃油鍋爐房工藝設(shè)計。1.3設(shè)計資料1.燃油資料：War=0 Aar=0.01% Car=85.25% Har=13.49% Oar=0.66%Sar=0.25% Nar=0.04% Q=42915 kJ/Kg2.水質(zhì)資料：總 硬 度 HO=4.8 mmol/L 永久硬度 HF=2.1 mmol/L暫時硬度 HT=2.7 mmol/L 總 堿 度 AO=2.7 mmol/LPH=7.6 溶解周形物=2

2、68 mg/L3.蒸汽負(fù)荷及參數(shù)空調(diào)用汽： D=4.66t/h P=0.6MPa表壓 凝水回收率為40%生產(chǎn)用汽： D=2.5t/h P=0.4MPa表壓 無凝水回收生活用汽： D=0.8t/h P=0.3MPa表壓 無凝水回收采暖用汽： D=1.0t/h P=0.3MPa表壓 凝水回收率為40%4.揚州市氣象資料（民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB 50736-2012）揚州室外計算溫、濕度供暖室外計算溫度（）-2.3冬季通風(fēng)計算溫度（）1.8冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算溫度（）-4.3冬季空氣調(diào)節(jié)室外計算相對濕度（%）75夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度（）34.0夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度（）

3、28.3夏季通風(fēng)室外計算溫度（）30.5夏季通風(fēng)室外計算相對濕度（%）72夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算日平均溫度（）30.6第2章 鍋爐的型號及臺數(shù)的確定2.1熱負(fù)荷的計算 熱負(fù)荷計算由公式： t/h （2-1）式中：、分別為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷，單位原來t/h；、分別為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活熱負(fù)荷的同時使用系數(shù)；鍋爐自耗熱量和管網(wǎng)熱損失系數(shù)。則夏季： Qa=1.05×（1.0×4.66+0.8×2.5+0.5×0.8）=7.413 t/h冬季： Qw=1.05×（1.0×1.0+0.8×2.5+0.5×0.8

4、）=3.57 t/h 由于 >故鍋爐的熱負(fù)荷取7.413 t/h。2.2鍋爐的臺數(shù)及型號的選擇鍋爐房設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：當(dāng)鍋爐內(nèi)最大一臺鍋爐檢修時，其余鍋爐能滿足工藝連續(xù)生產(chǎn)所需要的熱負(fù)荷和采暖通風(fēng)及生活用熱所允許的最低熱負(fù)荷。鍋爐房的鍋爐臺一般不宜少于兩臺；當(dāng)選用一臺鍋爐就能滿足負(fù)荷和檢修需要時，也可只裝置一臺。對于新建鍋爐房，鍋爐臺數(shù)不宜超過五臺；擴建和改建時，最多不宜超過七臺。國外有關(guān)文獻認(rèn)為，新建鍋爐房內(nèi)裝設(shè)鍋爐的最佳臺數(shù)為三臺。且為便宜布置、運行和檢修宜選用相同型號的鍋爐?？紤]到實際情況，并結(jié)合本鍋爐房的特點，擬選用兩臺燃油鍋爐。由上節(jié)計算的最大熱負(fù)荷為7.413t/h，最大工作壓

5、力為0.6MPa（夏季空調(diào)用汽），臺數(shù)為兩臺，燃料為燃油。查了幾種主要牌子的鍋爐，確定使用河南太康永興鍋爐。其臥式燃油蒸汽鍋爐為臥式快裝內(nèi)燃三回程火管蒸汽鍋爐.采用偏置爐膽濕背式結(jié)構(gòu),高溫?zé)煔庖来螞_刷第二及第三回程煙管,然后由后煙室經(jīng)煙囪排入大氣.鍋爐裝有活動的前后煙箱蓋,使鍋爐檢修方便.鍋爐配置技術(shù)性能良好燃燒器,采用了燃燒自動比例調(diào)節(jié),給水自動調(diào)節(jié),程序啟停,全自動運行等先進技術(shù),并具有高低水位報警和極低水位、超高汽壓、熄火等自動保護功能.該型鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、操作簡便、安裝迅速、污染少、噪音低、效率高等特點。主要特點： 1、燃?xì)庹羝仩t整體結(jié)構(gòu)合理、緊湊、屬鍋爐島型,符合快裝出

6、廠條件.本產(chǎn)品出廠時由三大部分組成；鍋爐主機、煙囪及管路系統(tǒng),其中主機和煙囪部分已在廠內(nèi)制造完畢,主機所配套的管路閥門、儀表已隨機裝妥,運至現(xiàn)場將主機和煙囪組裝即可.現(xiàn)場接通氣源、電源、水管路即可試車.大大縮短了安裝周期,且可保證產(chǎn)品質(zhì)量. 2、鍋爐設(shè)計性能先進.該鍋爐主機屬整體結(jié)構(gòu),燃燒器裝配在前煙箱蓋上,本體主要布置受熱面和燃燒室部分.具有結(jié)構(gòu)合理、緊湊,鋼材耗量低,爐膽采用偏置波形爐膽, 保溫層選用新型輕質(zhì)隔熱保溫材料,外包裝采用彩色薄板,外形包裝為長方體,使鍋爐性能、重量、結(jié)構(gòu)尺寸、外觀造型與國內(nèi)同容量產(chǎn)品相比具有明顯的先進性和美觀感.該鍋爐給水設(shè)備配置在鍋爐右側(cè)的鍋爐底座上使之與主機

7、為一體,不須另做基礎(chǔ). 3、水循環(huán)簡單,受壓部件結(jié)構(gòu)合理,在保證水質(zhì)的情下,可以安全運行.查鍋爐的技術(shù)參數(shù)表，最終選用兩臺WNS4-1.25臥式燃油蒸汽鍋爐，各類鍋爐選型參數(shù)如下表（2-1）： 表2-1 臥式燃油蒸汽鍋爐選型參數(shù)表鍋爐型號WNS4-1.25WNS6-1.25WNS8-1.25WNS10-1.25額定蒸發(fā)量（t/h）46810額定蒸汽壓力（MPa）1.251.251.251.25額定蒸汽溫度（）193.4193.4193.4193.4給水溫度（）2020105105設(shè)計效率（%）8988.488.988.9適用燃料輕油、重油、天然氣、液化氣、城市煤氣燃料耗量輕柴油（Kg/h）26

8、0377552662天然氣（Nm3/h）320453634783受熱面積（m2）121146.1205243鍋爐最大運輸重量 （t）13.5152225鍋爐運輸尺寸（m）5.3×2.6×2.85.6×2.7×3.06.4×3.0×3.27.3×3.0×3.2鍋爐安裝外形尺寸（m）6.3×3.0×3.77.1×3.2×4.17.5×3.3×4.18.4×3.3×4.1第3章 給水及水處理設(shè)備選擇 鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，水質(zhì)

9、已經(jīng)過一定的處理。鍋爐房水處理的任務(wù)通常是軟化和除氧，某些情況下也需要除堿或部分除鹽。3.1確定是否要除堿 對于本鍋爐房，由于，且排污率，不需要對鍋水進行除堿。3.2水處理設(shè)備的生產(chǎn)能力的確定3.2.1給水量的確定 鍋爐的給水量由下式確定： t/h （3-1）式中：K安全系數(shù)，一般取1.051.10；系統(tǒng)熱負(fù)荷，t/h；排污率，初選時按照2%10%選取，最終相差不大于3%為最終結(jié)果，否則重算,取8.4%；由式（3-1），。 3.2.2軟水量的確定鍋爐補給水就經(jīng)軟化處理，而除氧設(shè)備就處理全部鍋爐給水。因為凝結(jié)水中雜質(zhì)含量很少，但輸送過程中可能接觸空氣而使之含氧。鍋爐補給水量是指鍋爐給水量與合格的

10、凝結(jié)水回收量之差。鍋爐給水量包括蒸發(fā)量、排污量。并考慮設(shè)備和管道漏損。鍋爐補給水量由公式 （3-2）式中 D鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h； 合格的凝結(jié)水回收量，t/h； 設(shè)備和管道漏損，%可取0.5%； 鍋爐排污率，%由任務(wù)書中中可求凝結(jié)水回收量為空調(diào)用氣或采暖用氣的凝結(jié)水回收量，由于鍋爐的最大熱負(fù)荷是夏天時，故取空調(diào)用氣的凝結(jié)水回收量為準(zhǔn)，則 Gn=4.66×0.4=1.864 t/h由2.1節(jié)可知7.413 t/h，假設(shè)排污率為8.4%，則 水處理設(shè)備自耗飲水一般是用于逆流再生道理工藝的逆流沖洗過程，其流量可按預(yù)選的離子交換器直徑估算： （3-3） 式中 逆流沖洗速度，m/s,低流速

11、再生時取2 m/s，有頂壓時取5 m/s； F交換器截面積，m2； 水的密度，常溫水1。取=2 m/s，假設(shè)交換器的直徑為750mm，則F=0.44m2可知 Gzh=2×0.44×1=0.88t/h水處理設(shè)備生產(chǎn)能力G由鍋爐補給水量、熱水管網(wǎng)補給水量、水處理設(shè)備自耗水量和工藝生產(chǎn)需要軟水量決定： （3-4）式中 鍋爐補給水量，t/h； 熱水管網(wǎng)補給水量，t/h；水處理設(shè)備自耗軟水量，t/h；工藝生產(chǎn)需要軟水量，t/h； 1.2裕量系數(shù)。 由于系統(tǒng)無熱水管網(wǎng)，故為0；工藝生產(chǎn)需要軟水量由有關(guān)部門提供，由于資料不全，可不考慮。則需要軟水量為 G=1.2×(6.21+0

12、+0.88+0)=8.51t/h3.3軟化方法的確定及軟化處理設(shè)備的選擇3.3.1水軟化方法的確定鍋爐用水應(yīng)進行軟化處理。堿度高的水有時需要進行除堿處理，通?？筛鶕?jù)相對堿度和按堿度計算的鍋爐排污率高低來決定。由3.1節(jié)可知不需要進行除堿處理。水軟化方法一般采用離子交換軟化法，其效果穩(wěn)定，易于控制。當(dāng)需要除堿時，一般考慮氫鈉離子交換法。石灰預(yù)處理的系統(tǒng)復(fù)雜，操作要求也高，處理水量較小的場合不宜采用。銨鈉離子交換法處理的水使蒸汽帶氨，對于黃銅或其他銅合金設(shè)備有受氨腐蝕的危險時、或用汽部門不允許蒸汽含氨時，不宜采用。綜合上述，本次設(shè)計采用鈉離子交換法進行水的軟化。3.3.2水軟化處理設(shè)備的選擇 本工

13、程采用鈉離子交換法來對鍋水進行軟化，并采用磺化煤作為離子交換劑（樹脂），離子交換器一般不少于兩臺，每晝夜再生次數(shù)為12次。本鍋爐房選用2臺離子交換工藝為固定床逆流再生離子交換器，總處理軟水量為8.51t/h，運行流速在1525m/s。本工程采用逆流再生離子交換器。其基本規(guī)格參數(shù)如下：離子交換器的直徑參數(shù)為，離子交換層的填料高度為1500mm、2000mm。樹脂的交換能力為交換能力E0=11001500 mol/m3。計算時按下式（3-5）、（3-6）初選離子交換器的直徑： （3-5）式中:F離子交換器的面積，；鍋爐的軟水量，t/h；軟水的流速，取15m/h； 水的密度，1t/m3。 （3-6）

14、式中：d 離子交換器的直徑，mm。根據(jù)式（3-5）、（3-6），面積，直徑。因此，選用直徑為750mm的離子交換器。則離子交換器的實際面積為：，實際的流速為：。離子交換器的再生時間按下式（3-7）計算： (3-7)式中：E樹脂的工作容量，V為填料層的體積，,一般高度在1.5m左右。鍋爐所需的軟水量，t/h；Ho鍋爐的總硬度，mmol/L；H鍋爐合格硬度，0.03mmol/L。由式（3-7），計算得該鍋爐的再生時間為1300×0.44×2/(8.51×（4.8-0.03）)=28.2h。3.3.3 耗鹽量的計算 鈉離子交換法的再生劑為食鹽，再生液的制備采用溶鹽池，池

15、的體積通常為再生用量。一次再生量由下式計算可得 （3-8）式中 交換劑工作交換常量,取11001500 ； 反應(yīng)速率，取80100g/mol； 鹽的純度，可取95%。 其中: 3.3.4 耗水量的計算耗水量包括鍋爐補給水量和軟化工藝中的再生耗水量，即鍋爐中的補給水量與凝水回收量之和，因此：。3.4確定是否除氧按任務(wù)書說明，本鍋爐不進行除氧。3.5決定鍋爐排污量和決定排污系統(tǒng) 鍋爐排污率的限制主要是節(jié)約能源的問題，在節(jié)能工作暫行規(guī)定6中規(guī)定，鍋爐給水處理的優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)為排污率不超過5%，良級標(biāo)準(zhǔn)為排污率不超過10%，如超過10%，便屬于差級。限制鍋水的鹽堿度，從而降低其排污率，是水處理設(shè)備的主要任務(wù)

16、，也是衡量水處理設(shè)備處理能力的一個重要指標(biāo)。鍋爐的排污率可以按照下式（3-9）計算： （3-9）式中： 鍋水允許的鍋水，mmol/L；取22mmol/L； 給水的堿度，mmol/L，取2.7mmol/L； 凝水所占總占總給水量的份額。 由式（3-5）分別計算冬季和夏季的排污率，取其中的較大值為本鍋爐房鍋爐的排污率。因此，該鍋爐的排污率為8.4%，滿足規(guī)范誤差為0在3%的范圍內(nèi)的要求。也證明了3.1節(jié)的結(jié)論，不需要除堿。 對有連續(xù)排污的鍋爐，應(yīng)考慮連續(xù)排污水熱量的利用。額定蒸發(fā)量大于或等于1t/h的鍋爐應(yīng)有鍋水取樣裝置，取樣冷卻器應(yīng)該每臺鍋爐單獨設(shè)置，以免竄水影響水樣的代表性。 所有排污水都應(yīng)進

17、入排污減溫池，冷卻到40以下排入下水道管網(wǎng)。第4章 水設(shè)備和主要管道的選擇計算 給水設(shè)備是指鍋爐房給水系統(tǒng)中各種水泵和水箱，它與鍋爐的安全運行有著密切的關(guān)系。鍋爐給水的中斷可能引起重大事故，因此在設(shè)計中應(yīng)使給水設(shè)備能可靠、有效的滿足鍋爐的給水需要。4.1確定給水系統(tǒng)，擬定系統(tǒng)草圖 給水系統(tǒng)由給水設(shè)備，連接管道和附件等組成。在具有除氧水箱時，為保證除氧器的正常運行，應(yīng)同時設(shè)置凝結(jié)水箱或軟水箱。在沒有除氧水箱時，凝結(jié)水可以和給水箱合設(shè)或分設(shè)。如有低壓蒸汽（0.7MPa）自流回水進入鍋爐房時，凝結(jié)水箱設(shè)置于地下，而給水箱則分散于地上。因為地下室遠(yuǎn)離鍋爐操作面，操作不便；且地下室采光通風(fēng)條件差，排水也

18、不方便，還有受水淹的可能。對于其他各種凝結(jié)水回收系統(tǒng)（壓力回水），凝結(jié)水箱可作地上布置，與給水箱合設(shè)。 給水泵可以集中設(shè)置，通過母管向各臺鍋爐供水；也可以每臺鍋爐單獨配置，但備用給水泵仍應(yīng)與每臺鍋爐的給水管道連接，以確保供水，單獨配置給水泵時，便于調(diào)節(jié)，對沒有自動給水調(diào)節(jié)器的鍋爐比較適宜。集中給水時，其系統(tǒng)可以簡化，所配備的水泵數(shù)量也可以減少。 對本工程系統(tǒng)，兩臺鍋爐，每臺單獨設(shè)置給水泵，凝結(jié)水箱和給水箱合設(shè)。4.2給水箱的選擇計算 給水箱的作用有兩個：一是軟化水和凝結(jié)水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。給水箱進水與出水之間的不平衡程度與多種因素有關(guān)，如鍋爐房容量，負(fù)荷的均衡性，軟化和

19、凝結(jié)水設(shè)備的特點及其運行方式等。容量較大的鍋爐房，波動相對較小。給水儲備是保證鍋爐安全運行所必須的，其要求與鍋爐房容量有關(guān)。所以，給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需2040min的給水量。對于小容量的鍋爐房，給水箱的有效容量可以適當(dāng)增大。4.2.1給水箱容積與個數(shù)的確定給水箱可只設(shè)置一個，但常年不間斷供熱的鍋爐房應(yīng)設(shè)置兩個，或都選用隔板的方形給水箱。本鍋爐只設(shè)置一個給水箱。采用熱力除氧和真空除氧時，除氧器和給水箱由制造廠配套供應(yīng)，干式（常壓）給水箱可按標(biāo)準(zhǔn)圖選用，選用時應(yīng)注意有隔板的水箱與無隔板的水箱其外形尺寸和標(biāo)準(zhǔn)圖號的區(qū)別。給水箱的

20、體積按照下式（4-1）計算： （4-1）式中： V給水箱的體積，; 系統(tǒng)的熱負(fù)荷之和，t/h。由式（4-1）算得給水箱的體積在2.47-3.71之間。本次計算采用3.7則給水箱尺寸為2m×1.6m×1.5m，公稱容積4.0m3，有效容積4.3m3，符合要求。4.2.2給水泵的選擇計算（1）給水泵的容量和臺數(shù) 給水泵的流量應(yīng)滿足鍋爐所以運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時給水量的1.1倍的要求；如果鍋爐房設(shè)有減溫減壓裝置，還應(yīng)計入其用水量。由于工業(yè)鍋爐房的負(fù)荷一般都不均衡，特別是有季節(jié)性負(fù)荷的鍋爐房負(fù)荷變化更大，因此給水泵的容量和臺數(shù)還應(yīng)適應(yīng)全年負(fù)荷變化的要求。例如，當(dāng)非采暖負(fù)荷很低時，可

21、考慮設(shè)置低負(fù)荷時專用的給水泵，使水泵處于正常調(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作，提高運行的可靠性和經(jīng)濟性。但給水泵的臺數(shù)不宜過多，以免使系統(tǒng)的運行復(fù)雜化。（2）備用給水泵 設(shè)置備用給水泵是為保證在停電，正常檢修和發(fā)生機械故障等情況下，鍋爐仍能得到安全、可靠的供水。為此，設(shè)計規(guī)范和監(jiān)察規(guī)程都明確規(guī)定：鍋爐房應(yīng)設(shè)置備用給水泵，當(dāng)任何一臺給水泵停止運行時，其余給水泵的總流量應(yīng)滿足所有鍋爐額定蒸發(fā)量的1.1倍給水量。因此，任何一個鍋爐房內(nèi)給水泵至少設(shè)置兩臺；如果只有兩臺，則每臺給水泵的流量必須滿足前述1.1倍給水量的要求。 采用電動給水泵為主要給水設(shè)備時，宜采用汽動給水泵為事故備用泵，其流量可按所有運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時

22、所需給水量的20%40%來選擇。這是因為它在停電時，風(fēng)機不能運行，鍋爐也無法正常燃燒和供汽。當(dāng)汽動給水泵作為主要備用泵，且給水管路為雙母管時，它的流量則不得小于最大一臺電動給水泵的流量，若為單母管時，因往復(fù)式汽動泵和離心式電動泵不能并聯(lián)運行，汽動給水泵的流量應(yīng)按鍋爐房所以鍋爐在額定蒸發(fā)量時給水泵的1.1倍來選擇。 為了保證給水泵安全、正常的工作，所選擇的的給水泵還應(yīng)能適應(yīng)最高給水溫度的要求。一般情況下給水泵由鍋爐配套，對于事故用泵采用汽動水泵，其流（1/3-1/2）Di。當(dāng)D1t/h，Pg0.7MPa時，可采用注水器。 給水泵的揚程可按下式計算： KPa (4-2)式中:P鍋爐工作壓力，MPa

23、； P安全閥較高始啟壓力比工作壓力的升高值，MPa。當(dāng)鍋爐額定 蒸汽壓力小于1.27 MPa時，P=0.04MPa，當(dāng)鍋爐額定蒸發(fā)壓力為1.273.82 MPa時，P=0.06P MPa； H1省煤器的壓力，kpa； H2給水管道的壓力，kpa； H3給水箱最低水位與鍋爐水位間液位壓差，kpa； H4附加壓力，50100kpa。 對于壓力較低的鍋爐，給水泵的揚程可由下式估算 （4-3） 式中： P鍋爐工作壓力，MPa； 則 總給水流量為3.7t/h，揚程140，根據(jù)流量和揚程選擇水泵,所選水泵為蒸汽往復(fù)泵，型號為ZQS-4.8/17,其流量為3.2-4.8m3/h，揚程為175m，有效功率為2

24、.28KW。4.2.3 給水箱的安裝高度給水泵輸送溫度較高的給水，要求給水箱有一定的安裝高度，使給水泵有足夠的灌注頭，以免發(fā)生汽蝕和影響正常給水。給水箱的安裝高度（給水箱最低水位到給水泵軸線的標(biāo)高差）應(yīng)不小于正式計算的給水泵最小灌注高度 （4-4）式中 使用溫度下的水飽和壓力，Pa；給水箱液面壓力，Pa； 吸水管道阻力，Pa；富裕量，可取3000-5000 Pa；泵的允許汽蝕余量，m；使用溫度下的水的密度，。若計算結(jié)果為負(fù)值，是指最大吸水高度。由于資料不足，不詳細(xì)計算。4.3鹽池箱的選擇計算稀鹽溶液池的體積按式（4-5）計算： （4-5）式中 一次再生用鹽量； 鹽溶液濃度，%，較佳濃度應(yīng)根據(jù)設(shè)

25、備特點優(yōu)選，一般取用4%8%； 鹽溶液密度，,見表4-1。取=6% ，查表4-1得 =1.0413 t/h由式（4-5）可得稀鹽溶液池體積為： 鹽液池的體積流量按照下式（4-6）進行計算： （4-6）式中： 鹽液池的體積流量，； 離子交換器的直徑，mm； 鹽液池中鹽液的流速， w=4-8m/h。由上式（4-6）計算得：。表4-1 氯化鈉溶液的密度濃度（%）4681026密度（）1.02681.04131.05591.07071.1972則稀鹽溶液池的尺寸為2m×2m×1m=4，符合要求?？筛鶕?jù)鹽液池的和估算的揚程來選擇鹽液泵，所選的鹽液泵為W型漩渦泵，型號為32W-30，流

26、量范圍為1.73-3.6m3/h，揚程為52-20m，電機功率為2.2KW。4.4凝結(jié)水箱和凝結(jié)水泵的選擇 常年供汽的鍋爐房，凝結(jié)水箱一般采用兩個，季節(jié)性鍋爐房可只采用一個。水箱的總?cè)萘靠蔀?040min的最大凝結(jié)水量。水箱外形尺寸可按照標(biāo)準(zhǔn)圖選用。 由于凝結(jié)水溫度較高，為了保證凝結(jié)水泵的正常工作，減小凝結(jié)水箱和凝結(jié)水泵之間的安裝高度差，可將部分或全部鍋爐補給水通入凝結(jié)水箱，降低水溫，也減少蒸發(fā)。此時水箱的選擇也應(yīng)相應(yīng)的增加。對本系統(tǒng)，選擇一個凝結(jié)水箱，其水箱體積為：V=4.66×40%×1/2=0.932t。 凝結(jié)水泵采用電動離心泵，一般為兩臺，其中一臺為備用。凝結(jié)水泵的

27、流量應(yīng)不小于1.2倍最大凝結(jié)水回收量。所以L=1.2×4.66×0.4=2.24t/h。凝結(jié)水泵的揚程Hn可按照下式計算： （kpa） （4-7） 式中：PZY除氧器要求的進水壓力，kpa； H1管道阻力，kpa； H2凝結(jié)水箱最低水位與給水箱和除氧器入口處標(biāo)高差相應(yīng)壓力， kpa； H3附加壓力，可取50kpa。 本工程中水箱揚程由于條件不足，暫時不進行計算。4.5其他水泵和其他水箱的選擇（1）原水加壓泵 當(dāng)進入鍋爐房的原水（生水，清水）壓力不能滿足水處理設(shè)備和其他用水設(shè)備的要求時，應(yīng)設(shè)置原水加壓泵，但一般不考慮備用。 原水加壓泵的揚程一般不低于200300kpa，應(yīng)視用

28、水設(shè)備的要求而定。泵的流量應(yīng)考慮水處理設(shè)備的流量及其耗水流量以及其他耗水量等。（2）地下室排水泵 凝結(jié)水箱和凝結(jié)水泵設(shè)置在地下室時，應(yīng)其地下室的積水難于直接排入下水道，有時下水道堵塞還會發(fā)生污水倒灌，因此應(yīng)設(shè)排水泵，通常不設(shè)備用泵。 設(shè)備正常漏水了極小，排水泵的流量主要考慮設(shè)備溢流水量，設(shè)備清洗及事故排水量。本工程系統(tǒng)中，不設(shè)置排污泵。（3）軟化水箱 設(shè)有軟化水箱或其他中間水箱時，根據(jù)水箱在系統(tǒng)中的作用和要求，決定其容積，并根據(jù)需要設(shè)置相應(yīng)的水泵。4.6給水母管和蒸汽母管管徑的計算和選擇 要求選定的主要管道是從給水箱至鍋爐的給水管道和從鍋爐至分汽缸的蒸汽管道。 管道直徑根據(jù)輸送介質(zhì)按推薦流速（

29、教材附錄4-6）計算，然后選擇管子規(guī)格（教材附錄4-7），當(dāng)輸送介質(zhì)壓力大于1MPa時，溫度大于200時，應(yīng)采用無縫鋼管；不超過上述范圍的可選擇無縫鋼管或水煤氣輸送管。采用絲扣連接時只限于水煤氣輸送管。 給水管道一般采用單管，常年不間斷的鍋爐房應(yīng)采用雙母管，切每條管道的流量都是額定蒸發(fā)量時的給水量。表4-2 各管內(nèi)的推薦流速 管子種類活塞式水泵離心式水泵給水母管進水管出水管進水管出水管水流速度（m/s）0.751.01.52.01.02.02.02.51.53.0 由3.2節(jié)可知給水水量為8.64t/h，由表4-2（教材表12-1）可知選用離心式水泵時進出水管流速分別在1.02.0m/s，2.

30、02.5m/s，給水母管流速1.53 m/s。取給水母管流速為2.0 m/s，給水母管管徑由下式（4-8）計算： mm (4-8)式中： 鍋爐的給水量，t/h; 給水母管的流速，m/s; 水的密度，。 由上式（4-8）計算得：。擬選用外徑為45mm的無縫鋼管作為給水母管。 蒸汽母管的管徑由下式（4-9）計算： mm (4-9)式中： 鍋爐的總蒸發(fā)量,t/h; 蒸汽母管的流速，1530m/s; 蒸汽的密度，。 蒸汽母管的管徑根據(jù)推薦流速與比摩阻選用外徑為108mm的無縫鋼管為蒸汽母管，此時速度為22.2m/s，滿足要求。表4-3 常用鋼管規(guī)格及質(zhì)量表 無縫鋼管（熱軋）YB231外徑（mm）壁厚（

31、mm）理論質(zhì)量（Kg/m）外徑（mm）壁厚（mm）理論質(zhì)量（Kg/m）3232.158948.383832.59108410.264533.11512.705033.481334.514.263.54.011594.517.155734.006.022.643.54.62219631.5263.53.55.18841.6345.87273852.28763.56.261064.8647.103251077.684.7分氣缸的選擇計算分汽缸長度決定于接管，相鄰管間距就符合結(jié)構(gòu)強要求和全球閥門的安裝及檢修。 多管供汽時采用分氣缸。根據(jù)壓力容器設(shè)計規(guī)范的要求，分氣缸的直徑應(yīng)按最大接管的直徑確定，即筒

32、體開孔最大直徑不超過筒體內(nèi)徑的一半。分氣缸的兩段均采用橢球形封頭，分氣缸由專業(yè)廠家制造。 分氣缸長度決定于接管的多少，相鄰管間距應(yīng)符合結(jié)構(gòu)強度要求和便于閥門的安裝及檢修，附表（4-4）所列數(shù)值以供參考。表4-4 分氣缸接管間距 相鄰管管徑（mm）253240506580100125150200兩相鄰管中心間距（mm）220250270290310330360390420500空調(diào)用汽： ，選外徑159mm的無縫鋼管，此時速度為20m/s，滿足要求。 生產(chǎn)用汽： ，選外徑133mm的無縫鋼管，此時速度為21.2m/s，滿足要求。生活用汽：，選外徑為89mm的無縫鋼管，此時速度為20.4m/s，滿

33、足要求。采暖用汽：，選外徑為89mm的無縫鋼管，此時速度為25.6m/s，滿足要求。根據(jù)壓力容器設(shè)計規(guī)定的要求，分汽缸的直徑應(yīng)按最大接管的直徑確定，即筒體開孔的最大直徑應(yīng)不超過筒體內(nèi)徑的一半。所以，分氣缸的直徑>159×2=318mm，所以選取直徑為400mm。分氣缸的總長108+108+108+108+120+108+159+120+159+133+120+133+89+120+89+89+120+89+89=2169mm,取2170mm。 此外每臺鍋爐進水管，選取外徑為32mm的無縫鋼管。4.8主要閥門 課程設(shè)計中要求選擇給水系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)管道上的閥門，決定其型號，并以閥門

34、型號表示法表示。 閘閥作關(guān)斷用，適于全開全閉的場合。閘閥的介質(zhì)流動阻力較小，但密封面的檢修困難，對于汽水等非腐蝕性介質(zhì)，可用暗桿式的，常用于水泵進口，水箱進出口，自來水管道和公稱直徑大于200mm的各種場合。 截止閥作關(guān)斷用，適于全開全閉的場合，截止閥的介質(zhì)流動阻力較大，閥體長度也較大，但密封面的檢修較閘閥方便些，常用于水泵出口，分氣缸，水處理設(shè)備等場合，產(chǎn)品公稱直徑通常不超過200mm。 節(jié)流閥用于介質(zhì)節(jié)流，但沒有調(diào)節(jié)特性，介質(zhì)流動阻力大，如果用截止閥或閘閥代替節(jié)流閥，則便失去關(guān)斷作用。 止回閥用于要求單向流動的場合，其結(jié)構(gòu)形式有升降式或旋啟式兩種，升降式垂直瓣止回閥應(yīng)安裝在垂直管道上，而升

35、降式水平瓣止回閥宜安裝在水平管路上，這類產(chǎn)品的公稱直徑一般不超過200mm，旋啟式止回閥宜安裝在水平管道上或各種大型官道上。 在不可分式的省煤器入口，可分式的省煤器的入口和通向鍋筒的給水管道上，離心泵的出口處都應(yīng)裝止回閥和截止閥，而且水流先通過止回閥。 底閥也是一種止回閥，用于液位低于泵時的泵的吸入管端。 旋塞閥是快速啟閉的閥門，其閥芯在高溫下易變形，限于以水為介質(zhì)的場合。鍋爐房各種液位計、水位表和壓力表管上常用旋塞閥。對于腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)根據(jù)使用條件選用隔膜閥或塑料閥。還有疏水閥，安全閥等重要閥件。第5章 送引風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計 根據(jù)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定，送風(fēng)機、引風(fēng)機和除塵器都在“工業(yè)鍋爐成

36、套供應(yīng)范圍”之內(nèi)，應(yīng)由鍋爐廠配套供應(yīng)，如實際條件沒有特別要求，不必變更。課程設(shè)計中對送引風(fēng)系統(tǒng)，決定風(fēng)煙管道和煙囪尺寸，進行設(shè)備和管道布置。如有實際需要，還應(yīng)對配套風(fēng)機性能。 關(guān)于鍋爐熱效率、排煙溫度、鍋爐本體煙風(fēng)阻力和鍋爐本體各煙道的過量空氣系數(shù)，均引用鍋爐廠產(chǎn)品計算書中的數(shù)據(jù)。5.1空氣量和煙氣量的計算 根據(jù)使用燃料成分計算得出燃料耗量、送風(fēng)量和排煙量。 計算中的過量空氣系數(shù)可采用：除塵器0.1-0.15，鋼制煙道每10m長為0.01，磚煙道每10m長為0.05。 液體燃料理論空氣由下式(5-1)計算: (5-1) 式中： 理論空氣量， 燃料收到基的低位發(fā)熱量，KJ/Kg 由上式計算得：

37、則實際空氣量 (5-2)式中： 過量空氣系數(shù)，一般控制在1.051.20。因此。 對于液體燃料，其理論煙氣量計算按公式(5-3): (5-3)式中： 理論煙氣量，由上式得=11.37。則實際煙氣量按照下式（5-4）計算： (5-4)式中： 液體燃料的實際煙氣量， 。由上式，該燃料的實際煙氣量為13.25根據(jù)鍋爐的技術(shù)參數(shù)，每臺鍋爐的燃料消耗量為260kg/h，則每小時所需的空氣是和每小時煙氣排放量分別為 5.2確定煙、風(fēng)管道截面積尺寸 風(fēng)道和煙道一般是2-4mm鋼板焊機而成，可以是圓形或矩形，常與設(shè)備接口一致。室外部分也可采用磚煙道。 煙道設(shè)計應(yīng)考慮清除積灰的方便。接至煙囪的磚煙道斷面尺寸一般

38、與煙囪的煙道口一致，支煙道也應(yīng)有合理的尺寸。煙道上應(yīng)設(shè)置清灰口。 煙囪標(biāo)準(zhǔn)圖中的煙道出灰孔均為600mm×800mm。 由表5-1可知風(fēng)管道的風(fēng)速在48m/s，煙氣管道的速度為68m。取風(fēng)速5 m/s，煙速為7 m/s，則煙風(fēng)管道截面積尺寸分別為 表5-1 常用風(fēng)煙管道流速選用表名稱材料風(fēng)速（m/s）煙速(m/s)磚或混凝土制4868金屬制101510155.3確定送引風(fēng)系統(tǒng)及其布置 決定管道系統(tǒng)應(yīng)首先確定鍋爐、送引風(fēng)機、除塵器和煙囪的初步布置，決定各設(shè)備進出口空間位置，標(biāo)出接口尺寸。然后決定連接管道的布置及所采用的部件，如進風(fēng)口、吸入風(fēng)箱、變徑管、彎頭和三通等。最后繪出布置簡圖。

39、送風(fēng)機的吸入段常布置吸風(fēng)管，以便在鍋爐頂部空間吸入熱空氣，同時也考慮在寒冷季節(jié)從室外進風(fēng)的吸氣口。小型鍋爐送風(fēng)機通常就地吸風(fēng)。 如果在距風(fēng)機進口小于3-4倍直徑處轉(zhuǎn)彎，為了避免較大的壓力損失，應(yīng)裝入吸入風(fēng)箱。 當(dāng)管道截面或形狀變化時，應(yīng)設(shè)置變徑管，其中心角不應(yīng)過大，以免增加壓力損失。 采用的管道部件應(yīng)有良好的空氣動力性能。轉(zhuǎn)彎處不宜采用銳角彎頭，彎頭應(yīng)有合理的曲率半徑。交匯或分流處應(yīng)盡量避免正交直角三通或四通，必要時可設(shè)置導(dǎo)流板。 監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，“幾臺鍋爐共用一個總煙道時，在每臺鍋爐的支煙道內(nèi)應(yīng)裝設(shè)煙道擋板”。 煙囪和煙道連接的部位，應(yīng)使各臺鍋爐的阻力盡量均衡，還應(yīng)考慮到可能擴建的情況。 進行

40、初步設(shè)置是為了決定管道系統(tǒng)，以便進行計算。當(dāng)最后布置與此有出入時，一般不必修改計算，因前后變動通常只影響管道長度，對系統(tǒng)氣流阻力影響不大。 送引風(fēng)系統(tǒng)及其布置詳見圖紙。5.4確定煙囪高度和斷面尺寸 采用機械通風(fēng)時，煙囪高度按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)選定。采用自然通風(fēng)時，煙囪高度應(yīng)滿足克服煙氣系統(tǒng)阻力的要求。表5-2煙囪標(biāo)準(zhǔn)圖中煙道口尺寸煙囪出口直徑（mm）0.81.01.21.41.72.0煙道口寬度（mm）0.60.81.01.21.41.6煙道口高度（mm）1.11.51.72.02.52.8 新建鍋爐房在煙囪周圍半徑200m的距離內(nèi)有建筑物時，煙囪高度一般高出建筑物3m以上。 煙囪出口內(nèi)直

41、徑按出口推薦流速計算。決定出口直徑時還應(yīng)對最小負(fù)荷時的流速，以免冷風(fēng)倒灌。 煙囪外直徑由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定。磚煙囪頂部壁厚一般為240mm，有內(nèi)襯時為410mm。底部外直徑由煙囪高度和外壁坡度決定，外壁坡度一般采用2.5%。底部內(nèi)直徑與設(shè)計條件有關(guān)。表5-3 鍋爐房煙囪最低允許高度鍋爐房總?cè)萘縯/h<11<22<44<1010<2020<40MW<0.70.71.41.42.82.877141428煙囪最低允許高度m202530354045 查表5-3（教材表8-6）可知煙囪最低高度設(shè)為30米。煙囪直徑按式（5-5）計算 (5-5) 式中 通過煙囪的總煙氣量

42、，； 煙囪出口煙氣速度，m/s，查教材表8-7選取10m/s。 則 。5.5校核風(fēng)機性能 當(dāng)鍋爐使用條件與設(shè)計條件有較大變化或其他需要時，核對鍋爐廠配套送引風(fēng)機性能。計算風(fēng)道和煙道阻力時，應(yīng)先繪制供計算用的系統(tǒng)簡圖，注明管段長度、斷面尺寸、曲率半徑等尺寸。 除塵器的阻力可按產(chǎn)品說明書選取。 計算出送風(fēng)和引風(fēng)系統(tǒng)總阻力后，得出要求的風(fēng)機壓頭和流量，核對鍋爐廠配套風(fēng)機的性能是否滿足要求。如果需要更換風(fēng)機，應(yīng)選出風(fēng)機型號。第6章 供油系統(tǒng)燃油供應(yīng)系統(tǒng)是燃油鍋爐房的組成部分之一，它能適應(yīng)燃料油的理化性能，供應(yīng)適合鍋爐燃燒燃料油品質(zhì)，保證鍋爐的安全正常運行。燃油系統(tǒng)主要由接受、貯備和輸配三個系統(tǒng)組成。在

43、燃油系統(tǒng)中一般有卸油設(shè)施、貯油罐及油泵房等建筑物和構(gòu)筑物，此部分建（構(gòu)）筑物布置比較集中，一般習(xí)慣總稱為油庫。6.1貯油罐容量確定 按建造材料劃分，貯油罐有金屬油罐和非金屬油罐兩大類。金屬鋼制油罐的主要型式為拱頂和無力矩圓筒型油罐及浮頂油罐，也有小容量臥式油罐。非金屬油罐主要是鋼筋混凝土地下式或半地下式的，地面上的用的很少，也有少數(shù)內(nèi)襯鋼板的混凝土油罐。 對于小型燃油型鍋爐，經(jīng)常選用輕質(zhì)油作為燃油鍋爐的燃料，為了簡化油庫的布置方式，小容量輕質(zhì)油的貯存常選用金屬油罐直接埋地的方式貯存輕質(zhì)油，針對這一情況，許多生產(chǎn)商將卸油、貯油、供油這三個系統(tǒng)設(shè)備組合成一體，便于設(shè)計選型。貯油罐分為室內(nèi)貯油罐和室

44、外貯油罐。室外貯油罐一般大于1015立方米，一般為鍋爐耗油量的兩倍；室內(nèi)貯油罐一般小于1立方米。油管道的流速控制在0.2 m/s以內(nèi)，管材采用紫銅管焊接而成。（1） 室外油箱 容積由耗油量和儲存天數(shù)確定，一般不小于10-15m3。配件有：呼吸閥、進出油管、泄油管、液位計。要求：防火（埋地，四周填砂）、防浮（基礎(chǔ)固定） 針對本系統(tǒng)，選擇兩臺JDXL B 2.0-20/B貯油供油系統(tǒng)，其全容積為20m3，直徑DN為2000mm，總長L為6900mm。（2）室內(nèi)油箱 容積1 m3。要求：單獨房間（防火門） 高架（高于燃燒器100-1500）并配有：呼吸閥、進、出、回油管、泄油管、液位計。6.2油泵選

45、擇 鍋爐房常用的油泵有：離心泵、往復(fù)泵、螺桿泵和齒輪泵等。油泵型式的選擇主要取決于油品性質(zhì)和供油參數(shù)。當(dāng)輸送的油品粘度小，壓頭較低且流量較大時，一般采用離心泵；當(dāng)油品黏度大，壓頭較高且流量較小時，一般采用往復(fù)泵；如流量均勻且油品不含固體顆粒時，可采用螺桿泵或齒輪泵。 離心泵的特點：壓力穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能好、能直接由電動機帶動、運行維護簡單、易損零件少、對雜質(zhì)不敏感、價格低廉；缺點是吸入管須預(yù)先充油方可啟動，吸入頭低（一般3-5.5m），油品黏度增加時，其流量、效率和揚程降低較大。離心泵可用于卸油、供油和輸油。 往復(fù)泵的特點：干吸能力強、啟動簡單、運行方便，黏度對出力及效率的影響較小；缺點是體積大、

46、價格貴，氣動泵運行費用高且蒸汽不能回收。由于活塞往復(fù)運動，油壓波動，對油噴嘴的霧化質(zhì)量有影響，使火焰脈動，油風(fēng)混合較差，而且易損零件多，維修、檢修均不方便。往復(fù)泵多用于卸油，或長距離輸油管頂端用；作供油泵時，需加穩(wěn)壓器。 螺桿泵的特點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、效率高、流量均勻（隨壓力改變很?。?，可適應(yīng)較高的黏度，工作時噪聲小；缺點是壓力不夠穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能較離心泵差，不宜輸送含雜質(zhì)的油品。此外，制造精度要求高，較難檢修。螺桿泵多作為供油泵用。螺桿油泵的容積損失隨輸送油品的粘度大于20°E時幾乎為常數(shù)；但輸送功率隨油品黏度的增加而增加；某螺桿泵在油品黏度由10°E變化到70°

47、;E時，輸送功率20KW增加到30KW。 齒輪泵的特點：體積小、重量輕、流量均勻。但調(diào)節(jié)性能不佳，負(fù)荷變化時壓力波動較大。此外，因軸承構(gòu)造不良，磨損較嚴(yán)重，并容易卡主。齒輪泵容量較小，用于小容量燃油系統(tǒng)，也用于掃倉抽卸底油。 根據(jù)本工程，由于燃油鍋爐容量較小，選擇齒輪泵。 齒輪泵流量為鍋爐總耗油量的2倍，設(shè)液位控制器控制開、停。6.3油路設(shè)計 管徑的計算： （6-1）式中d管道內(nèi)徑（mm） Q管道內(nèi)油品的容積流量（m3/h） G管道內(nèi)油品的重量流量（Kg/h）w管道內(nèi)油品的平均流速（m/s）油品的密度（t/m3） 管內(nèi)流速為0.2 m/s。 管材：紫銅管或無縫鋼管，連接方法為焊接。過濾器設(shè)置；

48、油泵出口、室內(nèi)油箱出油管設(shè)中燃油過濾器（60目/英寸）。表6-1 鍍鋅焊接鋼管（普通）GB3091（部分）公稱直徑（mm）外徑（mm）壁厚（mm）理論質(zhì)量（Kg/m）1521.32.751.262026.82.751.632533.53.252.423242.33.253.134048.03.503.84 所以，供油母管，根據(jù)表6-1，選取公稱直徑為40mm的鍍鋅鋼管。 支管，根據(jù)表6-1，選取公稱直徑為32mm的鍍鋅鋼管。第7章 鍋爐房的工藝布置鍋爐房工藝布置的內(nèi)容包括各種工藝設(shè)備及管道、燃料儲運和水、煙、灰渣排放設(shè)施的布置；作為課程設(shè)計，還應(yīng)提出鍋爐房區(qū)域內(nèi)的建筑物和構(gòu)筑物的布置方案。鍋爐

49、房布置還應(yīng)滿足各種設(shè)備的工作安全可靠、運行管理和安裝檢修便利；同時還應(yīng)節(jié)省用地用材，提高建設(shè)和運行的經(jīng)濟性。設(shè)計說明書應(yīng)對鍋爐房布置方案作必要的說明，并附以布置簡圖。7.1鍋爐房建筑鍋爐房的建筑物和煙囪、水池等構(gòu)筑物由土建專業(yè)設(shè)計，但工藝設(shè)計者應(yīng)根據(jù)工藝過程的需要，提出基本形式、主要控制尺寸和有關(guān)要求。在本課程設(shè)計中，鍋爐房的建筑形式和主要控制尺寸除題目給定外，均由設(shè)計者自行決定。（1） 鍋爐房的組成鍋爐房包括設(shè)置鍋爐的鍋爐間，設(shè)置給水、水處理、送引風(fēng)、運煤除灰等輔助設(shè)備的輔助間，化驗室以及值班、更衣、浴室和廁所等生活用房。容量較大的鍋爐房（通常指6-10t/h鍋爐的鍋爐房），還包括變配電用房、儀表操作間、機修間和辦公用房。布置鍋爐和輔助設(shè)備的建筑根據(jù)設(shè)備特點按實際需要設(shè)置，化驗室和上述生活用房一般均應(yīng)設(shè)置。課程設(shè)計中，化驗室和生活用房面積可參考表7-1推薦的數(shù)值。 表7-1 生活間面積鍋爐房規(guī)模（t/h）辦公室（m2）值班、休息室（m2）化驗室（m2）更衣室（m2）廁所浴室淋浴器數(shù)量浴室8-163.3×4.53.3×4.51220-60男3.6×63.6×63.9×63.9×6121女11當(dāng)鍋爐房作為一個