某小區(qū)燃煤鍋爐房工藝的設計井岡山大學建環(huán)鍋爐課程設計報告書

1、 .PAGE28 / NUMPAGES29井岡山大學本科生課程設計書題 目：某小區(qū)燃煤鍋爐房工藝設計學生：志文學 號：111614027專 業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程班 級：2011建環(huán)班指導教師：黃文先目錄設計概況2原始資料2第一章 鍋爐型號容量和臺數的確定 第一節(jié) 熱負荷計算4 第二節(jié) 鍋爐型號容量和臺數的確定5第二章 循環(huán)水泵與補水泵流程和程 第一節(jié) 循環(huán)水泵程的選擇7 第二節(jié) 補水泵的選擇膨脹容積計算8第三章 水處理設備的選擇 第一節(jié) 確定水處理設備的生產能力10 第二節(jié) 決定水的軟化方法11 第三節(jié) 軟化設備選擇計算12 第四節(jié) 除氧設備選擇計算13 第五節(jié) 鍋爐排污量和決定排污系統(tǒng)14

2、第四章 鍋爐房主要工藝管道設計計算和布置 第一節(jié) 主要管道和閥門的選擇16 第二節(jié) 風煙管道和主要汽水管道布置17第五章 送引風與煙囪煙道設計 第一節(jié) 計算送風量和排風量18 第二節(jié) 決定送引風管道系統(tǒng)與其初步設計19 第三節(jié) 決定風道和煙道斷面尺寸20 第四節(jié) 決定煙囪高度和直徑21第六章 核算送引風機第一節(jié) 送風機性能校核22 第二節(jié) 引風系統(tǒng)校核22第七章 除污器與其他輔助設備的選擇 第一節(jié) 除污器的選用24 第二節(jié) 其他輔助設備25總結27參考資料28設計概況本設計為一燃煤鍋爐房工業(yè)設計，為某小區(qū)采暖提供熱水的熱水鍋爐房，采暖方式為季節(jié)性用水。其供水溫度為95，回水溫度為70，采暖負荷

3、為9.6MW。鍋爐房采用單層布置，其建筑面積為1676m2。同時整個設計要求設備選型準確合理、工藝流程布置順暢、經濟技術合理、燃料消耗低、初投資小。根據鍋爐房設計的基本要求和規(guī)進行熱負荷計算、設備選型和工藝布置。課程設計是鍋爐與鍋爐房設備課程學習之后的一次重要實踐，本課程設計是建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的主要教學環(huán)節(jié)之一，通過課程設計了解鍋爐房工藝設計容、程序和基本原則，學習設計的基本方法和步驟，提高運算水平，提高分析和解決實際問題的能力。原始資料熱負荷資料 表1采暖熱負荷Q1生產熱負荷Q2生活熱負荷Q3通風熱負荷Q49.6MW0MW0MW0MWP貧煤 表214.645.827.757.92.69

4、2.582.111.1422.10MJ/kg所用水質資料 表3名稱符號單位數據總硬度Hme/l4.5碳酸鹽硬度(暫時硬度)me/l4.5非碳酸鹽硬度（永久硬度）me/l2.00總堿度Ame/l6.32PH值PH7.2溶解固形物mg/l607溶解氧mg/l5.8冬季平均水溫t8夏季平均水溫t23供水壓力PMPa0.4氣象與地質資料 表4名稱單位數據海拔高度m25.9冬季采暖室外計算溫度-10冬季通風室外計算溫度-5采暖期室外平均計算溫度-2采暖室計算溫度16采暖總天數d180夏季通風室外計算溫度29主導風向西北當地大氣壓（冬季）Pa102340當地大氣壓（夏季）Pa100220平均風速（冬季）m

5、/s2.6平均風速（夏季）m/s2.3最高地下水位m土壤凍結深度m0.73 鍋爐型號容量和臺數的確定熱負荷計算熱負荷計算的目的是要求出鍋爐房的計算熱負荷、平均熱負荷和全年熱負荷，作為鍋爐設備選擇的依據,此處因設計規(guī)定，可不需考慮全年熱負荷。（1）計算熱負荷鍋爐房最女計算熱負荷是選擇鍋爐的主要依據，可根據各項原始熱負荷、同時使用系數、鍋爐房自耗熱量和管網熱損失系數由下式求得 :(1-1)式中 ，、分別為采暖、通風、生產和生活最大熱負荷，t/h, 由設計資料（表1）提供；一一鍋爐房除氧用熱 ,t/h，根據除氧方法與除氧器進出水的焓計算決定，為了方便計算，此處取零；、一一分別為采暖、通風、生產和生活

6、負荷同時使用系數；一一鍋爐房自耗熱量和管網熱損失系數。將原始資料表1數據代入得：t/h (其中為1.101.15，為1) (1-2)取=1.12，則： =10.752 MW因此，其最大熱負荷為10.752 MV。(2)平均熱負荷采暖通風平均熱負荷根據采暖期室外平均溫度計算 : t/h (1-3)式中一一采暖或通風最大熱負荷 ,t/h；一一采暖房間室計算溫度 , ；一一采暖期采暖或通風室外計算溫度 , ；一一采暖期室外平均溫度 , 。對有季節(jié)性負荷（采暖、通風和制冷負荷）的鍋爐房，其最大計算熱負荷和平均熱負荷均應按采暖季和非采暖季分別計算得出。平均熱負荷表明熱負荷的均衡性，設備選擇時應考慮這一因

7、素，如變負荷對設備運行經濟性和安全性的影響。由（1-2）可知，為最大熱負荷，因此=9.6 MW對于非采暖期（季），我們取=16，=29，=-2將原始資料表4有關數據代入得：同樣，對于采暖季，我們取=16，=-5，=-2將上表有關數據代入得：第二節(jié) 鍋爐型號容量和臺數的確定1.鍋爐型號容量和臺數的確定鍋爐型號和臺數根據鍋爐房熱負荷、介質、參數和燃料種類等因素選擇，并應考慮技術經濟方面的合理性，使鍋爐房在冬、夏季均能達到經濟可靠運行，根據公式（1-2）可知，其最大容量也應為10.752 MW。(1)鍋爐臺數選用鍋爐的臺數應考慮對負荷變化和意外事故的適應性，建設和運行的經濟性。根據鍋爐房設計規(guī)規(guī)定：

8、當鍋爐房最大一臺鍋爐檢修時，其余鍋爐應能滿足工藝連續(xù)生產所需的熱負荷和采暖通風與生活用熱所允許的最低熱負荷。鍋爐房的鍋爐臺數一般不宜少于兩臺；當選用一臺鍋爐能滿足熱負荷和檢修需要時，也可只裝置一臺。對于新建鍋爐房，鍋爐臺數不宜超過五臺；擴建和改建時，最多不宜超過七臺。國外有關文獻認為，新建鍋爐房裝設鍋爐的最佳臺數為三臺。根據蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定“運行的鍋爐每兩年應進行一次停爐外部檢驗，新鍋爐運行的頭兩年與實際運行時間超過10年的鍋爐。每年應進行一次外部檢驗”。在上述計劃檢修或臨時事故停爐時，允許減少供汽的鍋爐房可不設備用鍋爐；減少供熱可能導致人身事故和重大經濟損失時，應設置備用鍋爐。因

9、此，我們在這里選用最佳臺數三臺，其中一臺備用。(2)鍋爐型號的確定 根據計算熱負荷的大小和燃料特性決寇鍋爐型號，并考慮負荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總容量必須滿足計算負荷的要求，即選用鍋爐的額定容量之和不應小于鍋爐房計算熱負荷，以保證用汽的需要。但也不應使選用鍋爐的總容量超過計算負荷太多而造成浪費。鍋爐的容量還應適應鍋爐房負荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要力免鍋爐長期在低負荷下運行，鍋爐房中宜選用一樣型號的鍋爐，以便于布置、運行和檢修。因此，每臺鍋爐的額定功率為10.752/2=5.376，在這里我們取5.4。2.鍋爐機組的選擇 根據鍋爐房的計算容量和供應燃料的品種，選用2臺熱

10、功率為5.4 MV 的臥式燃煤熱水鍋爐，即WNS5.4-1.0-95/70-P型鍋爐，鍋爐的總額定功率為10.8MV，熱水供回水溫度為95/70。采暖季節(jié)，可用三臺鍋爐，非采暖季節(jié)，只需投入一臺即可，其他兩臺備用。WNS3.6-1.0-95/70-P熱水鍋爐的技術參數：型號：WNS5.4-1.0-95/70-P額定熱功率：5.4 MV額定出水壓力：1.0Mpa供回水溫度：95/70鍋爐燃料：貧煤風機功率：6.5KWWNS5.4-1.0-95/70-P型鍋爐的技術參數鍋爐型號額定熱功率/MW額定工作壓力/MPa供水溫度/回水溫度/排煙溫度/爐排有效面積/m2對流有效面積/m25.41.09570

11、15610.04171.5WNS5.4-1.0-95/70-P輻射受熱面m2燃料發(fā)熱量kJ/kg燃料消耗量kg/h鍋爐效率%外形尺寸（長*寬*高）金屬重量kg生產場地25.218757125080.38.3*4.0*6.1515 循環(huán)水泵與補水泵型號流量與程循環(huán)水泵揚程的選擇采用熱水鍋爐的鍋爐房，應進行循環(huán)水泵、補給水泵、補給水箱等設備的選擇。循環(huán)水泵與鍋爐的連接方式可采用集中式供水的循環(huán)系統(tǒng)，也可采用每臺鍋爐配備單獨循環(huán)泵的單元式循環(huán)系統(tǒng)。前一種系統(tǒng)比較簡單，后一種系統(tǒng)便于運行和調節(jié)，對大型熱水鍋爐更為有利。熱水鍋爐房的循環(huán)系統(tǒng)與設備的選擇應保證熱水鍋爐安全運行和便于調節(jié)。熱水鍋爐，特別是強

12、制循環(huán)熱水鍋爐，應保證鍋爐的最小循環(huán)水量，以滿足受熱面管最小流速的要求；同時，通過鍋爐的循環(huán)水量也不能過分增加，以免壓力損失增加太多。系統(tǒng)回水從鍋爐尾部進入的熱水鍋爐，當回水溫度較低時容易引起鍋爐低溫受熱面的腐蝕和積灰，當燃料含硫量高時更為嚴重，為此，根據具體條件規(guī)定進鍋爐的最低水溫。為解決上述問題，對于單泵循環(huán)系統(tǒng)，可在循環(huán)泵進口的回水管與鍋爐出口的供水管之間裝設旁通管與調節(jié)閥，對于雙泵循環(huán)系統(tǒng)，在鍋爐進出口之間加裝鍋爐循環(huán)泵（再循環(huán)泵），并在系統(tǒng)循環(huán)泵出口的回水管與鍋爐出口的供水管之間裝設旁通管與調節(jié)閥。再循環(huán)泵與旁通管的流量可根據水平衡和熱平衡的原理進行計算。采用雙泵循環(huán)系統(tǒng)可以按照鍋爐

13、要求，以不變的進口或出口溫度運行，而熱網則根據自身調節(jié)的需要確定供水和回水溫度1.循環(huán)水泵的揚程循環(huán)水泵的揚程可按下式計算：HH1+H2+H3KPa（2-1）式中H1 一一鍋爐房阻力損失 ,取100Kpa；H2一一供回水管網阻力損失 ,取120Kpa；H3一一最不利用戶部阻力損失 ,取50Kpa；因此，HH1+H2+ H3=100+120+50=270KPa2.鍋爐循環(huán)水量的計算根據WNS5.4-1.0-95/70-P型鍋爐的技術參數，可以得到：式中Q鍋爐額定熱負荷，kW；k管網散熱損失系數，取1.05；c管網熱水平均比熱容，c=4.18kJ/(kg.)；t熱水供回水溫差，t=25；因此，補水

14、水量3.循環(huán)水泵的選擇循環(huán)水泵臺數的選擇，為了控制方便，以一臺鍋爐配一臺泵的形式，因此選擇三臺立式循環(huán)水泵，其中一臺備用。循環(huán)水泵的技術參數：型號：TP80-330/2流量：80程：300KPa溫度：0140轉速：2900r/min補水泵的選擇膨脹容積計算1.膨脹水箱容積計算: Vp=atVs （2-2）式中 , Vp膨脹水箱有效容積（即從信號管到溢流管之間高差的容積）； a 水的體積膨脹系數，a=0.0006 L/ ；t水溫的波動圍，25 ；Vs系統(tǒng)的水容量，即系統(tǒng)中管道和設備總容水量。膨脹容積為： Vp=atVs =0.0062530=0.452.補水泵揚程的計算 補水泵的揚程，不應小于補

15、水點壓力另加30-50kPa，Hb=Hj+Hb-Zb+（35）mH2O式中 Hb補水泵揚程 mH2O,Hj補水點壓力，即靜水壓線壓力，取15mH2O,Hb補水系統(tǒng)管路壓力損失，取0.5mH2O，Zb補水箱水位與補水泵之間的高度差，取2.2mH2O；Hb=Hj+Hb-Zb+3=20mH2O3.補水泵的選擇系統(tǒng)的水，當為熱水或冷熱兩用時，應采用軟化水，當軟化水壓力不能接供入水箱時，應另設水泵補水，補水泵的自動補水量可按系統(tǒng)循環(huán)水量的1考慮，事故補水按系統(tǒng)循環(huán)水量的3考慮，直接補入循環(huán)水泵的入口處，補水泵的揚程應按補水點與系統(tǒng)最高點的高差加上35mH2O的富裕量考慮。根據補水水量和與揚程，根據參考文

16、獻8選擇凱泉KQW系列第四代單機臥式離心泵3臺，型號為KQW65/140-3/2。落地膨脹水箱的技術參數：型號：KQW65/140-3/2調節(jié)容量：0.41.3補水泵流量：021.6補水泵程：24HKQW65/140-3/2型水泵性能參數型號流量揚程(H)轉速(r/min)電機功率(kW)必須氣蝕余量(m)重量(kg)(m3/h)(L/S)KQW65/140-3/221.6624296032.564第三章 水處理設備的選擇鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網，水質已經過一定的處理。鍋爐房水處理的任務通常是軟化和除氧，某些情況下也需要除堿或部分除鹽。確定水處理設備生產能力鍋爐補給水應經軟化處理，

17、而除氧設備應處理全部鍋爐給水。因為凝結水中很少，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凝結水回收量之差。鍋爐給水量包括蒸量、排污量，并應考慮設備和管道漏損。水處理設備生產能力由鍋爐補給水量、熱水管網補給水量、處理設備自耗軟水量和工藝生產需要軟水量決定 :t/h (3-1)式中一一鍋爐補給水量 ,t/h；一一熱水管網補給水量 ,t/h;一一水處理設備自耗軟水量 ,t/h；在鍋爐補給水量得出之前,無法確定鍋爐排污率,為此,可預先估算或在 210% 之間選取，如與最終確定的排污率相差不大3%，不必重算，否則，以計算得出的排污率重行計算根據參考資料7鍋爐補給水量由鍋爐排

18、污量決定，根據蒸汽鍋爐的排污率預先估算熱水鍋爐的排污率取2%。因此，系統(tǒng)的總循環(huán)水量：式中Q鍋爐額定熱負荷，kW；k管網散熱損失系數，取1.05；c管網熱水平均比熱容，c=4.18kJ/(kg.)；t熱水供回水溫差，t=25；鍋爐補給水量：熱水管網的熱水可以是熱水鍋爐生產，或換熱器生產，后者尚未見有專門水質標準，可按熱水鍋爐水質標準執(zhí)行。但如果利用鍋爐排污水作為閉式熱網的補充水則熱網補給水的總硬度應不大于 0.05mge/L, 開式熱網不得補入鍋爐排污水。熱水管網補給水量應由供熱設計提供，如無法得到，可按熱網循環(huán)水量的 2% 計算。但應說明，當前熱水管網實際漏水量普遍偏大，因而，在廠區(qū)供熱設計

19、中往往采用較大的數值4% 。因此，熱水管網補給水量：水處理設備自耗軟水一般是用于逆流再生工藝的逆流沖洗過程，其流量可按預選的離子交換器直徑估算 :t/h（3-2）式中一一逆流沖洗速度 ,m/h, 低流速再生時可取2m/h, 有頂壓時可取5m/h；一一交換器截面積 ,m2一一水的密度 ,t/m3, 常溫水lt/m3。水處理設備自耗水 Gzh一般是用于逆流再生工藝的逆流沖洗過程，按照估算補給水量進行預選型號為LNN-1200/35的無頂壓固定床逆流再生離子交換器，其水處理自耗水量流量可按預選的離子交換器相應的截面積進行估算：=綜上所述：經計算G=1.2(Gbgl+Gbrw+Gzh) =1.2(8.

20、103+16.205+2.263)=31.8825t/h經校核，31.8825t/h0.2在采用亞硫酸納除氧時，溶解固形物中還應計入相應值。根據低壓鍋爐水質標準規(guī)定，鍋水相對堿度應小于0.2, 不符合規(guī)定，應考慮除堿處理。第三節(jié) 軟化設備選擇計算采用離子交換法處理時，根據處理水量計算決定交換器的型號、臺數、工作周期再生劑消起量和自耗水量，并決定再生溶液制備方法，選定相應設備。當采用其他方法處理時，應進行主要設備選擇計算和藥劑消耗量計算。離子交換器的處理水量按運行水流速計算，采用磺化煤為交換劑時，運行流速一般為1020m/h, 采用離子交換樹脂時一般為 1525m/h，硬度較高的原水取用較小的流

21、速。離子交換器的臺數一般不少于兩臺，每晝夜再生次數為 12 次。離子交換工藝通常采用固定床逆流再生，以節(jié)省再生劑；但對于硬度較低的原水(所以，引風機出口為正壓。本設計由于引風機啊裝在鍋爐房，施工時應注意引風機出口側的引導器接頭處的嚴密性，以與鍋爐房的衛(wèi)生條件。第七章 除污器與其他輔助設備的選擇第一節(jié) 除污器的選用1.性能參數與型號標注由于除污器的先進基本機理和結構，使其分割粒徑(除污效率為50的粒徑)為007毫米，當粒徑為03毫米時，其除污率可達98。具有設備運行時方便清污的優(yōu)點。 考慮到除污器的安裝，旋流除污器的進水管中心線和檢查口中心線的夾角由用戶自定，如用戶無要求按下圖制作，并分左旋和右

22、旋，(面對檢查孔，順時針為左旋；逆時針為右旋。)旋流除污器參數型號標記方法：公稱直徑DN300mm，工作壓力PN10Mpa，左旋，焊接連接。2.選用與操作選用時可直接選用和所接管道一樣的公稱直徑。DN250的旋流除污器可直接置于水泥地面上，或者直接置于200毫米厚的混凝土的地面上，型旋流除污器都可視為一個管道活動支架。由于濾管被懸浮物所堵只是發(fā)生在系統(tǒng)運行初期，而主要污物是由排污閥排出，故使用旋流除污器不必設旁通管。由于濾管需清理的原因，進出水口排污口應設置閘閥，排污閥所在排污管的出口應設在安全處。當除污器的前后壓力差較大時，應停泵清理濾管。如果新建熱網運行15天后無懸浮物堵塞或最后一次清理管

23、15天后無懸浮物堵塞，旋流除污器進入正常工作狀態(tài)，定期排污即可。3.結構尺寸除污器，除濾管外，其余均為碳鋼材料。濾管有不銹鋼制品和碳鋼制品兩種。各型號除污器尺寸見表。進水管和出水管與外管道口的連接也有焊接連接和法蘭連接兩種。圖為焊接結構，如選用法蘭連接，法蘭標準為/T81-94。4.除污器的作用除污器的作用是用來清除和過濾管道中的雜質和污垢，以保證系統(tǒng)水質的潔凈，減少阻力和防止堵塞設備和管路，下列部位應設除污器： (1)采暖系統(tǒng)入口，裝在調壓裝置之前； (2)鍋爐房循環(huán)水泵吸入口； (3)各種小口徑調壓裝置。圖7-1 排污閥安裝位置排污閥安裝位置排污閥安裝位置排污閥安裝位置 2、除污器分立式直

24、通、臥式直通、角通除污器，按國標圖制作，根據現場實際情況選用，除污器的型號應按接管管徑確定。 當安裝地點有困難時，以采用體積小、不占用使用面積的管道式過濾器。除污器或過濾器橫斷面中水的流速亦取0.05m/s 其他輔助設備1.集氣罐和排氣閥l.集氣罐用于熱水采暖系統(tǒng)中的空氣排除，一般應設于系統(tǒng)的末端最高處，并使干管逆流，水流與空氣泡浮升方向一致。2.集氣罐分立式和臥式兩種，按國標圖制作，當安裝高度不受限制時，亦選用立式。 3.集氣管的直徑應大于或等于干管直徑的1.52倍，使集氣罐中水的流速不超過0.05ms。 4.集氣罐接出的排氣管管徑，一般采用DNl5mm。在排氣管上應設閥門，閥門應設在便于操

25、作的地方，排氣管排氣口可引向附近水池。 5.在較大采暖系統(tǒng)中，為方便管理，亦采用自動排氣閥。 6.自動排氣閥的排氣口，一般亦接DNl5mm排氣管，防止排氣直接吹向平頂或側墻，損壞建筑外裝修，排氣管上不應設閥門，排氣管引向附近水池。 7.由于采暖系統(tǒng)(如水平串聯系統(tǒng))的原故，散熱器中的空氣不能順利排除叫，可在散熱器上裝設手動放風閥。 集氣罐有效容積應為膨脹水箱容積的l。它的直徑D應大于或等于干管直徑的1.52倍，使水在其中的流速不超過0.05/ms集氣罐按安裝形式分為立式和橫式兩種。 本系統(tǒng)選擇臥式集氣管。 設計注意要點： 集氣罐應設于系統(tǒng)末端的最高處，并使干管逆坡有利于排氣。 集氣罐上引出的排

26、氣管一般取DN：15mm，并應安裝閥門2.疏水器l.疏水器的選型應根據系統(tǒng)的壓力、溫度、流量等情況確定。 2.一只疏水器滿足不了排水量要求時，可選用多只疏水器并聯工作。 3.水器安裝時，視工程具體情況，一般應有旁通管、沖洗管、放氣管、檢查管、止回閥、過濾器等。 4.要用于初始運行時排放大量凝水，運行中禁用。小型采暖系統(tǒng)可不設旁通管。5.沖洗管、檢查管用于放氣、沖洗管道、檢查疏水器的工作情況，一般均應設置。 6.過濾器，為防止凝水中的雜質堵塞疏水器，一般應在疏水器前端裝設過濾器，但疏水器本身帶過濾器時，可不另設3.補償器為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或熱應力引起管道變形或破壞，需要在管道上設置補償器，以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結構上的作用力。 l.供熱管道上采用補償器的種類很多，主要有管道的自然補償、方形補償器、波紋管補償器、套筒補償器和球型補償器等。前三種是利用補償器的材料的變形來吸收熱伸長；后兩種是利用管道的位移來