鍋爐課程設(shè)計-燃油鍋爐房工藝設(shè)計

1、鍋爐課程設(shè)計-燃油鍋爐房工 藝設(shè)計設(shè)計任務(wù)書（一）、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。（二）、設(shè)計任務(wù)燃油鍋爐房工藝設(shè)計。（三）、原始資料1、燃油資料:W.=0，=0.01% ，C.=85.25% ，Hav=13.49% ，OQ =0.66%，Sa =0.25% ， arararararar七=0.04%，Q5=42915kJ佃。2、水質(zhì)資料： 總 硬 度：Ho=4.8mmol/L;永久硬度：HF=2.1mmol/L;暫時硬度：HT=2.7mmol/L ；總堿度：AO

2、=27mmol/L;PH=7.6 ；溶解周形物=268 初。3、蒸汽負荷及參數(shù)空調(diào)用汽：D=4.66t/h生產(chǎn)用汽：D=2.5t/h生活用汽：D=0.8t/h采暖用汽：D=1.0t/hP=0.6MPa 表壓P=0.4MPa 表壓P=0.3MPa 表壓P=0.3MPa 表壓凝水回收率為40%；無凝水回收；無凝水回收；凝水回收率為40%。（四）、設(shè)計內(nèi)容及要求1、鍋爐型號及臺數(shù)選擇：按冬夏分別計算出采暖季和非采暖季的計算熱負荷，根據(jù)熱負荷的大小、負 荷特點、參數(shù)和燃料種類選擇鍋爐型號和臺數(shù)。2、水處理設(shè)備的選擇：（1）決定是否要除堿；（2）水處理設(shè)備的生產(chǎn)能力的確定；（3）決定軟化方法，選擇設(shè)備型

3、號和臺數(shù)，計算耗鹽量和耗水量；（4）不考慮除氧。3、給水設(shè)備和主要管道的選擇計算：（1）決定給水系統(tǒng)；擬訂系統(tǒng)草圖；（2）選擇給水箱；（3）選擇鹽水池（箱）和鹽水泵；（4）給水母管和蒸汽母管管徑的計算和選擇；（5）分汽缸選擇計算4、供油系統(tǒng)設(shè)計（1）貯油罐容量確定；（2）油泵選擇；（3）油路設(shè)計。5、鍋爐房工藝布置（1）鍋爐房主要設(shè)備布置；（2）主要汽水管道布置；（3）繪制布置簡圖。7、編寫設(shè)計說明書說明書按設(shè)計程序編寫，包括設(shè)計計算，方案確定，設(shè)備選型及其說明。8、圖紙要求（1）熱力系統(tǒng)圖一張（2#圖紙），圖中附有圖例，并標出設(shè)備編號，介質(zhì) 流向，主要管道的管徑，管道代號，各類管道附件。（2

4、）平面布置圖一張，主要剖面圖一張（2#圖紙），設(shè)備的外形按比例繪 制，附件用代號表示，設(shè)備注明編號，并附有明細表，煙、風(fēng)管道按比例繪制。建筑圖僅表明建筑外形，門窗位置的大小，鍋爐間所有門的開向要標出，圖 中應(yīng)有方位標志。設(shè)計說明（一）、鍋爐型號及臺數(shù)選擇1、負荷計算DM = K0( K1D1 +K 2 D2+ K3D3)= 1.05(1 x 4.66 + 0.8 x 2.5 + 0.5 x 0.8) = 7.413t / hD = K(KD + K D + K D ) = 1.05(1 x 1.0 + 0.8x2.5 + 0.5x0.8) = 3.57t/h冬 01 12233其中 q、q2、

5、q3、q4位均為t/h；分別為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活最大熱負荷，單%、K2、K3、K4同時使用系數(shù)；分別為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活熱負荷的K0 鍋爐自耗熱量和管網(wǎng)熱損失系數(shù)。2、鍋爐選型因為D夏 氣，總負荷為7.413血,根據(jù)尸3 （額定蒸發(fā)量），選擇型號為WNS4型燃油蒸汽鍋爐兩臺。其技術(shù)參數(shù)表如下：表1-1鍋爐主要參數(shù)表額定額定蒸額定蒸額定進設(shè)計蒸發(fā)汽壓力汽溫度水溫度效率WNS1.0MP185攝20攝90.34t/h氏度氏度0%給水口PN給水口 DN主蒸汽出口PN主蒸汽出口DN供油口DN1.6MPa32m m1.6MP a100m m20mm鍋爐12.76t（二）、給水及水處理設(shè)備選擇1、決

6、定是否要除堿鍋爐用水應(yīng)進行軟化處理。堿度高的水有時需要進行除堿處理，通?？筛?據(jù)鍋水相對堿度和按堿度計算的鍋爐排污率高低來決定。采用鍋外化學(xué)處理時，補給水、給水、鍋水中堿度與溶解固形物的沖淡或 濃縮可認為是同比例的，因此，鍋水相對堿度可按下式計算： QAb鍋水相對堿度=Sbgl式中 A：鍋爐補給水堿度，mmol/LS：鍋爐補給水溶解固形物，mg/L甲一一碳酸鈉在鍋內(nèi)分解氫氧化鈉的分解率。表2-1碳酸鈉在不同工作壓力下的分解率鍋爐工作壓力（MPa ）0.490.981.471.96NaOH ( % )104060702.4580由表可知查表可知在鍋爐工作壓力為0.98MPa時甲=40%，在1.4

7、7MPa時甲=60%，因此該鍋爐工作壓力為1.0MPa時，其分解率甲=40.82%，已知Ab =2.7Q Ab40.82% x 2.7 cmmmol/L, Sb =268 mg/L,則鍋水相對堿度=一皿=溢=0-041oglSb268gl根據(jù)低壓鍋爐水質(zhì)標準規(guī)定，鍋水相對堿度應(yīng)小于02，因此不需考慮 除堿處理。2、水處理設(shè)備生產(chǎn)能力的確定鍋爐補給水應(yīng)經(jīng)軟化處理，而除氧設(shè)備應(yīng)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。水處理設(shè)備生產(chǎn)能力G由鍋爐補給水量、

8、熱水管網(wǎng)補給水量、水處理設(shè)備 自耗軟水量和工藝生產(chǎn)需要軟水量決定：G = 1.2（G,+ Gb + G .人 + G ）t/ h式中 Gbi 鍋爐補給水量，t/h；G b熱水管網(wǎng)補給水量，t/h；Gzh水處理設(shè)備自耗軟水量，t/h;Ggy 工藝生產(chǎn)需要軟水量，t/h；1.2裕量系數(shù)。鍋爐補給水量：p + PG： = （1 + 10節(jié)）D - G th式中D鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h；G n合格的凝結(jié)水回收量，t/h；P 設(shè)備和管道漏損，可取05%；P必一一鍋爐排污率。假設(shè)排污率p =8%，則給水量：=（1 +空叫）d = 8.043t/ho pw1100驗算：P = （1-以n）Ags =10.

9、75%，誤差在3%以內(nèi)。pw A - A其中A - 22mmol / L;a -凝結(jié)水份額；A -給水堿度。且a =氣gngsn DmaxP + P0.5 + 8,.,G匕=(1+ 100w )D - G = (1 + 100 ) x 7.413-0.4 x 4.66=6.17殳 / h。熱網(wǎng)循環(huán)水量：Gw = 2%G1 =0.161t/h。水處理設(shè)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(yù)選的離子交換器直徑估算：G小=wFp血式中 w逆流沖洗速度，m/s,低流速再生時取2 m/s，有頂壓時取5 m/s；F交換器截面積，廿p 水的密度，t/m3，常溫水p 21t/m3。取w

10、 =2 m/s，假設(shè)交換器的直徑為1000mm，則：F=兀(勺=3.14x (?)2 = 0.785m2。可知 Gzh=2x0.785x1.0=1.57t/h。工藝生產(chǎn)需用軟水量因提供的資料中未指出即取0。G = 1.2(G； + Gbw + G小 + Gy) = 1.2 x (6.179 + 0.161 +1.57) = 9.492t/h3、決定軟化方法，選擇設(shè)備型號和臺數(shù)，計算耗鹽量和耗水量鍋爐用水應(yīng)進行軟化處理。堿度高的水有時需要進行除堿處理，通?？筛?據(jù)相對堿度和按堿度計算的鍋爐排污率高低來決定。由計算結(jié)果可知不需要進 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

11、。當需要除堿 時，一般考慮氫一一鈉離子交換法。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。銨一一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。離子交換器的直徑預(yù)選=100Omm,填料高度h=2000mmo選用2臺離子交換器，填料為732 #樹脂，其交換能力E0 =1300mol/m3o12 一 一 其工作容量 E=V E =兀 x x 2 x 1300 mol / m 3 = 2041 m 3。Grs = 9.492 t/h ，初取 V = 15m/h o

12、rs.F = GJ1 =冬=0.32m 2V15取 R=750mm。兀R 2=0.32 n R = 0.635mm4V = Grs/2 = 10.45m / hrs F” E2041其交換時間 T = 40.9h其交換時間6花(H0 -H) 10.45x(4.8-0.03)八 Eq 一一、 2041 x 100 一次耗鹽量氣=而國(炫) = 1000 x 0.95 = 214.8。12G12 x 214.8鹽液池體積=1000C 1000 x 6.5% = . m。八財3.14x 0.752鹽泵選擇Q = W=x 6 幻 2.65m3 / hy 44、不考慮除氧（三）、給水設(shè)備和主要管道的選擇

13、計算1、決定給水系統(tǒng)；擬定系統(tǒng)草圖給水系統(tǒng)由給水設(shè)備，連接管道和附件組成。該設(shè)計采用凝結(jié)水箱和軟水 箱合二為一的方法，給水泵集中設(shè)置，通過母管向各臺鍋爐供水，給水泵由鍋 爐自備。系統(tǒng)草圖見圖紙。2、選擇給水箱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。給水儲備是保證鍋爐安全運行所必需的，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。本設(shè)計只設(shè)置一個的給水箱。其外形尺寸為2mX2mX1m。給水泵由鍋爐自帶型號等參數(shù)。1.2G 12 x 214.8 = 3.97

14、m33、選擇鹽水池和鹽水泵由上面可求得鹽液池體積y 一 1000c1000 x 6.5%y尚 23.14x 0.752鹽泵選擇Qy =-W = 4 X6機2.65m3/h。4、給水母管和蒸汽母管管徑的計算與選擇表3-1給水管內(nèi)的常用流速管子種 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根據(jù)附表可知鍋爐給水給水總管，其推薦流速是1.53m/s ；因為總給水量 為 8043t/h,取流速為 2m/s,由 Q = -2 x v，可得 R=18.9mm。又根據(jù)教材附錄4-7 (常用鋼管規(guī)格及質(zhì)量表)

15、，選用DN32的無縫鋼管。每臺鍋爐的額定蒸發(fā)量是4血,取蒸汽流速為30m/s，因此取外徑為100mm,壁厚為4mm的無縫鋼管。5、分氣缸選擇計算多管供汽時采用分氣缸。根據(jù)壓力容器設(shè)計規(guī)定的要求，分氣缸的直徑應(yīng) 按接最大接管的直徑確定，即筒體開孔最大直徑應(yīng)不超過筒體內(nèi)徑的一半。分 氣缸兩端均采用橢球型封頭。分氣缸由專業(yè)廠家制造。分氣缸長度決定于接管 的多少，相鄰管間應(yīng)符合結(jié)構(gòu)要求和便于閥門的安裝及檢修。分汽缸的間距取 360mm o表3-2分汽罐接管間距相鄰*管管徑(mm)25324050658010 012 515 020 0兩相鄰管中心22252729313336394250間距(m m)0

16、000000000、送引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計1、計算空氣量和煙氣量液體燃料理論空氣由下式計算V0 = 0.203 Qqr,net + 2.0 = 0.203 x 42915 + 2 =10.7 m3 /kg k 10001000則實際空氣量V =a V0 = 1.1 x 10.7 = 11.8 m3 /h對于液體燃料，煙氣量計算按公式QV = 0.265 + 0.54y 100042915=0.265 x+ 0.541000=11.9 m 3 / kg根據(jù)鍋爐的技術(shù)參數(shù)，每臺鍋爐的燃料（液化石油氣）消耗量為112kg/h, 則每小時所需的空氣是和每小時煙氣排放量分別為:Q =11.8 x 112 x 3

17、 = 3964.8 m3 / h *fQy = 112 x 11.9 x 3 = 3998.4 m3/ h2、決定煙、風(fēng)管道截面尺寸表4-1常用風(fēng)煙管道流速選用表（附表5-1）名稱磚或混凝土制風(fēng)速（m/s）48煙速(m/s)68金屬制10151015由上表可知風(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= 3964 .8 = 0.22 m 2Qy3600 V 3600 x 5冬！ = 0.16 m23600 V 3600 x73、確定送引風(fēng)系統(tǒng)及其布置送引風(fēng)系統(tǒng)及其布置詳見圖紙。4、確定煙囪高度和斷面尺寸表4-2鍋爐房煙囪最低允許高度鍋 爐 房 總 容 量 煙最 低 允 高 度t/h1122441010202040MW0.70.71.41.42 .82.877141428m202530354045查附表5-2 （教材表8-6）可知煙囪最低高度設(shè)為35米。煙囪直徑按正式計算d =如叩Ve +273）=0.0188 匚 m3600 x 273 x 0.785 x N 2式中 七通過煙囪的總煙氣量，m3/ h ；n利用同一煙囪的同時運行的鍋爐臺數(shù)；