鍋爐課程設計燃油鍋爐房工藝設計

設計任務書（一）、設計目的課程設計是“鍋爐及鍋爐設備”課程的主要教學環(huán)節(jié)之一，通過課程設計了解鍋爐房的工藝設計內(nèi)容，程序和大體原則，學習設計計算方式和步驟，提高運算和制圖能力。（二）、設計任務燃油鍋爐房工藝設計。（三）、原始資料1、燃油資料：W=0，A=%，C=%，H=%，O=%，S=%，N=%，=42915kJ/kg。ararararararar2、水質資料：總硬度：HO=L;永久硬度：HF立;暫時硬度：HT=L;總堿度：AO=L;PH=；溶解周形物=268mg/L。3、蒸汽負荷及參數(shù)空挪用汽：D=hP=表壓凝水回收率為40%；生產(chǎn)用汽：D=h生活用汽：D=h生產(chǎn)用汽：D=h生活用汽：D=h米暖用汽：D=hP=表壓無凝水回收；P=表壓凝水回收率為40%。（四）、設計內(nèi)容及要求1、鍋爐型號及臺數(shù)選擇：按冬夏別離計算出采暖季和非米暖季的計算熱負荷，按照熱負荷的大小、負荷特點、參數(shù)和燃料種類選擇鍋爐型號和臺數(shù)。2、水處置設備的選擇:（1）決定是不是要除堿；（2）水處置設備的生產(chǎn)能力的肯定；（3）決定軟化方式，選擇設備型號和臺數(shù)，計算耗鹽量和耗水量；（4）不考慮除氧。3、給水設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)設計（1）貯油罐容量肯定；（2）油泵選擇；（3）油路設計。五、鍋爐房工藝布置（1）鍋爐房主要設備布置；（2）主要汽水管道布置；（3）繪制布置簡圖。7、編寫設計說明書說明書按設計程序編寫，包括設計計算，方案肯定，設備選型及其說明。8、圖紙要求（1）熱力系統(tǒng)圖一張（2#圖紙），圖中附有圖例，并標出設備編號，介質流向，主要管道的管徑，管道代號，各類管道附件。（2）平面布置圖一張，主要剖面圖一張（2#圖紙），設備的外形按比例繪制，附件用代號表示，設備注明編號，并附有明細表，煙、風管道按比例繪制。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，圖中應有方位標志。設計說明（一）、鍋爐型號及臺數(shù)選擇一、負荷計算D疽K0(KD+K2D2+K3D3)=1.05(1X4.66+0.8乂2.5+0.5乂0.8)=7.413〃hD=K（KD+KD+KD）=1.05（1x1.0+0.8x2.5+0.5x0.8）=3.57t/h冬0112233其中q、q2、q3、q4——別離為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活最大熱負荷，單位均為t/h；K「K2、K3、K4——別離為空調(diào)、采暖、生產(chǎn)和生活熱負荷的同時利用系數(shù)；K0——鍋爐自耗熱量和管網(wǎng)熱損失系數(shù)。二、鍋爐選型因為d夏＞D冬，總負荷為h,按照P3（額定蒸發(fā)量），選擇型號為WNS4型燃油蒸汽鍋爐兩臺。其技術參數(shù)表如下：表1-1鍋爐主要參數(shù)表型號額定蒸發(fā)量額定蒸汽壓力額定蒸汽溫度額定進水溫度設計效率WNS44t/h185攝氏度20攝氏度%給水口PN給水口DN主蒸汽出口PN主蒸汽出口DN供油口DN鍋爐凈重32mm100mm20mm（二）、給水及水處置設備選擇一、決定是不是要除堿鍋爐用水應進行軟化處置。堿度高的水有時需要進行除堿處置，通?？砂凑斟佀鄬A度和按堿度計算的鍋爐排污率高低來決定。

采用鍋外化學處置時，補給水、給水、鍋水中堿度與溶解固形物的沖淡或濃縮可以為是同比例的，因此，鍋水相對堿度可按下式計算：鍋水相對堿度=竺ZSbgl式中Ab鍋爐補給水堿度，mmol/LS：——鍋爐補給水溶解固形物，mg/L中一一碳酸鈉在鍋內(nèi)分解氫氧化鈉的分解率。鍋爐工作壓力(MPa)鍋爐工作壓力(MPa)NaOH(%)10406070表2-1碳酸鈉在不同工作壓力下的分解率80由表可知查表可知在鍋爐工作壓力為時甲=40%，在時甲=60%，因此該鍋爐工作壓力為時，其分解率平=%，已知Ab=mmol/L，Sb=268mg/L，則g1g1中Ab40.82%x2.7鍋水相對堿度=r=—268—=0.041。gl按照《低壓鍋爐水質標準》規(guī)定，鍋水相對堿度應小于，因此不需考慮除堿處置。二、水處置設備生產(chǎn)能力的肯定鍋爐補給水應經(jīng)軟化處置，而除氧設備應處置全數(shù)鍋爐給水。因為凝結水中雜質含量很少，但輸送進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。鍋爐給水量包括蒸發(fā)量、排污量。并考慮設備和管道漏損。水處置設備生產(chǎn)能力G由鍋爐補給水量、熱水管網(wǎng)補給水量、水處置設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；Gb熱水管網(wǎng)補給水量，t/h；G^——水處置設備自耗軟水量，t/h；G——工藝生產(chǎn)需要軟水量，t/h；裕量系數(shù)。鍋爐補給水量：t/hGbgit/h式中D——鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h；G和——合格的凝結水回收量，t/h；P——設備和管道漏損，％可?。ィ籔——鍋爐排污率，％。假設排污率P=8%，則給水量：G=（1+H嗥）D=h。pw1100驗算：P=（1a「％二%，誤差在3%之內(nèi)。pwA—A其中A=22mmol/L;a-凝結水份額；A—給水堿度。且a=萬『maxp+P0.5+8G匕=(1+10苻)D-G=(1+-^)x7.413—0.4x4.66=6.17殳/h熱網(wǎng)循環(huán)水量：Gw=2%G]=h。水處置設備自耗軟水一般是用于逆流再生工藝的逆流沖洗進程，其流量可按預選的離子互換器直徑估算：G小=wFpt/h式中w逆流沖洗速度，m/s,低流速再生時取2m/s，有頂壓時取5m/s；F——互換器截面積，皿P——水的密度，t/m3，常溫水pelt/m3。

取?=2m/s,假設互換器的直徑為1000mm，則:F=兀(D22)=3.14x(i2)2=0.785m2可知G,=2x0.785x1.0=1.57t/h。zh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)=1.2x(6.179+0.161+1.57)=9.492t/h3、決定軟化方式，選擇設備型號和臺數(shù)，計算耗鹽量和耗水量鍋爐用水應進行軟化處置。堿度高的水有時需要進行除堿處置，通常可按照相對堿度和按堿度計算的鍋爐排污率高低來決定。由計算結果可知不需要進行除堿處置。水軟化方式一般采用離子互換軟化法，其效果穩(wěn)定，易于控制。當需要除堿時，一般考慮氫一一鈉離子互換法。石灰預處置的系統(tǒng)復雜，操作要求也高，處置水量較小的場合不宜采用。銨一一鈉離子互換法處置的水使蒸汽帶氨，對于黃銅或其他銅合金設備有受氨侵蝕的危險時、或用汽部門不允許蒸汽含氨時，不宜采用。綜合上述，本次設計采用鈉離子互換法進行水的軟化。離子互換器的直徑預選中=1000mm,填料高度h=2000mm。選用2臺離子互換器，填料為732#樹脂，其互換能力E0=1300mol/m3o12_..一_其工作容量E=VE=兀x—x2x1300mol/m3=2041m3。rsGrs=9.492皿，初取v'=15m/hrs...礦=GJ1=空空=0.32m2VS15兀R2取R=750mm。=0.32nR=0.635mm4V=Grs!l=10.45m/hrsF其互換時間T=—2041Gs(H0-H)10.45x(4.8-0.03)=40.9h

八Eq“、2041x100一次耗鹽量鹽液池體積鹽泵選擇G=(kg)==214.8kgy1000中1000x0.95。rsrs取R=750mm。其互換時間T=—2041Gs(H0-H)10.45x(4.8-0.03)=40.9h一次耗鹽量鹽液池體積鹽泵選擇12G12x214.8V=L==3.97m31000Cy1000x6.5%八財3.14x0.752Q=W=x6幻2.65m3/hy44、不考慮除氧（三）、給水設備和主要管道的選擇計算一、決定給水系統(tǒng)；擬定系統(tǒng)草圖給水系統(tǒng)由給水設備，連接管道和附件組成。該設計采用凝結水箱和軟水箱合二為一的方式，給水泵集中設置，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。二、選擇給水箱給水箱的作用有兩個：一是軟化水和凝結水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲蓄。給水儲蓄是保證鍋爐安全運行所必需的，其要求與鍋爐房容量有關。所以給水箱的容量主要按照鍋爐房的容量肯定，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20?40min的給水量。本設計只設置一個的給水箱。其外形尺寸為2mX2mX1m。給水泵由鍋爐自帶型號等參數(shù)。1.2G121.2G12x214.8==3.97m3由上面可求得鹽液池體積V一1000C1000x6.5%y創(chuàng)23.14x0.752鹽泵選擇Qy=-^W=—4—x6牝2.65m3/h。4、給水母管和蒸汽母管管徑的計算與選擇又按照教材附錄4-7（常常利用鋼管規(guī)格及質量表），選用DN32的無縫鋼管。每臺鍋爐的額定蒸發(fā)量是4t/h,取蒸汽流速為30m/s，因此取外徑為100mm，壁厚為4mm的無縫鋼管。五、分氣缸選擇計算多管供汽時采用分氣缸。按照壓力容器設計規(guī)定的要求，分氣缸的直徑應按接最大接管的直徑肯定，即筒體開孔最大直徑應不超過筒體內(nèi)徑的一半。分氣缸兩頭均采用橢球型封頭。分氣缸由專業(yè)廠家制造。分氣缸長度決定于接管的多少，相鄰管間應符合結構要求和便于閥門的安裝及檢修。分汽缸的間距取360mm。（四）、送引風系統(tǒng)設計一、計算空氣量和煙氣量液體燃料理論空氣由下式計算V0=0.203Qqr.ne+2.0=0.203X42915+2=10.7m3/kgk10001000則實際空氣量V=?V。=1.1x10.7=11.8m3/h

對于液體燃料，煙氣量計算按公式QV=0.265^^+0.54y100042915=0.265x+0.541000=11.9m3/kg按照鍋爐的技術參數(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別離為：Q=11.8x112x3=3964.8m3/hQy=112x11.9x3=3998.4m3/h二、決定煙、風管道截面尺寸由上表可知風管道的風速在4由上表可知風管道的風速在4?8m/s，煙氣管道的速度為6?8m。取風速5m/s，煙速為7m/s，則煙風管道截面積尺寸別離為=0.22V0_3964.83600V—3600x5Qy3600V3998.43600x7=0.22Qy3600V3998.43600x7=0.164、肯定煙囪高度和斷面尺寸表4-2鍋爐房煙囪最低允許高度t/h<11~<22?<44-<1010?<2020?<40MW<??~77~1414~28m202530354045鍋爐房總容量煙囪最低允高度查附表5-2（教材表8-6）可知煙囪最低高度設為35米。煙囪直徑按正式計算d"嚴y（4273）=0.0188匚m\3600x273x0.785x①①N2式中vyz——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);?——煙囪出口煙氣速度，m/s，查教材表8-7選取8