鍋爐房設(shè)計(含全套圖紙)

鍋爐房設(shè)計(含全套圖紙)全套CAD圖紙或資料,聯(lián)系695132052摘要綜合運(yùn)用學(xué)過的有關(guān)專業(yè)知識,依據(jù)《鍋爐房設(shè)計規(guī)范GB50041-92》完成了大慶市某供熱鍋爐房工藝系統(tǒng)設(shè)計。在設(shè)計過程中,考慮到當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及地形等多方面因素,同時也兼顧了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等諸方面。本次計計算部分主要由以下四大部分組成:1.鍋爐房容量的確定與鍋爐的選擇。本設(shè)計選擇4臺鍋爐,不設(shè)備用鍋爐;2.鍋爐給水系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備的選擇。確定水處理方案,選擇軟化水設(shè)備、除氧設(shè)備等;3.鍋爐通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備的選擇。其中包括風(fēng)、煙道阻力計算,風(fēng)機(jī)、除塵器的選擇等,選設(shè)備時考慮了環(huán)境污染等因素;4.鍋爐房運(yùn)煤、除灰渣系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備的選擇。其中涉及到煤場與輸煤系統(tǒng)的設(shè)計、除灰渣方案的確定等。繪圖部分包括:鍋爐房熱力系統(tǒng)圖;鍋爐房平面布置圖;鍋爐房剖面圖;鍋爐房運(yùn)煤、除渣系統(tǒng)圖。此外,還專門研究了提高鍋爐運(yùn)行效率的技術(shù)途徑。關(guān)鍵詞:供熱鍋爐房;工藝設(shè)計;經(jīng)濟(jì)節(jié)能;運(yùn)行安全。目錄第1章緒論 11.1鍋爐概述 11.2原始資料 5第2章鍋爐房容量的確定及鍋爐的選擇 62.1鍋爐房容量的確定 62.2鍋爐的選擇 8第3章鍋爐房給水系統(tǒng)設(shè)計與主要設(shè)備的選擇計算 103.1概述 103.2鈉離子交換水處理 103.3鍋爐除氧設(shè)備的選擇 133.4軟化水箱和除氧水箱的選擇 143.5補(bǔ)給水泵的選擇 143.6循環(huán)水泵的選擇 153.7排污量的計算 163.8再生液的制備與鹽液池的設(shè)計 173.9鹽液泵的選擇 183.10除污器的選擇 183.11鍋爐房熱力系統(tǒng)管道管徑的設(shè)計與計算 193.12熱力系統(tǒng)管道的保溫與涂色 193.13集水器和分水器的選擇 20第4章鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計與主要設(shè)備的選擇計算 214.1概述 214.2燃料特性及煤燃燒的空氣量和煙氣量的確定 214.3風(fēng)煙道流速及截面尺寸的確定 234.4煙囪的設(shè)計與計算 244.5風(fēng)煙道阻力的計算 264.6鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的選擇與計算 324.7除塵器的選擇與計算 34第5章運(yùn)煤除灰渣系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備的選擇計算 375.1煤場的設(shè)計與計算 375.2運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)備的選擇 375.3灰渣量的計算 405.4除灰渣方案與設(shè)備的選擇 40第6章專題研究?提高鍋爐運(yùn)行效率的技術(shù)途徑 436.1采用均勻分層燃燒技術(shù) 436.2采用微機(jī)控制與變頻調(diào)速技術(shù) 436.3采用硅酸鋁材料對爐墻保溫減少散熱損失 446.4針對用戶的具體煤種,設(shè)計優(yōu)化拱型 446.5加強(qiáng)鍋爐房管理,提高鍋爐運(yùn)行熱效率 44參考文獻(xiàn) 45緒論鍋爐概述鍋爐是一個國家工業(yè)生產(chǎn)的心臟,它是一種承受一定溫度和壓力的特殊的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,目前我國鍋爐的擁有量已超過四十多萬噸(含采暖鍋爐),年耗煤量達(dá)三億余噸,多少年來,他們在各自的崗位上默默無聞辛勤的作者貢獻(xiàn)。工業(yè)鍋爐從開始到現(xiàn)在已有三百多年的歷史。遠(yuǎn)在時期世紀(jì)六十年代,第一臺銅制球形鍋爐壓力僅為9.81?19.62kpa,隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,工業(yè)鍋爐也在不斷的改進(jìn),從小型,中型到達(dá)性,從未壓低壓倒中壓,從鉚接結(jié)構(gòu)到焊接結(jié)構(gòu),從手工焦煤到機(jī)械化自動化燃燒等。主要是循著提高壓力,降低煤耗,減輕勞動強(qiáng)度,節(jié)省剛才以及改善無人的方向發(fā)展。下面介紹一下我國現(xiàn)有的鍋爐類型:1、手燒爐近年來由于環(huán)保和節(jié)能的要求,很多手燒爐品種在逐漸淘汰。雙層爐排是以水冷爐管作為上層爐排,下層再有固定爐排。燃煤加在上層爐排上。水冷爐管的間隙一般在25-35毫米,大塊煤在上層爐排燃燒,細(xì)屑和小塊煤漏到下層爐排燃燒。上層爐排的煙氣流動是自上而下,這樣高溫?zé)煔鉀_刷下層的燃煤,而下層爐排底下沒有鼓風(fēng),細(xì)屑不易揚(yáng)起,通風(fēng)靠尾部的引風(fēng)。這樣的燃燒即可提高燃燒效率又可降低煙塵。2、鏈條爐我國目前生產(chǎn)的鏈條爐共有五個系列:臥式內(nèi)燃鏈條爐(WNL),臥式快裝水火管鏈條爐(KZL或DZL),單鍋筒縱置式鏈條爐(DZL),雙鍋筒縱置式鏈條爐(SZL),雙鍋筒橫置式鏈條爐(SHL)。A、臥式內(nèi)燃鏈條爐臥式內(nèi)燃鏈條爐結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸較小。燃燒室即爐膽沒有磚墻,所以無漏風(fēng)問題。鍋殼外部絕熱條件好散熱損失小。比臥式外燃較為安全。主要適用于Ⅲ類煙煤鄧優(yōu)質(zhì)煙煤,但由于爐膽尺寸限制,爐拱布置有困難,煤種適應(yīng)性差。臥式內(nèi)燃型鍋爐最理想的燃料是油、氣燃料。用這些燃料爐膽的形狀和火焰形狀能一致。B、水火管式快裝鏈條爐和單鍋筒縱置式鏈條爐水火管式快裝爐的結(jié)構(gòu)是在臥式外燃回火管爐基礎(chǔ)上加裝水冷發(fā)展而成的。這種爐型結(jié)構(gòu)緊湊,制造方便,能整裝出廠。水火管爐的爐膛高度比臥式內(nèi)燃爐的爐膛高度要高,能布置前、后拱,煤種適應(yīng)性比內(nèi)燃型好,但比水管型并。由于水火管爐鍋筒底部經(jīng)受高溫火焰輔射熱和煙氣沖刷,傳熱強(qiáng)度高,如鍋筒內(nèi)部稍有結(jié)垢或排污不當(dāng),很容易導(dǎo)致鍋爐過超溫發(fā)生鼓包。C、雙鍋筒縱置式鏈條爐雙鍋筒縱置式是一種成熟爐型,無論國內(nèi)、國外中、小容量自然循環(huán)水管鍋爐用這種型式的很多。主要是有利于系列化設(shè)計。當(dāng)鍋爐容量變化時,可變動鍋筒長度和拉加受熱面,寬度方向只需作小的變動。由于鍋筒的放長,上汽包的汽水蒸發(fā)截面也隨之增大,有利于保證蒸汽品質(zhì)。D、雙鍋筒橫置式鏈條爐雙橫鍋筒鏈條爐是一個十分成熟的爐型,無論從運(yùn)行,維護(hù),出力,效率等都能達(dá)到設(shè)計要求。只是金屬耗量較大,外形尺寸亦大。雙鍋筒橫置式爐型在較大容量的工業(yè)鍋爐產(chǎn)品中是合適的爐型,但要組裝化,采用膜式水冷壁并縮小外形尺寸。3、往復(fù)爐目前,我國往復(fù)爐排鍋爐爐型有四個系列。臥式快裝水火管往復(fù)爐(KZW),單鍋筒縱置式往復(fù)爐(DZW),雙鍋筒縱置式往復(fù)爐(SZW)和雙鍋筒橫置式往復(fù)爐(SHW)。在四種爐型中,臥式快裝水火管爐型和單鍋筒縱置式水管鍋爐目前偏于中小容量方面,而雙鍋筒縱置式和雙鍋筒橫置式水管爐型偏重于容量較大些人方面其蒸汽壓力大部分是7至13表壓,飽和蒸汽。4、拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)爐排爐拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)爐排鍋爐存在的主要問題是煙塵排放量高。拋煤機(jī)械倒轉(zhuǎn)爐排鍋爐在35噸/時容量級上有一定的優(yōu)越性。主要是當(dāng)煤種揮發(fā)分、灰發(fā)有變化時,以及負(fù)荷波動較大時,拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)爐排有較好的適應(yīng)性。國內(nèi)的拋煤機(jī)爐上由于二次風(fēng)和飛煤回燃裝置使用效果差,致使煙氣中排塵嚴(yán)重。5、沸騰爐國內(nèi)生產(chǎn)的沸騰爐型式主要是雙鍋筒橫置式爐型。對沸騰爐選型首先考慮是燃煤品種,當(dāng)所要燃煤為發(fā)熱值低于3500大卡/公斤的煙煤、褐煤和揮發(fā)分較低的無煙煤時在操作水平有一定基礎(chǔ)的條件下,可以選用沸騰爐。此時,煙法排放濃度必須控制在600毫克/標(biāo)米3內(nèi)。燃煤顆粒度亦是要注意的問題,粉狀細(xì)屑太多影響效率,大塊過多不易流化。6、煤粉爐煤粉爐在工業(yè)鍋爐中容量在0噸/時及以下容量中使用的不多,僅在中南地區(qū)煤質(zhì)次的地方尚有一定數(shù)量用戶。在兩廣地區(qū)還需要煤粉--甘蔗渣兩用鍋爐。這種時候,大部分采用雙鍋筒橫置式。7、油、氣爐鍋爐按燃料區(qū)分可分為煤滬、油爐和氣爐。油爐是一種以油(重油或輕油)為燃料的鍋爐。氣爐是一種以可燃?xì)怏w(天然氣、高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣等)為燃料的鍋爐。油作為一種液體燃料易于貯存,便于輸送,發(fā)熱量高,燃燒迅速,易調(diào)節(jié)。在燃燒時,能與空氣均勻地混合,從而能達(dá)到完全燃燒,使得熱效率大大提高。另外,燃料油灰分少,燃燒后沒有爐灰,有利于環(huán)境保護(hù),爐膛和鍋爐房也能夠保持清潔。氣體燃料作為一種清潔能源同樣具有無公害,燃燒易調(diào)節(jié),燃料的發(fā)熱值易控制等特點(diǎn)。另外,使用氣體燃料不需要儲存場所,也不需要霧化裝置。與煤爐相比,油、氣爐的自動化程度高,司爐工的勞動強(qiáng)度大大降低,安全可靠性也相應(yīng)提高,需要停爐時,燃料供給可瞬時切斷,使熱損失降到最低限度。當(dāng)然,油、氣爐除有上述優(yōu)點(diǎn)外,也有它們的缺點(diǎn)。油容易著火,煤氣泄露易使人中毒,若管理使用不當(dāng),油、氣容易引起火災(zāi)和爆炸事故。另外,燃油含有硫份,燃燒后對鍋爐尾部容易產(chǎn)生腐蝕。因此,我們必須掌握油、氣爐的特性。萬萬不能掉以輕心,確保油、氣爐的安全運(yùn)行。燃油鍋爐現(xiàn)有臥式內(nèi)燃鍋殼式,、單鍋筒縱置式水管鍋爐、雙鍋筒縱置式水管鍋爐和雙鍋筒橫置式水管四種爐型結(jié)構(gòu)。臥式內(nèi)燃(WNS)系列有0.25噸/時、0.5噸/時、1噸/時、2噸/時、3噸/時、4噸/時、6個容量等級。水管式有2噸/時、6(6.5)噸/時、10噸/時、20噸/時,四個容量等級。蒸汽壓力有7、10、13、25表大氣壓4檔。燃油鍋爐的特點(diǎn)是效率比煤爐高,在80%以上。臥式外燃爐膽形燃燒室很適宜于燃油。燃?xì)忮仩t主要有2噸/時、4噸/時、10噸/時3個容量級。油爐的選型比煤爐稍容易,主要是油的品質(zhì)沒有燃煤復(fù)雜。國內(nèi)燃油噴燃器有機(jī)械壓力霧化、低壓空氣霧化、轉(zhuǎn)杯式、蒸汽霧化四種。在工業(yè)鍋爐產(chǎn)品中以壓力霧化最成熟。從爐型上說,容量在4噸/時及以下的臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐的爐型較合適。容量在6噸/時及以上品種以雙鍋筒縱置式水管鍋爐為宜。容量在20噸/時一級的以雙鍋筒橫置式水管爐為宜。8、熱水鍋爐熱水鍋爐目前在產(chǎn)品品種上還是短缺的,生產(chǎn)品種主要有:A、單縱鍋筒水火管式熱水鍋爐。有強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)兩種。目前運(yùn)行的多半為水火管快裝蒸汽鍋爐改裝的熱水鍋爐。B、帶有鍋筒的水管式強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐。一般由下集箱和下鍋筒進(jìn)水,上鍋筒出水?，F(xiàn)有產(chǎn)品為250萬大卡/時、1200萬大卡/時,燃煤熱水鍋爐,2500萬大卡/時也已完成設(shè)計。C、帶有鍋筒的水管式自然循環(huán)熱水鍋爐。現(xiàn)有250、360、400、1200、2500萬大卡/時燃煤熱水鍋爐和1200萬大卡/時燃油熱水鍋爐。D、無鍋筒水管式強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐?，F(xiàn)有產(chǎn)品為200、250、360、400、600萬大卡/時燃煤熱水鍋爐和1200萬大卡/時燃油熱水鍋爐。E、帶有鍋筒的汽水兩用爐。這種鍋爐的特點(diǎn)既能供汽又能供熱水。現(xiàn)有產(chǎn)品為120、250、300萬大卡/時燃煤熱水鍋爐。目前熱水鍋爐水循環(huán)方式有兩種,一種為自然循環(huán),另一種為強(qiáng)制循環(huán)。強(qiáng)制循環(huán)熱水鍋爐從水循環(huán)角度看,安全可靠性較好,但是在容量不太大的熱水鍋爐中自然循環(huán)設(shè)計得好亦能達(dá)到安全運(yùn)行要求,而且更能適應(yīng)較差的運(yùn)行條件,應(yīng)付突然停電的能力也較強(qiáng),循規(guī)蹈矩環(huán)泵功率較小,但自然循環(huán)熱水鍋爐耗鋼量大。立式鍋殼鍋爐、鑄鐵式熱水鍋爐、臥式內(nèi)燃型鍋殼鍋爐、水火管鍋爐等型式比較適用于較小的容量范圍。水管式結(jié)構(gòu)對大、小容量熱水鍋爐都合適。無論采用哪一種型式都要做到水循環(huán)設(shè)計合理以保證安全運(yùn)行,不能因?yàn)闊崴仩t壓力低就考慮簡單。我國工業(yè)鍋爐以燃煤為主,隨著我國對環(huán)境保護(hù)的重視和控制,各大城對燃煤鍋爐在市區(qū)范圍內(nèi)的安裝和運(yùn)行都有了一定的限制。逐步以燃油、燃?xì)馓娲济?以控制二氧化碳和其他有害氣體的排放總量。故燃油、燃?xì)忮仩t的產(chǎn)量穩(wěn)中有升,約占總產(chǎn)量的10.4%,生產(chǎn)鍋爐3640臺,蒸汽產(chǎn)量達(dá)7800t。同時常壓鍋爐及電熱鍋爐的發(fā)展,不同程度的替代了部分低等級小容量燃煤熱水鍋爐。大面積住宅區(qū)的建設(shè)對集中供熱的熱水鍋爐有較大需求。據(jù)統(tǒng)計,熱水鍋爐的產(chǎn)量占總產(chǎn)量(蒸汽)的37.8%達(dá)19900MW,所占比例為歷年最高。適應(yīng)市場需求的快組裝鍋爐品種市場銷售較好,其中,2、4、6、10t/h鍋爐產(chǎn)量占工業(yè)鍋爐總產(chǎn)量的75.85%,新開發(fā)的節(jié)能型高效品種也有良好的銷售業(yè)績,但工業(yè)鍋爐總的需求趨淡。鍋爐房工藝設(shè)計關(guān)系到人們的工作條件和生活水平,關(guān)系到我國工業(yè)的發(fā)展前景。所以,鍋爐技術(shù)人員所走的道路,任重道遠(yuǎn)。原始資料設(shè)計條件1鍋爐房建設(shè)地區(qū):大慶市2供熱介質(zhì):熱水3最大熱負(fù)荷:50t/h主要用于采暖4水質(zhì)分析資料:(1)總硬度H5.6mmol/L(2)總堿度A6.2mmol/L(3)溶解氧:3.9?5.8mg/L(4)PH7.85煤質(zhì)資料:鶴崗四號原煤其他條件:1風(fēng)向:冬季:東北風(fēng);夏季:西南風(fēng)2大氣壓力:100.2Pa3海拔:173m4供暖期:179天5供暖期平均溫度:-10.4%鍋爐房容量的確定及鍋爐的選擇鍋爐房容量的確定由文獻(xiàn)[2]可知確定鍋爐熱負(fù)荷應(yīng)根據(jù)以下幾點(diǎn):(1)對各用熱部門所提供的熱負(fù)荷資料,應(yīng)認(rèn)真核實(shí),摸清工藝生產(chǎn),生活及采暖通風(fēng)等對供熱的要求。(介質(zhì)參數(shù),負(fù)荷大小及使用情況等)(2)在計算熱負(fù)荷時,應(yīng)防止層層加碼,以免造成鍋爐房設(shè)計容量多大。(3)應(yīng)盡量利用余熱,以減少鍋爐房的供熱量,在計算熱負(fù)荷時,應(yīng)扣除已利用的余熱。鍋爐房設(shè)計容量的確定由文獻(xiàn)[2]的6.2?1式可知鍋爐房設(shè)計容量Q按下式計算:QK0(K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4)+K5Q5MW(2-1)式中:Q1,Q2,Q3,Q4?分別為采暖,通風(fēng),生產(chǎn),生活最大熱負(fù)荷,(MW);Q5?為鍋爐房自用熱負(fù)荷,(MW);K0?為室外管網(wǎng)熱損失及漏損系數(shù),由文獻(xiàn)[2]表6.2?1(即下表2-1)查得;K1、K2、K3、K4、K5?分別為采暖,通風(fēng),生產(chǎn),生活和鍋爐房自用熱負(fù)荷的同時使用系數(shù)。表2?1室外管網(wǎng)熱損失及漏損系數(shù)管道種類 敷設(shè)方式架空 地溝蒸汽管網(wǎng) 1.1?1.15 1.08?1.12熱水管網(wǎng) 1.07?1.10 1.05?1.08由原始資料可知,本設(shè)計主要考慮的是采暖人熱負(fù)荷,通風(fēng),生產(chǎn),生活的熱負(fù)荷不計算在內(nèi),鍋爐房自用熱負(fù)荷主要由鍋爐給水,除氧和汽動水泵耗汽量組成,其大小也可以不計算在內(nèi)。本設(shè)計采用室外管網(wǎng)架空敷設(shè),由文獻(xiàn)[2]表6.2?2(即下表2-2)可知同時使用系數(shù)K1、K2、K3、K4、K5的數(shù)值,取K01.10,K11.0,所以根據(jù)以上分析和查得的數(shù)值可以計算出鍋爐房設(shè)計容量Q:QK0(K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4)+K5Q5(MW)1.10×(1.0×50)55MW表2?2同時使用系數(shù)K1、K2、K3、K4、K5項(xiàng)目 K1 K2 K3 K4 K5推薦值 1.0 0.8?1.0 0.7?1.0 0.5 0.8?1.0注:生活用熱負(fù)荷的同時使用系數(shù)取0.5,若若生活用熱和生產(chǎn)用熱同時交錯,則取K40平均熱負(fù)荷的計算平均熱負(fù)荷可供選配用鍋爐及運(yùn)行管理中停爐檢修時參考,由文獻(xiàn)的[3]公式5?9得:QPJK0(Q1PJ+Q2PJ+Q3PJ+Q4PJ)(2-2)公式:K0?為室外管網(wǎng)熱損失及漏損系數(shù),見表2?1,在此取K01.10;Q1PJ、Q2PJ、Q3PJ、Q4PJ?為采暖,通風(fēng),生活平均熱負(fù)荷。其中采暖平均熱負(fù)荷Q1PJΦ1Q1(MW)Φ1?采暖系數(shù),取0.5?0.7,在此取0.6;Q2PJ、Q3PJ、Q4PJ?都為0所以:Q1PJΦ1Q1K0Φ1Q11.0×0.6×5033MW年平均熱負(fù)荷的計算計算年平均熱負(fù)荷的目的主要是用以計算年耗煤量。由文獻(xiàn)[3]公式5?10可知,爐房年熱負(fù)荷:D0K0(D1+D2+D3+D4)(2-3)公式:K0?為室外管網(wǎng)熱損失及漏損系數(shù),見表2?1,在此取K01.10;D1、D2、D3、D4?分別為采暖,通風(fēng),生產(chǎn),生活的年熱負(fù)荷,MW。由文獻(xiàn)[2]表3.5?1得,暖年熱負(fù)荷:D124n1Q1PJMW(2-4)公式中,n1?年供暖天數(shù),由文獻(xiàn)[2]表3.5?1查得大慶地區(qū)每年的平均供暖天數(shù)為179天;24?按三班制計算的每晝夜供暖小時數(shù)。因?yàn)镈2、D3、D4均為0,故:D0K0×D1K0×24×N1×Q1PJ1.1×24×179×0.6×50×3600×10005.1×1011KJ/年鍋爐的選擇鍋爐房的供熱介質(zhì)和參數(shù)本設(shè)計選用熱水鍋爐,直接供熱,115℃/70℃的低溫?zé)崴?。鍋爐的選型原則由文獻(xiàn)[2]可知選擇鍋爐時必須遵循一下原則:(1)必須滿足供熱負(fù)荷及介質(zhì)參數(shù)的要求;(2)應(yīng)能有效的燃燒所用的燃料,且對煤種有較大的適應(yīng)性;(3)鍋爐應(yīng)有較高的熱效率,應(yīng)不低于《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品技術(shù)條件》(JB2816?80)中的規(guī)定數(shù)值;(4)應(yīng)優(yōu)先選用國家經(jīng)委和國家機(jī)械工業(yè)部推廣的節(jié)能鍋爐產(chǎn)品和經(jīng)國家工業(yè)鍋爐行業(yè)評審委員會評審出的優(yōu)良鍋爐產(chǎn)品,不得采用國家已經(jīng)公布的淘汰的產(chǎn)品。(5)應(yīng)選用消煙除塵效率較好,有利于環(huán)境保護(hù)要求的鍋爐,一般選用不冒黑煙、排塵原始濃度較低的層燃鍋爐。(6)同一鍋爐房內(nèi)應(yīng)盡量采用相同的燃燒設(shè)備,相同容量的鍋爐,一利于設(shè)計、施工、安裝、運(yùn)行。當(dāng)供熱介質(zhì)參數(shù)不同或冬、夏負(fù)荷差別較大時,也可采用不同類型及不同的出力鍋爐。(7)所選的鍋爐應(yīng)在基建、運(yùn)行維修和環(huán)境保護(hù)等方面有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。不要時應(yīng)提出不同的設(shè)計方案,進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,以確定合理的方案。(8)對于出力在1噸/小時以下的鍋爐,宜采用下飼式,抽板頂升明火反燒,雙層爐排,簡易煤氣等燃燒方式的鍋爐。(9)在市區(qū)和民用建筑中一般不應(yīng)選用沸騰鍋爐,但以為使用石煤,不能用其他爐型有效燃燒的低揮發(fā)份無煙煤,低劣質(zhì)沒燃料而必須選用沸騰爐時,則鍋爐煙道應(yīng)設(shè)置機(jī)械排灰裝置。人工清理冷灰和溢流渣時,應(yīng)有安全防護(hù)措施和較好的條件。鍋爐型號的確定根據(jù)以上原則及計算分析,查文獻(xiàn)[2]表2?64得到的鍋爐的型號為SZL14?1.0/115/70?AⅡ,其性能如下:表2-3SZL14?1.0/115/70?AⅡ型號性能熱功率 140MW工作壓力 1.0MPa供回水溫度 115℃/70℃爐排有效面積 20.8m2對流和輻射總的受熱面積 637.8m2燃料的發(fā)熱量 18757kj/kg燃料的消耗量 3080kg/h鍋爐效率 81.24%外形尺寸長×寬×高 14.0×5.6×6.7生產(chǎn)場地 太湖鍋爐臺數(shù)的確定鍋爐房采用的鍋爐臺數(shù),應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的調(diào)度、鍋爐檢修和擴(kuò)建的可能性等因素確定,本設(shè)計中最大熱負(fù)荷為55MW,選擇的鍋爐額定供熱量為14MW,所以選擇4臺鍋爐。鍋爐房給水系統(tǒng)設(shè)計與主要設(shè)備的選擇計算概述鍋爐給水一般為自來水和天然水,天然水很容易被生活污水和工業(yè)廢水污染。水在自然循環(huán)中,無時不與外界接觸,由于水非常容易與各種物質(zhì)混雜,溶解能力較強(qiáng),所以,任何天然水中都含有各種多樣的雜質(zhì),當(dāng)水源受到生活污水、工業(yè)廢水及其它廢物污染時,水中雜質(zhì)更為復(fù)雜,按他們在水中存在狀態(tài)的顆粒大小,可以分為三類:懸浮物,膠體,溶解物。懸浮物主要是指泥土、沙礫和動植物的殘余體等不溶性雜質(zhì)水濁物,含有懸浮物的天然水,顯然不能當(dāng)作鍋爐用水使用,這些水直接供給鍋爐會堵塞鍋爐內(nèi)循環(huán)通道或沉積在鍋爐受熱面上發(fā)生事故,直接進(jìn)入離子交換器也回污染交換劑而減少治水量和影響出水質(zhì)量。溶解物以分子或離子的狀態(tài)存在與水中,天然水中的溶解物大都為溶解在水中的礦物鹽類的離子和一些溶解氣體,鹽離子以鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子等,一般以鈣鎂離子為主,他們會引起鍋爐結(jié)垢,鈣鎂的硅酸鹽和氯化物會使蒸汽品質(zhì)惡化,氯化鈣、氯化鎂和硫酸鎂會使骨碌金屬腐蝕。天然水中常見的溶解氣體有氧氣和二氧化碳,水中有氧氣和二氧化碳會使鍋爐設(shè)備腐蝕損壞。綜合以上可以知道,鍋爐給水如果用天然水必須進(jìn)行處理。為了達(dá)到熱水鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)鍋爐房建設(shè)地區(qū)的水質(zhì)分析資料,確定水處理的流程為:市政水????軟化水設(shè)備????軟化水箱????除氧設(shè)備(自來水)(鈉離子交換器)(除氧水泵)??除氧水箱????鍋爐(補(bǔ)水泵)鈉離子交換水處理循環(huán)水量的計算由公式:cm△tQ(3-1)公式中,c?水的比熱容,KJ/℃Kg;m?循環(huán)水量,t/h;△t?進(jìn)出口水溫差,℃;Q?額定熱負(fù)荷,MW。所以:t/h軟化水量的計算與鈉離子交換器的選擇計算1軟化水量的計算由文獻(xiàn)[2]公式6.4?1知,軟化水量的計算公式:DK(D1+D2+D3+D4+D5+D6)(3-2)公式中:K?富裕系數(shù),取K1.20;D1??蒸汽用戶凝結(jié)水損失量,t/h;D2?鍋爐內(nèi)部汽水損失量,t/h,(按鍋爐負(fù)荷的5%考慮);D3?鍋爐排污損失量,t/h,(按實(shí)際計算,估算時按額定蒸發(fā)量的5%?10%考慮);D4?熱網(wǎng)漏損失,t/h,(熱水系統(tǒng)按系統(tǒng)水容量的10%考慮,方案設(shè)計中可按循環(huán)水量的5%(△t>25%)?1%(△t>40%)估算);D5?水處理系統(tǒng)自耗軟化水量,t/h;D6?其他工藝裝置及用戶需要的軟化水量,t/h。本設(shè)計中D1、D2、D3、D5、D6忽略不計。所以:DK×D41.2×1047.62×1%12.57t/h2鈉離子交換器的選擇與計算(1)納離子交換器的計算選擇固定逆流再生鈉離子交換器,查參考文獻(xiàn)[1]表5-25,5-26,5-27得下表:表3?1鈉離子交換器的計算序號 名稱 符號 單位 計算公式 數(shù)值 附注1 需要軟化水量 Q m3/h 已知 12.57 2 源水總硬度 H0 mmol/L 已知 5.6 3 軟化水硬度 H1 mmol/L 已知(≤0.6) 0.5 序號 名稱 符號 單位 計算公式 數(shù)值 附注4 離子交換劑 1001強(qiáng)酸陽離子 樹脂 5 軟化速度 V m/h 查文獻(xiàn)[1]表5?25 25 6 交換器面積 M2 m20.503 7 交換器同時使用臺數(shù) n 臺 選定 1 8 交換器選用臺數(shù)臺2 一備用9 交換器直徑 Φ m 看表5?26 1 10 交換器實(shí)際截面積 F1 m2 F10.785Ф2表5?27 0.785 11 實(shí)際軟化速度 V1 m/h16 12 數(shù)值工作交換器容量 e mol/m3 看表5?25 900 13 交換層高度 h1 m 看表5?26 2 14 壓層高度 h2 m 看表5?26 0.2 15 交換層樹脂體積 V m3 VF1h1表5?27 1.57 16 交換器樹脂總裝載量 G kg/臺 看表5?26 1382 17 每臺交換器工作交換容量 E mol/臺 看表5?26 1413 18 軟化水量 QC m3/臺277.1 Hc≤0.619 再生軟化水自耗量 qe m3/臺次 看表5?26 106 20 軟化供水量 Qg m3/臺 QgQC-qc 275.5 21 交換器運(yùn)行時間 T h21.914 T≥12~2422 再生一次耗鹽量 Bna kg/臺 看表5?26 141.3 (表5-26,Z0.1kg/mol)序號 名稱 符號 單位 計算公式 數(shù)值 附注23 配制再生液耗水量 Qb t/臺次1.88 (查表5-25,cy7%)24 再生用清水總耗量 Qh m3/臺次 看表5?26 9.46 25 每臺交換器周期耗水量 ∑Q m3/臺次 ∑QQg+Qh+qc 286.52 26 交換器進(jìn)水小時平均流量 Qp m3/h13.075 27 交換器正洗速度 Vz m/h 看表5?25 20 28 交換器進(jìn)水小時最大流量 Q m3/h n1v1+vzF1 28.26 3鈉離子交換器的選擇根據(jù)以上計算,由文獻(xiàn)[1]表5?53可知,選擇LNN?1000/12型鈉離子交換器2臺,其性能如下表:表3?2LNN?1000/12型鈉離子交換器性能公稱直徑 1000mm工作壓力 ≤0.6MPa出力 12t/h工作樹脂高度 2000mm再生鹽耗量 155kg工作溫度 5--60℃設(shè)備裝水荷重 52kg鍋爐除氧設(shè)備的選擇除氧設(shè)備的選擇由文獻(xiàn)[1]表5?89,選擇鍋爐房推薦的YJX-20型解析除氧器,其性能如下:表3?3YJX-20型解析除氧器性能表額定出水量t/h 除氧水溶解氧mg/L 給水溫度℃ 進(jìn)噴射器水壓pa 反應(yīng)器電功率KW14 ≤0.1 >8 0.4?0.5 5.5除氧水泵型號的選擇由文獻(xiàn)[2]表5?90中,選擇與除氧器對應(yīng)的除氧水泵:其型號為507SWA×5。其性能如下:表3?4除氧水泵性能表流量m3/h 揚(yáng)程m 轉(zhuǎn)速r/min 功率KW 電動機(jī)18 46 1450 5.5 Y132S-4軟化水箱和除氧水箱的選擇軟化水箱的總有效容積應(yīng)根據(jù)水處理的設(shè)計出力和運(yùn)行方式來確定,當(dāng)有再生設(shè)備備用時,軟化水箱的總有效容積當(dāng)為30?60min的軟化水消耗量,即;V(30/60)Q0.5×12.576.28m3軟化水箱和除氧水箱可以設(shè)一個中間用隔板隔開,容積可以相同,所以由文獻(xiàn)[1]表6?34選擇水箱規(guī)格如下:表3?5隔板方形開式水箱:公稱容積m3 有效容積m3 長Lmm 寬Bmm 高Hmm 水箱本體重量kg15 15.9 3800 2600 1800 2150.9補(bǔ)給水泵的選擇補(bǔ)給水泵的流量有文獻(xiàn)[1]公式6?24得:QK(Q1+Q2)(3-3)公式中:Q?鍋爐補(bǔ)(給)水泵的流量,m3/h;Q1?所供鍋爐額定出力的總給水量,m3/h;Q2?其它用水量,如減溫器等用水,m3/h;K?附加系數(shù);1.1?1.2。在本設(shè)計中Q2可以忽略,所以Q1.15×12.5714.46m3/h鍋爐補(bǔ)(給)水泵的揚(yáng)程一般不小于補(bǔ)水點(diǎn)壓力另加30?50KPa的富裕量,一般以建筑物高度的某點(diǎn)作為定壓點(diǎn),建筑物的高度為24米,所以補(bǔ)(給)水泵的揚(yáng)程H30mH2O。補(bǔ)(給)水泵的選擇查文獻(xiàn)[1]表6?5,根據(jù)水量及揚(yáng)程選擇補(bǔ)(給)水泵,選擇水泵為IS80-50-315型水泵2臺,一臺備用,其性能如下:表3?6補(bǔ)(給)水泵性能表流量m3/h 揚(yáng)程m 轉(zhuǎn)速r/min 效率% 汽蝕采量m 功率N/KW軸功率 電動機(jī)功率15 32.5 1450 39 2.5 3.4 5.5循環(huán)水泵的選擇循環(huán)水泵的揚(yáng)程根據(jù)文獻(xiàn)[3]公式5?43得:HK×(H1+H2+H3)(3-4)公式中:K?富裕系數(shù),一般取1.15?1.20,在此取1.20;H1?熱水鍋爐房內(nèi)部的壓力損失,KPa;對于熱水鍋爐一般取70?220KPa,在此取200Kpa;H2?從鍋爐房到最不利環(huán)路用戶的干管壓力損失,Kpa;由計算定,一般可以取每米壓力降100KPa估算,H21500×100150KPaH3?最不利環(huán)路用戶內(nèi)部系統(tǒng)阻力,Kpa;一般散熱器直接聯(lián)系系統(tǒng)可以取(10?20)KPa;暖風(fēng)機(jī)取(20?50)KPa;熱交換器取(60?150)KPa;水噴泵取(80?120)KPa;所以對于本設(shè)計H3取20KPa。故:H1.2×(200+150+20)444KPa合45.31mH2O循環(huán)水泵的選擇根據(jù)循環(huán)水量和循環(huán)水泵的揚(yáng)程,查文獻(xiàn)[1]表6?29,選擇,HPK-S150-400,共4臺,其中一臺備用,其性能如下:表3?7循環(huán)水泵性能表流量m3/h 揚(yáng)程m 轉(zhuǎn)速r/min 效率% 汽蝕采量m 功率N/KW軸功率 電動機(jī)功率360 50.5 1450 77 2.9 64.3 90排污量的計算每次定期排污量本設(shè)計采用定期排污,采用鍋外水處理,每次定期排污量可以由文獻(xiàn)[1]公式5?51計算:Qdpn×d×h×lm3(3-5)公式中:n?上鍋筒的數(shù)量,n1m;d?上渦筒直徑,故3m;h?水位計水位高度變化,一般取h0.1m;l?上鍋筒長度,取5m;所以:Qdpn×d×h×l1×3×0.1×51.5m3定期排污量因?yàn)槊看味ㄆ谂盼叟欧艜r間t為0.5~1min,此取t0.7min;所以,定期排污流量:QdpDdp/t×60(3-6)1.5/0.7×60128.6m3/h再生液的制備與鹽液池的設(shè)計1常用的溶液為氯化鈉溶液,對鹽溶液池來說無論處理的水量大小均可應(yīng)用,是目前應(yīng)用最多的鹽液制備系統(tǒng)。鹽溶液可以分為稀鹽液池和濃鹽溶液池,本設(shè)計各設(shè)一個,稀鹽池的有效溶積應(yīng)至少滿足最大一臺鈉離子交換器再生用鹽液量。濃鹽液池的作用是濕法貯存并配置飽和濃度的鹽溶液,鹽溶液池一般為混凝土制的,為防腐在池內(nèi)壁貼瓷磚或用玻璃鋼,塑料板作內(nèi)襯更好,鹽液泵一般不設(shè)備用泵。2再生一次氯化鈉消耗量,BNa單位kg,由上面的表3?1知:BNa141.3kg/臺Qb1.88t/臺次由文獻(xiàn)[1]公式5?19可知:稀鹽液池的有效容積:(3-7)公式中:ρy?氯化鈉溶液的密度,取1.043g/cm3Cy?氯化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù),計算時用整數(shù)代替。所以:3再由文獻(xiàn)[1]公式5?20知濃鹽液的有效容積V2(單位m3)按下面公式計算V2(3-8)其中:K?貯存食鹽的天數(shù),一般為5?15d,在這取10d;T?鈉離子交換器延續(xù)運(yùn)行時間,查表3?1知:T21.91d;ρ?食鹽視密度(堆比重),kg/m3;ε?食鹽的純度;一般為0.96?0.98,在這取0.97所以:m34由文獻(xiàn)[1]表5?35知可以把鹽液池設(shè)計成混凝土的,其尺寸根據(jù)以上計算結(jié)果設(shè)計為:稀鹽液池(長×寬×高)2×1.5×1.2濃鹽液池(長×寬×高)2×1.5×1.2鹽液泵的選擇鹽液泵的流量Qy:由文獻(xiàn)[1]公式5?21得,Qy可以按下式計算:Q1.2×F1νyρy(3-9)公式中:νy?鹽溶液的再生速度,m/h,由表3?1知νy4m/h;F1?鈉離子交換器的截面積,m2,由表3?1知F10.785m2;ρy?氯化鈉溶液的密度,kg/m3;由文獻(xiàn)[2]表6.4?62查得ρy1043kg/m3所以:Q1.2×0.785×4×10433.93t/h合3.93m3/h鹽液泵的揚(yáng)程h:根據(jù)以上計算和文獻(xiàn)推薦鹽液泵的揚(yáng)程h一般為10?20mH2O,在本設(shè)計中h取14mH2O。鹽液泵的選擇:因?yàn)辂}液有腐蝕性,所以根據(jù)鹽液泵流量和揚(yáng)程從文獻(xiàn)[4]的表2?20選擇耐腐蝕的IH型化工泵,其性能如下:表3-8IH型化工泵性能表型號 電機(jī)型號 流量m3/h 揚(yáng)程mIH50-32-250 YB100L1-4/2.2 6.3 20除污器的選擇由文獻(xiàn)[2]表4.4?19選擇臥室直通除污器,其性能如下:表3-9臥室直通除污器性能類型 規(guī)格 工作壓力臥室直通除污器 150-450 600-1200kpa鍋爐房熱力系統(tǒng)管道管徑的設(shè)計與計算由文獻(xiàn)[1]表8?6和公式8?3及文獻(xiàn)[2]表5.8?1和表5.8?2計算得到下表:表3-10管道計算表管道名稱 管道代號 流量m3/h 允許流速m/s 計算管徑mm 選用管徑Ф×σ 選用管才熱網(wǎng)供水管 R1 1047.6 2 430.3 530×9 無縫鋼管熱網(wǎng)回水管 R2 1047.6 2 430.3 530×9 無縫鋼管自來水管 S0 12.57 2 47.13 57×3.5 無縫鋼管軟化水管 S8 12.57 2 47.13 57×3.5 無縫鋼管補(bǔ)給水箱 BT 12.57 2 47.13 57×3.5 無縫鋼管鹽液管 HCO 3.93 1.5 30.43 3.8×3.5 無縫鋼管定期排污管 DW2 128.6 2 150.7 159×4.9 無縫鋼管除氧水管 CY 18 2 56.4 73×4 無縫鋼管熱力系統(tǒng)管道的保溫與涂色供暖供回水管、鋼制除塵器、室內(nèi)引風(fēng)機(jī)、鋼板煙道、鋼板熱風(fēng)道及表面溫度高于50℃的設(shè)備,均需保溫。管道的表面涂色,有文獻(xiàn)[2]表5-103得下表:表3.12管道涂色表管道名稱 表面涂色底色 環(huán)色自來水管、鍋爐給水管 綠 ??熱網(wǎng)回水管 ?? ??熱網(wǎng)供水管 綠 紅鹽液管 綠 黃疏水管、排水管 綠 黑軟化水管 綠 白鍋爐排污 黑 集水器和分水器的選擇1.集水器一般熱水承壓鍋爐的水系統(tǒng)中都需設(shè)置集水器,它是回收用戶回水連接鍋爐供水的重要環(huán)節(jié)。查參考文獻(xiàn)[3],表7-25,本設(shè)計鍋爐房選用筒體直徑為DN1000的熱水集配器。2.分水器分水器是鍋爐房中的重要設(shè)備之一。它是連接鍋爐房和外網(wǎng)用戶的樞紐。查參考文獻(xiàn)[3],表7-21選用缸體直徑DN800的分水器,基礎(chǔ)長度840?,基礎(chǔ)高度300?,基礎(chǔ)寬度340?。鍋爐房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計與主要設(shè)備的選擇計算概述為了保證燃燒,必須有足夠的空氣進(jìn)入爐膛,并需及時排除鍋爐燃燒產(chǎn)物,鍋爐機(jī)組的通風(fēng)計算要鍋爐機(jī)組的額定負(fù)荷進(jìn)行。本設(shè)計采用機(jī)械通風(fēng),機(jī)械通風(fēng)有負(fù)壓通風(fēng)、平衡通風(fēng)、正壓通風(fēng)三種,本設(shè)計采用平衡通風(fēng)。這類通風(fēng)系統(tǒng)為通風(fēng)系統(tǒng)裝置同時使用鼓風(fēng)機(jī)和和引風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)用與克服鼓風(fēng)管道和風(fēng)道入口到進(jìn)入爐膛(包括空氣預(yù)熱器、燃燒設(shè)備和燃料層)等全部通風(fēng)阻力。引風(fēng)機(jī)用于克服爐膛出口(包括使?fàn)t膛形成負(fù)壓、鍋爐管束、省煤器、空氣預(yù)熱器、除塵器)到煙囪出口的全部煙道阻力,這種通風(fēng)方式既能有效的送入空氣,又能使鍋爐的爐膛及全部煙道均處于合理的負(fù)壓下運(yùn)行,鍋爐房的安全及衛(wèi)生條件好,目前供熱鍋爐中廣泛應(yīng)用的通風(fēng)方式。設(shè)計中鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)最好單爐配置,這樣靈活性大,當(dāng)某臺風(fēng)機(jī)發(fā)生鼓時,不會影響其他鍋爐的運(yùn)行,且便于隨負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整,提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,單獨(dú)布置風(fēng)機(jī)時風(fēng)量的富裕一般為10%,風(fēng)壓為20%。燃料特性及煤燃燒的空氣量和煙氣量的確定燃料特性根據(jù)文獻(xiàn)[1]表2?33的我國部分煤質(zhì)分析表及鍋爐房所在地區(qū),選擇來自黑龍江省鶴崗的煤炭,煤種為一類煙煤,名稱為鶴崗四號原煤,其性能如下:表4-1鶴崗四號原煤性能表應(yīng)用基成分、% 水分Mar 灰分Aar 碳Car 氫Har 氧Oar 氮Nar 硫Sar 低位發(fā)熱量KJ/kg10.10 26.80 48.4 3.60 10.20 0.60 0.30 19130理論空氣量VK0與理論煙氣量VY0的計算由文獻(xiàn)[2]表6.3?1知:理論空氣量可以由下式計算:VK0(4-1)0.25×+0.2785.11mN3/kg理論煙氣量可以由下式計算:VY0(4-2)0.25×+0.775.60mN3/kg實(shí)際空氣量與實(shí)際煙氣量的計算:由文獻(xiàn)[2]公式6.3?1得:實(shí)際空氣量:VKaLBjVK0(4-3)公式6.3?2得:實(shí)際煙氣量:VYayBjVY0(4-4)公式中:aL、ay?爐膛及引風(fēng)機(jī)入口過?？諝庀禂?shù);Bj??鍋爐額定負(fù)荷時的燃料消耗量;kg/h由文獻(xiàn)[2]表6.3?2查得:aL1.3ay1.3+∑Δa(4-5)∑Δa0.1+0.05+0.15+0.1+0.2+0.1+0.05+0.050.8ay1.3+∑Δa1.3+0.82.1由文獻(xiàn)[6]公式3?31得:鍋爐每小時燃料消耗量:Bkg/h(4-6)公式中:Qgl?鍋爐每小時的有效吸熱量;Qgl14MWηgl?鍋爐設(shè)計效率;ηgl81.24%則:B所以:實(shí)際參加燃燒反應(yīng)的燃料為:BjB(1-q4/100)kg/h公式中:q4?固體不完全燃燒熱損失,其大小可以由文獻(xiàn)6表3?2查得:q411%BjB(1-q4/100)(4-7)3212.76×(1-11%)2859.36kg/h故:實(shí)際空氣量:VKaLBjVK01.3×2859.76×5.1118978mN3/h實(shí)際煙氣量:VYayBjVY02.1×2859.36×5.6033611.06mN3/h風(fēng)煙道流速及截面尺寸的確定風(fēng)道流速及截面尺寸的計算風(fēng)道設(shè)計的材料用金屬,其流速可以選用ωf012m/s由文獻(xiàn)[1]公式3?1得風(fēng)道截面積的公式:(4-8)把風(fēng)道設(shè)計成金屬矩形,根據(jù)以上計算,可以取尺寸為:(長×寬)(2.8m×0.6m)所以:實(shí)際流速為:(4-9)10.98m/s煙道流速及截面尺寸的計算1煙道分為鍋爐煙道和總煙道兩部分,其中鍋爐煙道設(shè)計材料為金屬,其流速可以選為ωY1012m/s;總煙道設(shè)計材料為混凝土,其流速可以選為ωY207m/s.2鍋爐煙道截面積由文獻(xiàn)[1]式3?1得:(4-10)鍋爐煙道設(shè)計成金屬矩形煙道,其尺寸為:(長×寬)(1m×0.8m)所以,實(shí)際流速為:(4-11)②總煙道截面積由下式計算:(4-12)總煙道設(shè)計為混凝土矩形煙道。其尺寸大小為:(長×寬)(3m×2.3m)故:實(shí)際流速為;(4-13)