紡織廠鍋爐房設(shè)計(jì)

安徽XX學(xué)院課題名稱：鍋爐及鍋爐房設(shè)備系別：環(huán)境工程專業(yè)：建筑環(huán)境與設(shè)備工程班級(jí)：姓名：2009年12月7日至2009共1周目錄1緒論 51.1設(shè)計(jì)目的 51.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 51.3設(shè)計(jì)概述 52設(shè)計(jì)依據(jù) 52.1熱負(fù)荷資料 52.2燃料： 62.3氣象資料 63熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇 63.1熱負(fù)荷計(jì)算 63.1.1計(jì)算熱負(fù)荷 63.1.2計(jì)算平均熱負(fù)荷和全年熱負(fù)荷 73.2鍋爐型號(hào)與臺(tái)數(shù)確定 84給水及水處理設(shè)備的選擇 104.1給水設(shè)備選擇 104.1.1鍋爐房給水量的計(jì)算 104.1.2給水泵的選擇 104.1.3給水箱體積的確定 114.2水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇 114.2.1鍋爐排污量的計(jì)算 114.2.2軟化水量的計(jì)算 124.2.3鈉離子交換器的選擇計(jì)算 124.2.4除氧方式的選擇……135汽水系統(tǒng)主要管道管徑的確定..........................................135.1鍋爐房最大的用水量及自來水總管管徑的確定 135.1.1自來水總管的流量 135.1.2自來水總管的管徑確定 135.2與離子交換器相接的各管管徑的確定 135.3給水管管徑的確定 145.3.1給水箱出水總管管徑 145.3.2給水母管管徑 145.4蒸汽母管管徑的確定 145.4.1蒸汽母管管徑確定 145.4.2生產(chǎn)用蒸汽管管徑確定 145.4.3采暖用蒸汽管管徑確定 145.4.4生活用蒸汽管管徑確定 146分汽缸的選用 156.1分汽缸的直徑的確定 156.2分汽缸簡(jiǎn)體長度的確定 157鍋爐房布置 158總結(jié) 179參考資料 171緒論1.1設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是“鍋爐及鍋爐房設(shè)備”課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過課程設(shè)計(jì)了解鍋爐房工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容、程序和基本原則；學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟；提高運(yùn)算和制圖能力。同時(shí)，通過設(shè)計(jì)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí)，并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識(shí)解決工程問題。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容課程設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容包括鍋爐型號(hào)及臺(tái)數(shù)選擇；水處理設(shè)備選擇、給水設(shè)備和主要管道的選擇與計(jì)算、鍋爐房工藝布置。1.3設(shè)計(jì)概述課程設(shè)計(jì)題目：某紡織廠供熱鍋爐房工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為一蒸汽鍋爐房，為生產(chǎn)、生活以及廠房采暖生產(chǎn)飽和蒸汽。生產(chǎn)和生活為常年性熱負(fù)荷，三班制工作，年工作天數(shù)為300天；采暖天數(shù)為124天。2設(shè)計(jì)依據(jù)2.1熱負(fù)荷資料熱用戶同時(shí)使用系數(shù)用汽壓力(Mp)用汽量（h/t）凝結(jié)水回水量（%）最大平均采暖1.00.54.53.8590生產(chǎn)0.90.57.24.3555生活0.50.31.20.150注：介質(zhì)均為飽和蒸汽2.2燃料：采用油作為燃料水源資料：總硬度Ho=7.35毫克當(dāng)量/升永久硬度HFT=4.35毫克當(dāng)量/升暫時(shí)硬度HT=3.00毫克當(dāng)量/升總堿度Ao=3.00毫克當(dāng)量/升PH值7.0溶解固形物550毫克/升2.3氣象資料大氣壓：101244Pa海拔高度：26.8m冬季采暖室外計(jì)算溫度：tw=-1.4℃采暖房間室內(nèi)計(jì)算溫度：tn=22℃采暖期平均室外計(jì)算溫度：tpj=0.5℃3熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇3.1熱負(fù)荷計(jì)算3.1.1計(jì)算熱負(fù)荷計(jì)算熱負(fù)荷=式中：Q1，Q2，Q3，Q4——分別為采暖、通風(fēng)、生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷，t/h，見熱負(fù)荷資料?！紤]熱網(wǎng)熱損失及鍋爐房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系數(shù)，取1.14；——采暖用汽的同時(shí)使用系數(shù)，取1.0；——通風(fēng)用汽的同時(shí)使用系數(shù)，取0；——生產(chǎn)用汽的同時(shí)使用系數(shù)，取0.9；——生活用汽的同時(shí)使用系數(shù)，取0.5；代入數(shù)據(jù)得采暖季最大計(jì)算熱負(fù)荷：非采暖季最大計(jì)算熱負(fù)荷=代入數(shù)據(jù)得：=3.1.2計(jì)算平均熱負(fù)荷和全年熱負(fù)荷=1\*GB2⑴平均熱負(fù)荷Qipj=（tn-tpj）Qi/(tn-tw)t/h(附2-2)式中Qi——采暖通風(fēng)最大熱負(fù)荷，t/h；tn——采暖房間室內(nèi)計(jì)算溫度，℃；tw——采暖期采暖或通風(fēng)室外計(jì)算溫度，℃；tpj——采暖期室外平均計(jì)算溫度，℃。有上述資料可得：tw=-1.4℃，tn=22℃，tpj=0.5℃Qipj=（tn-tpj）Qi/(tn-tw)=11.47t/h=2\*GB2⑵全年熱負(fù)荷全年熱負(fù)荷這是計(jì)算全年燃料消耗量的依據(jù)，也是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的一個(gè)依據(jù)。全年熱負(fù)荷D0可根據(jù)平均熱負(fù)荷和全年使用小時(shí)數(shù)按下式計(jì)算：D0=K0（D1+D2+D3+D4）［1+（Q5/Qmax）］t/h式中D1，D3，D4——分別為采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負(fù)荷，t/年；Q5/Qmax——除氧用熱系數(shù)，符號(hào)意義同式。采暖、通風(fēng)、生產(chǎn)和生活得全年熱負(fù)荷D1，D3，D4分別可用以下公式計(jì)算求得：D1=8n1［SQ1pj+(3－S)Q1f］t/年D2=0D3=8n3SQ3pjt/年D4=8n4SQ4pjt/年n1，n3——分別為采暖天數(shù)和全年工作天數(shù)；分別為300天、124天。S——每晝夜工件班數(shù)為三班制；Q1pj，Q3pj，Q4pj——分別為采暖、生產(chǎn)及生活的平均熱負(fù)荷，t/h；分別為3.85t/h、4.35t/h、0.15t/h。計(jì)算如下：采暖期：D1=11457.6t/年；D3=31320t/年；D4=1080t/年D0=1.14×（11457.6+31320+1080）=49997.7t/年非采暖期：D0=1.14×（31320+1080）=36936t/年3.2鍋爐型號(hào)與臺(tái)數(shù)確定根據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷大小和燃料特性決定鍋爐型號(hào)，并考慮負(fù)荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總?cè)萘勘仨殱M足計(jì)算負(fù)荷的要求，即選用鍋爐的額定容量之和不應(yīng)小于鍋爐房計(jì)算熱負(fù)荷，以保證用汽的需要。但也不應(yīng)該選用鍋爐的總?cè)萘砍^計(jì)算負(fù)荷太多而造成浪費(fèi)。鍋爐的容量還應(yīng)適用鍋爐房負(fù)荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要避免鍋爐長期在低負(fù)荷下運(yùn)行。規(guī)范規(guī)定以水為介質(zhì)蒸汽鍋爐房，其鍋爐的額定蒸發(fā)量為1～65t/h，額定出口蒸汽壓力為0.1～3.82MPa表壓、額定出口蒸汽溫度小于或等于450℃；根據(jù)最大計(jì)算熱負(fù)荷及生產(chǎn)、采暖通風(fēng)和生活用汽壓力均不大于0.4MPa，本設(shè)計(jì)選用WNS型燃油蒸汽鍋爐三臺(tái)。采暖季三臺(tái)鍋爐基本上滿負(fù)荷運(yùn)行；非采暖季兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行，負(fù)荷率約在80％左右。鍋爐的維修保養(yǎng)可在非采暖季進(jìn)行，故本鍋爐房不設(shè)置備用鍋爐。型號(hào)WNS5-1.25-Y(Q)額定蒸發(fā)量5t/h額定蒸汽溫度1.25Mpa鍋爐熱效率92.4﹪額定耗油氣量330Kg/h耗電功率15Kw適用燃料輕油或重油天然氣或城市煤氣使用電源380V50HZ最大運(yùn)輸件尺寸l×b×h5.30×2.40×3.27最大運(yùn)輸件重量3500Kg排煙溫度230℃燃燒方式壓力霧化、微正壓燃燒調(diào)節(jié)方式自動(dòng)4給水及水處理設(shè)備的選擇4.1給水設(shè)備選擇4.1.1鍋爐房給水量的計(jì)算鍋爐房給水量的計(jì)算公式式中D——鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h;Gn——合格的凝結(jié)水回收量，t/h;β——設(shè)備和管道漏損，％，可取0.5％；Ppw——鍋爐排污率，％；本設(shè)計(jì)根據(jù)水質(zhì)計(jì)算，取5％。對(duì)于采暖季，給水量為=15×（1+0.05+0.05）＝16.5對(duì)于非采暖季，給水量為=10×(1+0.05+0.05)=7.88給水泵揚(yáng)程：H=1000P+100-200Kpa式中P---鍋爐工作壓力，MpaH=1000×1.25+100-200=1150Kpa4.1.2給水泵的選擇給水泵臺(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)能適應(yīng)鍋爐房全年負(fù)荷變化的要求。本鍋爐房擬選用兩臺(tái)電動(dòng)給水泵，兩臺(tái)互為備用。采暖季二臺(tái)啟用，其總流量應(yīng)大于1.1×16.5=18.15?，F(xiàn)選用博禹泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的KQL系列立式離心水泵2臺(tái)：性能參數(shù)表型號(hào)KQL65-135流量25m3/h揚(yáng)程125m效率40%轉(zhuǎn)速2900r/min電機(jī)功率30kw氣蝕余量2.5m重量320kg4.1.3給水箱體積的確定給水箱的作用有兩個(gè)：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(chǔ)備。將凝結(jié)水箱和給水箱合一，作為鍋爐的給水箱。為保證給水的安全可靠和檢修條件，給水箱設(shè)中間隔板，以便水箱檢修時(shí)互相切換使用。給水箱容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需20－40min的給水量。對(duì)于小容量的鍋爐房，給水箱的有效容量可適當(dāng)增大。因此給水箱總有效容積，按儲(chǔ)存7.9m3選擇。選擇陜西匯豐環(huán)保設(shè)備有限公司制造的有隔板的方形給水箱一個(gè)：序號(hào)公稱容積規(guī)格（mm)箱板厚度(mm)水箱重量價(jià)格m3長L寬B高H箱底箱壁箱頂kg人民幣（元）18200020002000222550360004.2水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇根據(jù)原水水質(zhì)指標(biāo)，本設(shè)計(jì)擬采用鈉離子交換法軟化給水。由于原水總硬度為7.35,屬于高硬度水，所以決定選用逆流再生鈉離子交換器兩臺(tái)，以732＃樹脂為交換劑。為提高軟化效果和降低鹽耗，兩臺(tái)交換器串連使用。4.2.1鍋爐排污量的計(jì)算鍋爐排污量通常通過排污率來計(jì)算。排污率的大小，可由堿度或含鹽量的平衡關(guān)系式求出，取兩者的較大值。按給水的堿度計(jì)算排污率：式中——給水的堿度，由水質(zhì)資料可知為3.00；——鍋爐允許的堿度，由水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，由課本查表10-2得次鍋爐鍋水的允許堿度為6—24mmol/L，則取22；——凝結(jié)水回收率，本設(shè)計(jì)可有小式?jīng)Q定；按給水中含鹽量（溶解固形物）計(jì)算排污率:其中給水含鹽量，已知為550鍋爐允許含鹽量，為4000mmol/L，Ps=5.2%因此，鍋爐排污率取5%。4.2.2軟化水量的計(jì)算鍋爐房采暖季的最大給水量與凝結(jié)水回收量之差，即為本鍋爐房所需補(bǔ)充的軟化水量：軟化水箱為3000×2000×1000mm4.2.3鈉離子交換器的選擇計(jì)算采用北京伯兆楓科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)鈉離子交換器2臺(tái)：技術(shù)規(guī)格：型號(hào)額定流量樹脂罐鹽罐周期鹽耗交換容量樹脂填量建議空間m3/hD×H×個(gè)數(shù)D×H×個(gè)數(shù)kgmolLmJYAF-2750A14￠500×1700×1￠640×1150×1302232002×1.2×2.5逆流再生離子交換器在連續(xù)運(yùn)行8-10周期后，一般宜進(jìn)行一次大反洗，以除去交換劑層中的污物和破碎的交換劑顆粒。大反洗流速取10m/h,時(shí)間約15min。大反洗后的第一次再生，其再生劑耗量比正常運(yùn)行時(shí)約增加大一倍。大反洗前，應(yīng)先進(jìn)行小反洗，以保護(hù)中間排管裝置。4.2.4除氧方式的選擇水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定蒸發(fā)量大于2t/h的蒸汽鍋爐（燃煤鍋殼鍋爐除外）的給水和供水溫度大于95℃的熱水鍋爐的循環(huán)水需進(jìn)行除氧處理。除氧方法常用熱力除氧、真空除氧和化學(xué)藥劑除氧，其他除氧方法使用不多。本設(shè)計(jì)采用大氣式熱力除氧器5汽水系統(tǒng)主要管道管徑的確定5.1鍋爐房最大的用水量及自來水總管管徑的確定5.1.1自來水總管的流量自來水總管的流量即為鍋爐最大用水量鍋爐房最大小時(shí)用水量大約為15t。5.1.2自來水總管的管徑確定若取管內(nèi)水速為1.6m/s，則自來水總管管徑：Dn=75mm。5.2與離子交換器相接的各管管徑的確定 交換器上各連接管管徑與其本體的對(duì)應(yīng)管徑一致，即除進(jìn)液管管徑為DN45外，期于各管管徑均為DN48。5.3給水管管徑的確定5.3.1給水箱出水總管管徑出水總管的流量，按采暖季給水量(16.5)考慮，若取管內(nèi)水速為2m/s，則所需總管內(nèi)徑為47mm。本設(shè)計(jì)適當(dāng)留有余量，選用管徑為Dn=65mm.5.3.2給水母管管徑本設(shè)計(jì)采用單母管給水系統(tǒng)。給水母管管徑確定與給水箱出水總管相同，即Dn=65mm。進(jìn)入鍋爐的給水支管與鍋爐本體的給水管管徑相同，直徑為Ф45×4.0mm，且在每一支管上裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。5.4蒸汽母管管徑的確定5.4.1蒸汽母管管徑確定為了便于操作以及確保修時(shí)的安全，每臺(tái)鍋爐的蒸汽母管直接接入分汽缸，其直徑為Ф159×4.5mm；每臺(tái)鍋爐的出口和分汽缸入口分別裝有閘閥和截止閥。5.4.2生產(chǎn)用蒸汽管管徑確定生產(chǎn)用汽管的蒸汽流量7.4t/h，蒸汽流速取40m/s,則選取生產(chǎn)用汽管管徑為Ф273×10mm無縫鋼管。5.4.3采暖用蒸汽管管徑確定采暖用汽管流量為5.13，仍按流速40m/s計(jì)算，決定選取管徑Ф159×4.5mm無縫鋼管。5.4.4生活用蒸汽管管徑確定蒸汽流量為0.68，蒸汽壓力和去用流速與采暖蒸汽管相同，經(jīng)計(jì)算決定選用管徑為Ф113×7mm無縫鋼管。6分汽缸的選用6.1分汽缸的直徑的確定已經(jīng)知道采暖期最大計(jì)算熱負(fù)荷=13.2，蒸汽壓力P=0.4MPa，比容v=0.4622，蒸汽在分汽缸中流速w取15m/s，本設(shè)計(jì)采用φ423×11的無縫鋼管作為分汽缸的筒體6.2分汽缸筒體長度的確定分汽缸筒體長度取決于接管管徑，數(shù)目和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)顧及接管上的閥門的啟閉操作的便利。本設(shè)計(jì)的分汽缸簡(jiǎn)體上，除接有三根來自鍋爐的進(jìn)汽管(Ф133×4)和供生產(chǎn)(Ф273×100)，采暖(Ф159×4.5)及生活用汽(Ф113×7mm)的輸出管外，還接有鍋爐房自用蒸汽管(Ф57×3.5)，備用管接頭(Ф108×4)，壓力表接管(Ф25×3)以及疏水器管等。分汽缸筒體結(jié)構(gòu)和管孔布置如圖5-1所示，筒體由φ423×11無縫鋼管制作，長度為3960mm。圖6-1分汽缸筒體管孔布置筒圖7鍋爐房布置本鍋爐房是一獨(dú)立新建的單層建筑，朝南偏東，由鍋爐房和輔助間及值班室三大部分組成（圖2）。工藝布置應(yīng)保證設(shè)備安裝、運(yùn)行、檢修安全和方便，使風(fēng)、煙流程短，鍋爐房面積和體積緊湊。鍋爐操作地點(diǎn)和通道的凈空高度不應(yīng)小于2m，并應(yīng)滿足起吊設(shè)備操作高度的要求。在鍋筒、省煤器及其他發(fā)熱部位的上方，當(dāng)不需要操作和通行時(shí)，其凈空高度可為0.7m。鍋爐與建筑物之間的凈距，應(yīng)滿足操作、檢修和布置輔助設(shè)施的需要，并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）爐前凈距：蒸汽鍋爐1～4t/h、熱水鍋爐0.7～2.8MW、不宜小于3.0m；蒸汽鍋爐6～20t/h、熱水鍋爐4.2～14MW、不宜小于4.0m；蒸汽鍋爐35～65t/h、熱水鍋爐29～58MW、不宜小于5.0m。當(dāng)需在爐前更換鍋管時(shí)，爐前凈距應(yīng)能滿足操作要求。對(duì)6～65t/h的蒸汽鍋爐，4.2～58MW的熱水鍋爐，當(dāng)爐膠設(shè)置儀表控制室時(shí)，鍋爐前端到儀表控制室的凈距可為3m。（2）鍋爐側(cè)面和后面的通道凈距：蒸汽鍋爐1～4t/h、熱水鍋爐0.7～2.8MW、不宜小于0.8m；蒸汽鍋爐6～20t/h、熱水鍋爐4.2～14MW、不宜小于1.5m；蒸汽鍋爐35～65t/h、熱水鍋爐29～58MW、不宜小于1.8m。當(dāng)需吹灰、撥火、除渣、安裝或檢修螺旋除渣機(jī)時(shí)，通道凈