安徽XX學院課題名稱：鍋爐及鍋爐房設備系別：環(huán)境工程專業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程班級：姓名：2009年12月7日至2009共1周目錄1緒論 51.1設計目的 51.2設計內(nèi)容 51.3設計概述 52設計依據(jù) 52.1熱負荷資料 52.2燃料： 62.3氣象資料 63熱負荷計算及鍋爐選擇 63.1熱負荷計算 63.1.1計算熱負荷 63.1.2計算平均熱負荷和全年熱負荷 73.2鍋爐型號與臺數(shù)確定 84給水及水處理設備的選擇 104.1給水設備選擇 104.1.1鍋爐房給水量的計算 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)設計及設備選擇 114.2.1鍋爐排污量的計算 114.2.2軟化水量的計算 124.2.3鈉離子交換器的選擇計算 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分汽缸簡體長度的確定 157鍋爐房布置 158總結 179參考資料 171緒論1.1設計目的課程設計是“鍋爐及鍋爐房設備”課程的主要教學環(huán)節(jié)之一。通過課程設計了解鍋爐房工藝設計內(nèi)容、程序和基本原則；學習設計計算方法和步驟；提高運算和制圖能力。同時，通過設計鞏固所學的理論知識和實際知識，并學習運用這些知識解決工程問題。1.2設計內(nèi)容課程設計說明書的內(nèi)容包括鍋爐型號及臺數(shù)選擇；水處理設備選擇、給水設備和主要管道的選擇與計算、鍋爐房工藝布置。1.3設計概述課程設計題目：某紡織廠供熱鍋爐房工藝設計本設計為一蒸汽鍋爐房，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設計依據(jù)2.1熱負荷資料熱用戶同時使用系數(shù)用汽壓力(Mp)用汽量（h/t）凝結水回水量（%）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毫克當量/升永久硬度HFT=4.35毫克當量/升暫時硬度HT=3.00毫克當量/升總堿度Ao=3.00毫克當量/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冬季采暖室外計算溫度：tw=-1.4℃采暖房間室內(nèi)計算溫度：tn=22℃采暖期平均室外計算溫度：tpj=0.5℃3熱負荷計算及鍋爐選擇3.1熱負荷計算3.1.1計算熱負荷計算熱負荷=式中：Q1，Q2，Q3，Q4——分別為采暖、通風、生產(chǎn)和生活最大熱負荷，t/h，見熱負荷資料。——考慮熱網(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；——采暖用汽的同時使用系數(shù)，取1.0；——通風用汽的同時使用系數(shù)，取0；——生產(chǎn)用汽的同時使用系數(shù)，取0.9；——生活用汽的同時使用系數(shù)，取0.5；代入數(shù)據(jù)得采暖季最大計算熱負荷：非采暖季最大計算熱負荷=代入數(shù)據(jù)得：=3.1.2計算平均熱負荷和全年熱負荷=1\*GB2⑴平均熱負荷Qipj=（tn-tpj）Qi/(tn-tw)t/h(附2-2)式中Qi——采暖通風最大熱負荷，t/h；tn——采暖房間室內(nèi)計算溫度，℃；tw——采暖期采暖或通風室外計算溫度，℃；tpj——采暖期室外平均計算溫度，℃。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全年熱負荷全年熱負荷這是計算全年燃料消耗量的依據(jù)，也是技術經(jīng)濟比較的一個依據(jù)。全年熱負荷D0可根據(jù)平均熱負荷和全年使用小時數(shù)按下式計算：D0=K0（D1+D2+D3+D4）［1+（Q5/Qmax）］t/h式中D1，D3，D4——分別為采暖、生產(chǎn)和生活的全年熱負荷，t/年；Q5/Qmax——除氧用熱系數(shù)，符號意義同式。采暖、通風、生產(chǎn)和生活得全年熱負荷D1，D3，D4分別可用以下公式計算求得：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)及生活的平均熱負荷，t/h；分別為3.85t/h、4.35t/h、0.15t/h。計算如下：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鍋爐型號與臺數(shù)確定根據(jù)計算熱負荷大小和燃料特性決定鍋爐型號，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。但也不應該選用鍋爐的總容量超過計算負荷太多而造成浪費。鍋爐的容量還應適用鍋爐房負荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要避免鍋爐長期在低負荷下運行。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)最大計算熱負荷及生產(chǎn)、采暖通風和生活用汽壓力均不大于0.4MPa，本設計選用WNS型燃油蒸汽鍋爐三臺。采暖季三臺鍋爐基本上滿負荷運行；非采暖季兩臺鍋爐運行，負荷率約在80％左右。鍋爐的維修保養(yǎng)可在非采暖季進行，故本鍋爐房不設置備用鍋爐。型號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最大運輸件尺寸l×b×h5.30×2.40×3.27最大運輸件重量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4給水及水處理設備的選擇4.1給水設備選擇4.1.1鍋爐房給水量的計算鍋爐房給水量的計算公式式中D——鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h;Gn——合格的凝結水回收量，t/h;β——設備和管道漏損，％，可取0.5％；Ppw——鍋爐排污率，％；本設計根據(jù)水質(zhì)計算，取5％。對于采暖季，給水量為=15×（1+0.05+0.05）＝16.5對于非采暖季，給水量為=10×(1+0.05+0.05)=7.88給水泵揚程：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數(shù)的選擇，應能適應鍋爐房全年負荷變化的要求。本鍋爐房擬選用兩臺電動給水泵，兩臺互為備用。采暖季二臺啟用，其總流量應大于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：性能參數(shù)表型號KQL65-135流量25m3/h揚程125m效率40%轉(zhuǎn)速2900r/min電機功率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：一是軟化水和凝結水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。將凝結水箱和給水箱合一，作為鍋爐的給水箱。為保證給水的安全可靠和檢修條件，給水箱設中間隔板，以便水箱檢修時互相切換使用。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行鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需20－40min的給水量。對于小容量的鍋爐房，給水箱的有效容量可適當增大。因此給水箱總有效容積，按儲存7.9m3選擇。選擇陜西匯豐環(huán)保設備有限公司制造的有隔板的方形給水箱一個：序號公稱容積規(guī)格（mm)箱板厚度(mm)水箱重量價格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)設計及設備選擇根據(jù)原水水質(zhì)指標，本設計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，以732＃樹脂為交換劑。為提高軟化效果和降低鹽耗，兩臺交換器串連使用。4.2.1鍋爐排污量的計算鍋爐排污量通常通過排污率來計算。排污率的大小，可由堿度或含鹽量的平衡關系式求出，取兩者的較大值。按給水的堿度計算排污率：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)標準，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；——凝結水回收率，本設計可有小式?jīng)Q定；按給水中含鹽量（溶解固形物）計算排污率: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軟化水量的計算鍋爐房采暖季的最大給水量與凝結水回收量之差，即為本鍋爐房所需補充的軟化水量：軟化水箱為3000×2000×1000mm4.2.3鈉離子交換器的選擇計算采用北京伯兆楓科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的全自動鈉離子交換器2臺：技術規(guī)格：型號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×個數(shù)D×H×個數(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)運行8-10周期后，一般宜進行一次大反洗，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,時間約15min。大反洗后的第一次再生，其再生劑耗量比正常運行時約增加大一倍。大反洗前，應先進行小反洗，以保護中間排管裝置。4.2.4除氧方式的選擇水質(zhì)標準規(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)水需進行除氧處理。除氧方法常用熱力除氧、真空除氧和化學藥劑除氧，其他除氧方法使用不多。本設計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應管徑一致，即除進液管管徑為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。本設計適當留有余量，選用管徑為Dn=65mm.5.3.2給水母管管徑本設計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的安全，每臺鍋爐的蒸汽母管直接接入分汽缸，其直徑為Ф159×4.5mm；每臺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)知道采暖期最大計算熱負荷=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，本設計采用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)目和結構強度，同時還應顧及接管上的閥門的啟閉操作的便利。本設計的分汽缸簡體上，除接有三根來自鍋爐的進汽管(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。分汽缸筒體結構和管孔布置如圖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）。工藝布置應保證設備安裝、運行、檢修安全和方便，使風、煙流程短，鍋爐房面積和體積緊湊。鍋爐操作地點和通道的凈空高度不應小于2m，并應滿足起吊設備操作高度的要求。在鍋筒、省煤器及其他發(fā)熱部位的上方，當不需要操作和通行時，其凈空高度可為0.7m。鍋爐與建筑物之間的凈距，應滿足操作、檢修和布置輔助設施的需要，并應符合下列規(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。當需在爐前更換鍋管時，爐前凈距應能滿足操作要求。對6～65t/h的蒸汽鍋爐，4.2～58MW的熱水鍋爐，當爐膠設置儀表控制室時，鍋爐前端到儀表控制室的凈距可為3m。（2）鍋爐側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。當需吹灰、撥火、除渣、安裝或檢修螺旋除渣機時，通道凈