锅炉房2015毕设说明书(共82页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计（论文） 题 目 哈尔滨市春苑小区4×29MW热水锅炉房工艺设计 专 业 建筑环境与设备工程 学 号 学 生 曹 勐 指 导 教 师 丁 立 群 答 辩 日 期 2015年6月 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）评语姓名： 学号： 专业： 毕业设计（论文）题目： 工作起止日期：_ 年_ 月_ 日起 _ 年_ 月_ 日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见：_ 指导教师签字： 指导教师职称： 评阅人评阅意见：_ _ 评阅教师签字： 评阅教师职称： 答辩委员会评语：_ 根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定：学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语：_ 答辩委员会主任（签字）： 职称：_ _答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员（签字）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 年 月 日哈尔滨工业大学毕业设计（论文）任务书姓 名：曹勐 院 （系）：市政环境工程学院专 业：建筑环境与设备工程 班 号：任务起至日期： 2015年 3 月 16 日至 2015 年 6 月 23 日毕业设计（论文）题目： 哈尔滨市春苑小区4×29MW热水锅炉房工艺设计 立题的目的和意义： 本课题针对哈尔滨春苑小区供热需求进行锅炉房工艺设计，其目的在于设计能够安全可靠、经济有效的把燃料的化学能转化为热能，以生产满足要求的热水的锅炉房，从而满足小区的采暖及生活用水需求。此外，合理利用地方燃料，解决污染问题，提高操作管理水平，减轻劳动强度等问题也有着极为重要的实际意义。 此次设计的意义在于考察我们平日所学理论知识以及运用知识的能力，综合设计能力，查阅资料能力，解决实际问题能力，计算机绘图能力，要求我们对锅炉房设计的相关规定和设计规范有透彻的了解，对相关计算公式及采用数据应有合理依据。在实际操作过程中，我们可以确实提高自己的设计水平。技术指标与主要内容： (1) 锅炉型号及台数的选择 (2) 选择锅炉配套辅机及锅炉房主要设备包括鼓引风系统；上煤除渣系统；汽水系统；仪表及自动控制系统。 鼓引风系统：确定鼓、引风机、除尘器型号并进行烟囱及烟道尺寸的计算 上煤除渣系统：根据锅炉房装机容量和上煤除渣工作班次确定上煤除渣设备类型、工作能力及配套的煤的预处理设备，如筛分、磁选、破碎设备等。 汽水系统：根据锅炉房工艺要求确定锅炉房整体汽水系统方案；根据水质资料和工艺要求确定水处理方案。 选择就地监测仪表，如：温度计、压力表、安全阀等；提出二次仪表监测数据； 提出连锁装置的要求；电气及照明的要求。 (3) 绘制锅炉房热力系统图，设备布置平剖面图，配管平剖面图，上面除渣设备平剖面等图。进度安排：第一周（3.163.20）：编写开题报告，设计原始资料查询；第二周（3.233.27）：完成开题报告，理论计算部分；第三周（3.304.3）：理论计算部分选择设备；第四周（4.64.10）：绘制锅炉房热力系统草图；第五周（4.134.17）：绘制设备布置平面草图；第六周（4.204.24）：完成设备布置平面草图绘制设备布置剖面草图；第七周（4.275.1）：完成设备布置剖面草图绘制配管平面草图；第八周（5.45.8）：完成配管平面草图绘制配管剖面草图；第九周（5.115.15）：完成配管剖面草图；第十周（5.185.22）：绘制上煤设备平面和剖面草图；第十一周（5.255.29）：完成上煤设备平面和剖面草图绘制除渣平面和剖面草图；第十二周（6.16.5）：完成除渣设备平面和剖面草图，完善部分图纸；第十三周（6.86.12）：完善所有图纸；第十四周（6.156.19）：整理说明书准备毕业答辩；同组设计者及分工： 独立完成指导教师签字_ 年 月 日 系或教研室（研究所）主任意见：主任签字_ 年 月 日专心-专注-专业摘 要本设计为哈尔滨市春苑小区热水锅炉房工艺设计，供热半径1500m，采暖负荷105MW。锅炉选用四台SHW29-1.25/130/70-H型热水锅炉，总装机容量4×29 MW。锅炉房采用双层布置形式，建筑面积为2556m2，占地面积为6000m2。一级网供回水温度为115/70，采用质调节方式，定压方式为补给水泵连续补水定压。通风系统采用平衡通风的方式，对鼓、引风系统进行校核计算。上煤除渣系统采用联合机械上煤除渣方式，设有煤场、除渣塔、上煤小室等。 本次设计属于锅炉房工艺初步设计，在设计过程中应保证原则正确、方案合理、表达清晰。充分结合所学专业知识，参考国家相关规范、标准、工程设计图集，独立完成锅炉房工艺设计任务。关键词：热水锅炉房；工艺设计；校核计算；经济技术分析 Abstract This graduation project is the technological design of water boiler room in Chunyuan residential community , the range of heat-supply service is 1500 meters , heating load is 105 MW . I choose four hot water boilers (SHW29-1.25/130/70-H), the total installed capacity is 4×29MW . The boiler room is arranged as double-deck , unit size is 2556 m2, covers the area of 6000 m2. The temperature of the supply and return water in the heat network is 130/70 , the way to regulate is quality regulation , and by replenishing water pump constantly can control its pressure . Balanced draft ensures operation of the ventilation system , I also check the air-blast system and induced draught system by calculating . The coal-replenishing and deslagging system adopts the method of combinate mechanical coal-replenishing and deslagging , which has coal yard , slag tower , furnacebin and so on . The project is classified as preliminary process design of boiler room , it was ought to ensure principle properness , solution correctness and expression clarity . In addition , I should consult the specialized knowledge I have learned adequately , refer to relative national normative , canonical or engineered design atlas , finish the task of boiler room process design independently . Keywords：hot water boiler room，process design，check by calculating economical analysis 6第一章 绪论1.1设计概况 1.1.1设计及城市说明本设计为热水锅炉房工艺设计，为哈尔滨市春苑小区采暖生产热水，无其它的热负荷，该设计拟采用双层布置热水锅炉房工艺。 哈尔滨是省会城市，锅炉房位于哈尔滨市郊区呼兰区，按一类地区来进行设计，在设计的过程中应该严格按一类地区的标准来执行，特别是在环境保护方面。本设计采用了区域燃煤锅炉房来采暖，与单户的小锅炉相比，在一定程度上减少了环境污染。 1.1.2设计规模本锅炉房为哈尔滨市春苑小区的采暖提供热量，供热半径为1500米，采暖热负荷为105MW。本锅炉房锅炉间南向，风机间朝北。设四台锅炉，设上煤机四部；除渣机两部；煤场一个；不设渣场；循环水泵两台，除氧水泵两台；原水加压泵两台；补给水泵两台；事故水泵一台；盐液泵两台；钠离子交换器一台等，其它设备详见锅炉房设备一览表。 1.1.3设计深度本锅炉房设计规模较大，技术较复杂，属于初步设计。初步设计有一定的要求，初步设计力求原则正确，方案合理，文字简练，数据可靠。 1.1.4设计作用本设计的主要作用应起到：确定方案，指导施工图设计；确定锅炉及锅炉房配套辅机的型号、参数、数量、附件和主要材料的型号与数量,详见设备一览表，以满足订货；计算技术经济指标，供审批使用。 1.1.5供热方案本设计热源与热网采用间接连接，一级网的供回水温度为115/70，热水网路和供暖用户系统采用质调节方式，即在热源处通过调节热网出水温度来满足不同的负荷要求，根据运行不同台数的锅炉，旁通部分水量来实现，旁通管上安装自力式压差控制阀。1.2 热负荷计算及锅炉设备的选择根据最大计算热负荷，确定锅炉房的规模和总的装机容量；根据平均热负荷，确定单台锅炉的容量及各种热负荷的均衡性；根据年热负荷，计算全年燃料消耗量，它也是技术经济比较的根据。本设计选用4台SHW29-1.25/130/70H的热水锅炉，主要考虑到对负荷变化和意外事故的适应性，锅炉不设备用，设备维修安排在非采暖季节。1.2.1通风系统的选择本锅炉房装机容量较大，并设有除尘器和省煤器，风烟道流动阻力较大，故采用机械平衡通风。鼓风系统设有4台鼓风机，单炉配单机，不设备用，采用双侧送风。引风系统设置4台引风机，也是单炉配单机，不设备用，考虑到阻力的均衡，4台锅炉的烟量通过各自的支烟道汇集到总烟道，由烟囱排入大气中；哈尔滨市属于一类地区，考虑到环保要求，每台锅炉配以高效脱硫除尘器，并且根据锅炉污染物排放标准，满足要求。1.2.2上煤除渣系统的选择本锅炉房规模较大，为提高锅炉房的工作效率和降低工人的劳动强度，采用机械上煤除灰方式。上煤系统选用DJ型大倾角挡边输送机配水平输送带的运输方式，配以波动筛、电磁辊式磁选机、鄂式破碎机等设备。运煤系统不设备用，采用两班制工作，每昼夜工作10小时，其它时间内可检修，同时设有煤场和炉前贮煤斗，以保证锅炉连续工作。根据锅炉房产渣量，选用YBL型系列重型板链除渣机，不设备用，不设渣场贮存灰渣，本设计专门设计定一个渣塔，一天分两班制用汽车定期将灰渣运走。1.2.3热力系统设备的选择为克服水系统的阻力，选用2台SB-ZL350S-300-450循环水泵，1用1备。同时为保证水系统流量的不变，选用2台SB-ZL50-32-135补给水泵连续补水，兼顾系统的定压，一用一备。另外为保证管网出现漏水情况时系统能够正常运行，选用一台事故水泵，流量为补给水流量的4倍。根据水质要求以及锅炉给水水质，故选用1台LDZN(S)型微电脑自控钠离子交换器。为防止腐蚀锅炉本体及热力管道，故本设计选用HRY-40型全自动除氧器。本设计中城市供水管网所提供的水压不能满足锅炉房用水压力要求，故选用2台SB-ZL50-32-145型水泵作为原水加压泵，以提高给水的压力，为避免影响城市水网的压力波动，设一4000×3000×2000尺寸的原水水箱。为保证热水管网的回水的清洁，设一DN600型卧式除污器。在锅炉房内设置分水器和集水器。1.3原始资料1.3.1热负荷资料 表1-1 热负荷资料热负荷参数热网参数采暖热负荷生产热负荷生活热负荷通风热负荷供水温度回水温度热网半径105MW0001157015001.3.2气象资料表1-2 气象资料冬季采暖温度供暖期日平均温度采暖天数最大冻土深度当地大气压-24.2-9.4176205 cm1004.2hPa表1-3主导风向冬季夏季全年主导风向SW SSWSSW频率14%12%12%1.3.3煤质分析资料表1-4 煤质资料内蒙古扎贲诺尔褐煤种类CYHYOYNYSYWYAYVYQYDWv分数34.652.3410.480.570.3134.6317.0243.75122901.3.4水质资料表1-5水质资料参数总硬度总碱度暂时硬度永久硬度溶解固形物PH值数值5.693.893.891.802326.81.4设计规范及标准1. 锅炉习题实验及课程设计指导书2. 工业锅炉房实用设计手册3. 工业锅炉房常用设备手册或各种相关的辅机样本4. 工业锅炉房设计规范5. 供暖通风设计手册6. 实用供暖通风设计手册7. 供热设备选用手册8. 暖通工程师常用设计规范第二章 热负荷的确定及锅炉的选择2.1热负荷计算2.1.1计算热负荷 详见表2-1热负荷计算表2.1.2采暖平均热负荷 详见表2-1热负荷计算表2.1.3年热负荷 详见表2-1热负荷计算表 表2-1 热负荷计算表序号名称符号单位计算公式或数值来源代入数据数值1热水网路损失系数-由参1可知，敷设方式为地沟，因此取1.06到1.08。本设计考虑到供热半径为1500米，管路保温性能好，故取1.061.061.062采暖热负荷同时使用系数-由参1可知，必须保证同时采暖，故取1.01.01.03生产热负荷同时使用系数-根据实际调研，取1.01.01.04通风热负荷同时使用内系数-根据实际调研，取1.01.01.0表2-1 (续表)序号名称符号单位计算公式或数值来源代入数据数值5生活热负荷同时使用系数-根据实际调研，取0.50.50.56自用热负荷同时使用系数-考虑锅炉房实际采暖需要，取1.01.01.07采暖热负荷见表1-11051058生产热负荷见表1-1009通风热负荷见表1-10010生活热负荷见表1-10011锅炉房面积每0.7MW锅炉对应锅炉房面积为50100m2，本设计Q取80。4×29/0.7×801325712锅炉房面积热负荷为保证锅炉房室内温度合理，本次设计取12012012013自用热负荷13257×1201.59114最大计算热负荷112.9915采暖室内计算温度查表1-2181816采暖室外计算温度查表1-2-24.2-24.217室外平均温度查表1-2-9.4-9.418采暖系数0.649319采暖平均热负荷73.3620采暖天数天查表1-2176176表2-1 (续表)序号名称符号单位计算公式或数值来源代入数据数值21采暖全年热负荷22年热负荷2.2热负荷延续图2.2.1热负荷延续时间表表2-2热负荷延续时间表温度+5+30-2-4-6-8-9.4负荷MW34.8140.1648.1953.5558.9064.2669.6173.36延续小时数h42243935348331982960272725092355温度-10-12-14-16-18-20-22-24负荷MW74.9783.6385.6891.0396.39101.74107.10112.45延续小时数h226819971689133189848229882 2.2.2热负荷延续时间图按公式来确定各温度下的热负荷，绘制出哈尔滨市的热负荷时间延续图，见热负荷时间延续图2-1。图2-1 热负荷时间延续图2.3供热方式与介质的确定由于热水采暖管网热损失小，不存在跑、冒、漏、滴现象，安全可靠；且采暖期室内温度波动小，卫生条件好，可靠性高，负荷适应性强，调节性能好，运行管理方便；供热半径大，有利于实现集中供热，且本设计中只有采暖热负荷，所以考虑用热水采暖。2.4锅炉的选择1. 生产形式锅炉从生产形式上分有快装、组装、散装三种形式。其中散装锅炉主要用于6t/h以上容量中，本设计热负荷为105MW，因此，选用散装锅炉。2. 燃烧设备选择本设计选用内蒙古扎贲诺尔所产的褐煤，其Ay=17.02，Vy=43.75，Qydw=12290kJ/kg。往复炉比较适合燃烧褐煤。往复炉具有许多的优点，如，燃料在往复炉排片的推动下，自上而下翻滚，新燃料落在已燃烧的炽热料层上，着火自下而上；高温烟气对上部煤层有强烈的干燥作用，着火条件非常好；再加上往复炉排片有较强烈的拨火作用，燃尽条件非常好。故本设计选用往复炉排炉。当然，往复炉也有一定的缺点，如：活动炉排在拨火时，其头部不断与炽热的焦炭接触，又无冷却条件，经常烧损，漏煤较严重；又由于炉排作往复运动，侧密封较困难，易引起漏风。3. 锅炉台数确定采暖锅炉房原则上不设备用，设备维修可安排在非采暖季节，但在台数的选择上调整运行锅炉的台数及工作容量，使锅炉经常处于经济负荷下运行；对节省人力、物力和基建投资；保证锅炉房供热的安全和可靠性。因此，锅炉房锅炉的台数一般不少于2台，新建锅炉房的锅炉台数不超过5台，由运行方案，本设计选3台锅炉。4. 运行方案本设计主要用于采暖，其介质是热水，供水温度130，回水温度70，且经过计算知最大热负荷为112.99MW，锅炉总容量应大于或等于112.99MW；而计算出平均热负荷为73.36MW，故选4台29MW的锅炉，总的装机容量为116MW大于锅炉房最大热负荷。锅炉房低负荷时，采用两台锅炉运行，最大负荷时四台锅炉同时运行，使得锅炉效率达到最高，从而节约了能源。综上所述，本设计选用4台往复推动炉排炉，其型号为SHW29-1.25/130/70-H，此型号锅炉样本上的参数如表2-3：表 0-3 锅炉样本参数表锅炉规范水质要求额定热功率MW29悬浮物给水循环水<5mg/L工作压力MPa1.25总硬度<0.6me/ L供水温度130PH值>78.5-10水压实验压力MPa2.0溶解氧<0.1mg/ L<0.1mg/ L回水温度70引风机型号及参数受面热积辐射138.52型号Y4-73 18D对流756风量m³/h省煤器778.8风压Pa2908排烟温度160配套电机Y355S-6 N=200KW锅炉效率82.65鼓风机型号及参数炉排面积40.8型号G4-73 14D燃烧设备往复推动炉排风量m³ /h64735锅炉规范燃料低位发热量kJ/kg17693风压Pa2819燃料消耗量kg/h6871.4配套电机Y315S-6 N=75KW炉排面积热强度kw/ h809.8除尘器型号及参数锅炉原始排尘度mg/Nm³<1800型号锅炉重量受压元件kg6871.4除尘效率省煤器kg18190循环泵型号及参数炉墙kg51640型号炉排kg21280流量m³/h外形尺寸 13410×6030×11800扬程m第三章 通风系统的设备选择计算3.1 通风方案的确定锅炉运行时，必须连续向锅炉供入燃烧所需要的空气，并且将生成的烟气不断的引出，通风一旦停止，锅炉就将停止生产，因此，为保证锅炉的燃烧和传热正常进行，必须选用合理的通风方案。目前机械通风方式有三种，负压通风、平衡通风和正压通风。为保证锅炉的正常运行，本锅炉房采用平衡通风，即采用鼓风机和引风机配合运行，鼓风机用于克服风道与燃烧设备的阻力，引风机和烟囱用于克服锅炉本体、烟道及除尘设备的阻力，这种通风方式能够保证炉膛在负压下运行，从而保证锅炉房经济卫生，又使负压不至于太大，漏风系数也比较小，所以运行上比较经济。阻力计算包括空气吸入口到炉膛的空气阻力和炉膛到烟囱出口的烟气阻力两大部分，其中锅炉本体的烟风阻力由锅炉制造厂气体动力计算提供，除尘器阻力由产品样本查取。本设计进行的仅是风、烟道和烟囱的阻力计算。3.2 固体燃料燃烧的空气量与烟气量 3.2.1理论空气量及烟气量的计算本设计采用的燃料为内蒙古扎贲诺尔褐煤，其煤质成分见表1-4。此燃料理论空气量为3.857 m³/kg，理论烟气量为4.205 m³/kg，计算过程如表3-1所示。3.2.2烟道中各处空气系数表表3-1 理论空气量以及理论烟气量计算表序号名称符号单位计算公式或数据来源代入数据数值1理论空气量Vkom³/kg0.0889(Car+0.375Sar)+ 0.265Har-0.0333Oar0.0889×(34.65+0.375×0.31)+0.265×2.34-0.0333×10.483.3622理论烟气量Vyom³/kg0.01866(Car+0.375Sar)+0.79Vko+0.008Nar+0.111Har+0.0124War+0.0161 Vko0.01866×(34.65+0.375×0.31)+0.79×3.362+0.008×0.57+0.111×2.34+0.0124×34.63+0.0161×3.3624.053序号锅炉受热面入口空气过量系数漏风系数出口过量空气系数1鼓风机-1.312风道1.310.011.33炉膛1.3参1，表3-1机械化层燃炉膛，0.11.44锅炉管束1.4参1，表3-1，0.15 1.555省煤器1.55参1，表3-1，铸铁省煤器，0.151.706烟道1.70每十米烟道取0.051.757除尘器1.75参1，表3-1，小型0.101.858引风机1.85-1.85表3-2 烟道中各处空气系数表3.2.3锅炉热平衡及燃料消耗量的计算经计算锅炉热效率为77.54%，每小时燃料消耗量为9947kg/h，计算燃料消耗量为8952kg/h，计算过程如表3-3所示。表3-3 锅炉热平衡及燃料消耗量计算表序号名称符号单位计算公式或数据来源代入数据数值1三原子气体容积VRO2m³/kg0.01866(Car+0.375Sar)0.01866×(34.65+0.375×0.31)0.6492理论氮气容积VoN2m³/kg0.79Vko+0.008Nar0.79×3.362+0.008×0.572.6613理论水蒸汽容积VoH2Om³/kg0.111Har+0.0124War+0.0161 Vko0.111×2.34+0.0124×34.62+0.0161×3.3620.7434理论烟气容积Voym³/kgVRO2+VoN2+VoH2O0.649+2.661+0.7434.053表3-3 (续表)序号名称符号单位计算公式或数据来源代入数据数值5过量空气系数-见本文表3-2省煤器出口处空气过量系数1.701.706三原子气体焓kJ/m³由=160查烟气焓温表，根据插值法求得282.2282.27氮气焓kJ /m³由=160查烟气焓温表，根据插值法求得2082088水蒸气焓kJ /m³由=160查烟气焓温表，根据插值法求得242.8242.89湿空气焓kJ /m³由=160查烟气焓温表，根据插值法求得212.4212.410冷空气焓kJ /m³由=20查焓温表26.426.411排烟焓IpykJ /kgVRO2+VoN2+VoH2O+(py-1)Vok 0.649×282.2+2.661×208+0.743×242.8+(1.70-1)×3.362×212.4141712燃料低位发热量Qnet,v,arkJ /kg原始数据135361229013