锅炉房及锅炉房设备课程设计.pdf
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1、.锅炉房设计说明书院系:能源与动力工程学院专业:建筑环境与设备工程.班级:学号::目录第一章设计原始资料-3.第二章 锅炉的型号和台数的选择-4 第三章水处理设备的选择和计算-6 第四章送风引风系统设计-17 第五章 运煤除渣方式的选择-.-22 第六章参考文献-25 第七章设计小结-25 第一章 设计原始资料1 设计题目.海南省海口市造纸厂厂区及生活区6t/h 供热锅炉房工艺设计(第四组)2 设计条件(1)热负荷资料:项目蒸汽凝结水回收率(%)压力MPa温度使用系数消耗量(t/h)最大平均生产热负荷0.5 饱和0.6 4.7 2.6 70 采暖通风热负荷/生活热负荷0.3 饱和0.5 1.7
2、 1.0 0(2)燃料:(自选褐煤)【锅炉房及锅炉房设备P30】Vdaf=49.5%,Car=34.98%,Har=2.87%,Oar=8.79%,Nar=0.91%,Sar=1.06%,Aar=31.19%,Mar=20.20%,Qnet,ar=11640kj/kg;(3)气象资料:(自查)【锅炉房实用设计手册P21】海拔高度14.2m;采暖天数0 天;年主导风向东北;大气压力冬季101.60KPa;夏季100.24KPa;(4)水质资料:以自来水为水源,水温18;溶解固形物550mg/L;总硬度6.35mmol/L;.总碱度3.12mmol/L;PH值8.2;(5)其他资料:锅炉房不考虑扩
3、建,最高地下水位为:4.5m;回水方式:自流回水,不考虑水污染,三班工作制,全年工作312 天。第二章 锅炉型号和台数的选择1 热负荷的计算(1)计算热负荷:根据原始的热负荷数据资料,主要进行采暖热负荷,考虑管网热损失、漏损系数和同时使用系数后得出最大计算热负荷。锅炉房最大计算热负荷是选择锅炉的主要依据。hthtQQKQKQKQKkQ/22.4/0)7.15.07.46.000(15.1t/h)(5443322110maxQ1-采暖最大热负荷t/h;Q2-通风最大热负荷t/h;Q3-生产最大热负荷t/h;Q4-生活最大热负荷t/h;Q5-除氧用热t/h;K0-锅炉房自消耗热量和损失热量系数;K
4、1-采暖同时使用系数;K2-通风同时使用系数;K3-生产同时使用系数;.K4-生活同时使用系数;(2)平均热负荷:平均热负荷反映了负荷的均衡性,选择设备时必须考虑这一因素。采暖平均热负荷0t/h;采暖平均热负荷0t/h;生产平均热负荷2.6t/h;生活平均热负荷1.0t/h;(3)年热负荷:锅炉房年负荷是确定全年燃料消耗量的依据,也是进行技术经济比较的依据。采暖年热负荷atD/01通风年热负荷atD/02生产年热负荷33338n/833122.6/19469/pjDs qtatata生活年热负荷atatatqsnDpj/7488/0.131238/83444锅炉房全年热负荷.atQQDDDDK
5、D/3100)01)(74888.1946800(15.1)/51)(4321(0max0D1-采暖全年热负荷t/a;D2-通风全年热负荷t/a;D3-生产全年热负荷t/a;D4-生活全年热负荷t/a;S-工作的班数,s=3;n-全年工作天数,n=312 天;K0-锅炉房自消耗热量和损失热量系数;热负荷计算汇总表最大计算/(t/h)平均/(t/h)全年/(t/a)备注生产 Q1 4.7 2.6 19469 K1=0.6 生活 Q2 1.7 1.0 7488 K2=0.5 小计 KiQi 3.67 3.6 26957 Ki=1.0 总计 K0KiQi 4.22 4.76 31000 K0=1.1
6、5 2 锅炉型号和台数选择根据锅炉房最大计算热负荷为4.22t/h、用汽压力不高于0.5Mpa 的饱和蒸汽,燃料为广西右口的褐煤,同时考虑该厂热负荷是以生产负荷为主,生产用汽昼夜变化较大的特点。本设计确定两种方案。方案一:选用DZL2-0.7-h 型锅炉三台【锅炉房实用设计手册P117】。最大负荷时运行三台锅炉,只有生产负荷时运行两台锅炉,只有生活负荷时运行一台锅炉。方案二:选用DZL3-0.7-h 型锅炉两台【锅炉房实用设计手册P117】,最大负荷时运行两台锅炉,只有生产负荷时运行两台锅炉,只有生活负荷时运行一台锅炉。经过比较方案一更加的节能,且方便锅炉的检修。如此,锅炉房容量为6t/h。.
7、第三章 水处理设备的选择和计算1 确定水处理设备的生产能力本锅炉房原水为城市自来水,其硬度不符合锅炉给水要求,需进行软化处理。阳离子交换软化法处理效果稳定,设备及运行管理都比较简单。而低流速顺流再生钠离子交换系统具有出水水质好,再生液的耗量低,且设备简单。故本设计水处理确定选用“低流速顺流再生”钠离子交换系统。树脂作为交换剂,还原剂采用食盐。选用两台钠离子交换器,轮换运行使用。(1)锅炉的补给水量:(1)/(10.5%12%)60.64.770%4.78/bglpwnGPDG ththD-额定蒸发量 D=3 2=6t/h;Gn-凝结水回收量 Gn=KQmax=0.6 4.7 70%=1.97
8、t/h;-管道的漏损率,取=0.5%;Ppw-锅炉的排污率,取 Ppw=12%;(2)水处理设备的消耗水量:zht/h20.87511.75/GFth-冲洗速度,取 2m/h;F-交换器截面积,取0.785m2;-水的密度,1t/m3;(3)热水管网的补给水量:.rw4%/43.60.144/bPGDththDp-平均用水量,Dp=2.6+1=3.6 t/h;(4)生产工艺需要的用水量:0gyG(5)锅炉的软化水量:hthtGGGGGgyzhbrwbr/8)075.114.078.4(2.1/)(2.1gl2 排污率的校核:(1)排污率为7.1121.22121.2gsgAAAPgsAgs-给
9、水碱度,Ags=b Abs=70.8%3.12mmol/l=2.21mmol/l;b-补给水率,gl4.7870.8%4.781.97bglbgGG;Abs-补给水碱度,Ag=21mmol/L;(2)误差为:11211.72.5%3%12PPP(3)相对碱度为:gl303.12相对碱度=17%20%550bglbASAgl-锅炉的补给水碱度,Agl=3.12mmol/L;.SBGL-锅炉补给水溶解固形物,SBGL=550mg/L;-NaOH的分解率,=40;3 软化设备的选择和计算;本锅炉房原水为城市自来水,其硬度不符合锅炉给水要求,需进行软化处理。阳离子交换软化法处理效果稳定,设备及运行管理
10、都比较简单。而低流速顺流再生钠离子交换系统具有出水水质好,再生液的耗量低,且设备简单。故本设计水处理确定选用“低流速顺流再生”钠离子交换系统。树脂作为交换剂,还原剂采用食盐。选用两台钠离子交换器,轮换运行使用。凝结水率 K=29.2%,锅炉的排污率为 P=12%,水的总硬度为 H=6.35mmol/L,锅炉的允许硬度为H=0.03mmol/L,现在采用单级钠离子交换设备,用强酸阳离子交换树脂【锅炉房设计实用手册P218】,钠离子交换器的选择计算见下表。钠离子交换器选择计算表序号名称符号单位计算公式数值备注1 总软化水量G t/h zh1.2(GG)bbbglrwgyGGG8 2 水流速度m/h
11、 对称离子交换树脂11 3 总的软化面积F M2 GFV0.73 4 实际软化面积FM2选用1000 的交换器0.785 5,GvF.实际水流度m/h 10.2 6 交换剂的工作能力Eg Mol/m3 参考有关资料1000 7 交换剂的高度h m 根据设备1.6 8 交换剂的载量Vr M3,hRvF1.26 9 干树脂的重量gR t(1)RRSsgVq0.504 10 软化能力E0 Mol 0RgEVE1260 11 反洗 还原 正时间tZ H 123103030606060tttt1.17 12 水变更系数K 一般取 1.25 1.25 13 正洗单位耗水量Q1取 q1=5-8 6 14 最
12、小运行时间t H 15 15 再生盐的单位耗量b g/mol 取 b=140-200 150 =0.95 16 每次还原耗食盐量B Kg B=bE/1000199 17 还原浓度%取=5-8 8 18 配置食盐液用水量G2 T B/10002.5 19 反洗水速t m/h 取 18-24 20 20 反洗水量Gf T,60fttGF2.62 21 正洗水速 z m/h 取 z=7 7.22 正洗水量Gz T,3060ZZGF2.75 4 盐溶液制备设备的计算:由于盐溶解器的盐溶液溶度不易控制均匀,且易被腐蚀,本设计确定采用盐液池再生系统,这种系统既解决了在同一标高处,盐液从浓盐液池向稀盐液池的
13、转移流动问题,也解决了稀盐液浓度搅拌均匀的问题。(1)稀盐溶液的体积;131.21.2199101081.0552.83mYYBvCB-一次再生用食盐量,B=199kg;YC-食盐溶液的浓度,YC=8%;Y-食盐溶液的密度,Y=1.0559t/m3;设计尺寸:长宽高=3m1m1m;(2)浓食盐溶液池的体积;131.21.21991000100.260.92mbYBvCbYC-饱和食盐浓度,取bYC=26%;设计尺寸:长宽高=1m1m1m;(3)配置食盐溶液用水量;2199=100010000.082.5tBG(4)食盐溶液泵的用水量;.233602.5601.21.2306/hGGmhh还原时
14、间,取h=0.5h;(5)食盐溶液泵的选用钠 离子 再生 液 交 换系 统简 单,管 路不 长,食 盐 溶 液 泵的 扬程 可 取H=20mH2O,流量为 G3=6m3/h,故本设计选用 IS-50-250 型泵两台,一运一备,食盐泵的流量为15m3/h,扬程为 21mH2O,转数为 1450r/min,电机功率为 3kw,【锅炉房设计实用手册P283】。5 除氧设备的选择;根据给水温度,查得氧含量,远大于0.1mg/L,为了防止水中溶解氧对锅炉的腐蚀,本设计确定采用化学除氧。(1)混合水温为;t+4.78181.97954.781.9740.5rsrshs hshrshsoGG ttGGcr
15、sG-软化水量;hsG-回水量;trs-软化水温度;18 oc hst-回水温度;取 95oc 水中溶解的氧量;在1 个大气压下,40.5oc 的水温时,水中溶解的氧含量为6.4mg/L。(2)药剂量的计算;.0(15.8C+3.2PS)10006.75(15.86.43.20.1220)10000.73kg/pwyGGhG-除氧的给水量;C-给水含氧量;Ppw-锅炉的排污率;S0-锅炉水中 S032-过含量;取 20mglL;(3)溶解箱有效容积的计算,容积不小于一天的药剂消耗量;y324240.73100010001.0950.050.32myYGVCVy-药剂的消耗量;-药剂的密度;Cy
16、-药剂的浓度,取5%;设计尺寸:长宽高=1 0.8 0.5(4)加药罐的有效容积,一般取不小于8 小时的药剂消耗量;y3880.73100010001.0950.050.05myYGVC设计尺寸:200 200 6 汽水系统的确定及其设备选择计算(1)系统的确定。本锅炉房规模不大,回水为自流方式,为确保给水泵的安全运行,为使锅炉个给水泵之间能相互切换使用,本锅炉采用集中是二段单母管给水系统,凝.水及软化水汇入凝结水箱然后有凝结水泵奖水送至锅炉给水箱,给水泵将水经省煤器送入锅炉。如下图所示。(2)设备的选择计算。给水泵:给水泵的流量和扬程应能满足锅炉房最大给水量和最高扬程的需要。流量:Q=1.1
17、Ggs=1.16.75=7.4 t/h 扬程:H=p+(100200)kPa=700+200=900kPa给水泵的型号和台数应能满足锅炉房全年负荷变化的要求及备用的要求。本设计确定采用两台1152GCA型电动给水泵,流量为9m3/h,扬程为 105mH20,电机功率为 5.5kw.汽蚀余量为 3.7m,泵为一用一备,【锅炉房设计实用手册P300】,蒸汽往复备用泵选一台,选 ZQ,GB/15 型水泵,流量为 9m3/h,扬程为 150mH20,进气压力为0.4-0.7MPa,蒸汽的消耗量为122kg(kw.h),【锅炉房设计实用手册P330】。给水箱:本锅炉房为常年不间断运行的锅炉房,给水箱设置
18、2 台,其中一台为备.用水箱.按 30 分钟给水量计算,单台给水箱的有效容积V=7.4 2=3.7m3,选一台R108(一)型带隔板方形开式水箱,其有效容积V=8.7m3,2V=4.35m3,水箱长宽高=3.4m1.8m1.5m.本体重为 1265.5kg.【锅炉房设计实用手册P332】(3)给水箱的安装高度;给水泵输送温度较高的给水,要求给水箱有一定的安装高度,使给水泵有一定的罐住水头,以免发生汽蚀,给水箱的安装高度应不小于下式计算的给水泵最小罐住高度 H;bhf73801013008004003.7100005.2gsyDPhHHhgmbhD-使用温度下得水的饱和压力,bhD=0.0073
19、8mPa;gsP-给水箱液面压力,gsP=101300pa;Hf-富裕度,取 400pa;yh-水泵的汽蚀余量,3.7m;计算量为负值表示最大的吸水高度。7 凝结水系统的确定及设备的选择计算;(1)系统的确定本设计奖凝结水箱(也称混水箱)和凝结水泵(也称混合水泵)至于地下室以便自流回水.软水和凝水全部汇入凝水箱混合,以减少凝结回水的散热损失,并确定凝结水泵不发生汽蚀、混合后的水由凝结水泵送入给水箱。(2)凝结水泵流量;由于水泵满足的扬程并不高,使用泵时需要的电功率变化不大,所以,.按锅炉的补给水量及回水量计算,即Q=1.1 6.75=7.4m3/h 扬程:H=Pcy+H1+H2+H3=30+5
20、0+50=130 kPa Pcy-除氧器要求的进水压力,本设计为0;H1-管道阻力,本设计估算为30kPa;H2-凝结水箱最低水位与给水箱的压力差,取H2=50kPa;H3-附加压力差;(3)凝结水箱;凝结水箱的选择同给水箱8 蒸汽系统的确定及设备的选择计算(1)系统的确定为使蒸汽管道便于运行管理,确定采取由每台锅炉引出的只蒸汽管都汇入同一蒸汽母管,母管在接入分气缸,由分气缸街道用户的蒸汽系统。如图所示。.(2)设备的选择计算分汽缸:根据锅炉的额定蒸汽量为6t/h,额定工作压力为0.7Mpa,选缸体直径为 DN273mm,分汽缸长度如下图所示。9 排污系统的确定及设备选择计算。(1)系统的确定
21、。为了充分利用排污水的热能,在连续排污系统中设置了连续排污扩容器,连续排污扩容器降压后产的二期蒸汽可供食堂和浴室使用,扩容器排出的排污水还.可进一步经设在混合水箱中的简易盘管与水箱中水换热,使其热能进一步利用。由盘管排出的排污水再进入排污冷却池被冷却,然后排入下水道。定期排污时间短、排污量较少,热利用经济意义不大,所以排污水直接排入冷却池,被冷却后再排入下水道。为了锅炉的检修安全,每台锅炉的排污管均单独设置。另外,为了便于露水的取样化验,系统中还设置了取样冷却器。(2)设备的选择计算。连续排污扩容器:连续排污扩容器的选择需求得二次蒸汽量,连续排污水量:psD=612%=0.72t/h=7200
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