課程設計 采暖用熱水鍋爐房工藝設計

1、<p>　　某采暖用熱水鍋爐房工藝設計</p><p>　　1. 鍋爐型號和臺數的選擇……………………………………………3</p><p>　　1.1 熱負荷計算……………………………………………………………3</p><p>　　1.2 鍋爐型號和臺數選擇 ………………………………………………4</p><p>　　2.

2、水處理設備的選擇及計算……………………………………………4</p><p>　　2.1 確定水處理設備生產能力…………………………………………4</p><p>　　2.2 決定水的軟化方法 …………………………………………………4</p><p>　　2.3 軟化設備選擇計算 …………………………………………………5</p><p>

3、　　3. 給水設備和主要管道的選擇計算 …………………………………5</p><p>　　3.1 給水設備的選擇計算 ………………………………………………5</p><p>　　3.2 主要管道的管徑計算 ………………………………………………7</p><p>　　4. 送、引風系統的設計……………………………………………………7 </p>&l

4、t;p>　　4.1 計算送風量和排煙量 ………………………………………………7</p><p>　　4.2 決定送引風管道系統及其初步布置 ……………………………8</p><p>　　4.3 決定風道和煙道斷面尺寸…………………………………………8</p><p>　　4.4 決定煙囪的直徑 ……………………………………………………………9</

5、p><p>　　5.料儲運方法的選擇 ………………………………………………10</p><p>　　5.1 計算鍋爐房的燃油量 ………………………………………10</p><p>　　5.2 選擇貯油罐與日用油箱……………………………………………10</p><p>　　6. 鍋爐房工藝布置………………………………………………………10</

6、p><p>　　6.1 鍋爐房建筑…………………………………………………………10</p><p>　　6.2 鍋爐房設備布置……………………………………………………11</p><p>　　6.3 風煙管道和主要汽水管道布置…………………………………11</p><p>　　《熱源與熱網》課程設計說明書－熱源部分 </p&g

7、t;<p>　　設計題目：某采暖用熱水鍋爐房工藝設計</p><p><b>　　設計地點：**</b></p><p>　　設計目的：在《鍋爐及鍋爐房設備》課程學習的基礎上，運用學過的基礎理論和專業(yè)知識，結合工程實際，參考國家有關規(guī)范、標準、工程設計圖集及其它參考資料，獨立地完成所要求的鍋爐房工藝設計任務。通過課程設計，系統地掌握設計計算步驟、方法，培

8、養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，為以后的學習以及畢業(yè)設計奠定基礎。</p><p><b>　　設計題目：4號題目</b></p><p>　　采暖設計熱負荷（MW）4.2</p><p>　　管網與用戶端總阻力（MPa）0.22</p><p>　　循環(huán)水泵入口定壓（MPa）0.25</p><p>

9、;　　氣象資料:采暖室外設計溫度:-5℃ </p><p>　　采暖室外平均溫度1.4℃ </p><p><b>　　采暖天數98 </b></p><p>　　采暖房間室內計算溫度18℃ </p><p>　?。ㄒ唬╁仩t型號和臺數的選擇</p><p><b>　　1.熱負荷計算

10、</b></p><p><b>　　(1)計算熱負荷</b></p><p>　　對于本題目，只有采暖熱負荷的熱水鍋爐房，鍋爐房熱負荷計算式簡化為：</p><p>　　Qmax＝K0K1Q1 MW</p><p>　　Q1——采暖最大熱負荷（熱網輸送的總負荷），MW</p><p&g

11、t;<b>　　K1＝1 ；</b></p><p>　　K0＝1.12～1.18 。取 K0＝1.15</p><p>　　Q1=4.2 MW Qmax＝4.83MW</p><p><b>　　(2)平均熱負荷</b></p><p>　　Qpj＝K0Q1pj Q1pj =</p&g

12、t;<p>　　Q1pj =3.03MW</p><p>　　Qpj＝3.49MW</p><p><b>　　全年熱負荷</b></p><p><b>　　公式簡化為：</b></p><p>　　D0＝K0D1 MJ/年 29516659.2MJ/年</p>

13、<p>　　D1——采暖全年熱負荷，MJ/年。</p><p>　　對于單純采暖的熱水鍋爐房，公式（附2－4）簡化為：</p><p>　　D1＝24n1Q1pj×3600 MJ/年 25666660.2MJ/年</p><p>　　Q1pj——采暖平均熱負荷，MW ；</p><p>　　n1——全年工作

14、天數，按照供熱需要確定。98天</p><p><b>　　鍋爐房熱負荷匯總表</b></p><p>　　2.鍋爐型號和臺數選擇</p><p>　　(1)選擇額定進出水溫度95/70℃的熱水鍋爐。鍋爐的額定壓力應能承受熱網循環(huán)水泵出口的最高壓力。</p><p>　　(2)一般說，鍋爐房總熱功率越小，選用的鍋爐臺數也

15、越少。本題目臺數選用2～3臺，每一臺的熱功率可以相同，也可以有兩種不同熱功率的鍋爐。全部鍋爐熱功率的總和等于或者略微大于鍋爐房計算熱負荷。</p><p>　　選擇鍋爐 型號WNS 2.8—1.0/95/70/—Y(Q) 生產廠家 —天津盛安鍋爐容器有限公司</p><p>　　臺數—2 設計效率92% 排煙溫度180℃</p><p>　　*方案分析：因

16、為鍋爐的最大熱負荷為4.83MW 平均熱負荷為3.49MW選用兩臺2.8MW的鍋爐既可以滿足最大</p><p>　　熱負荷的要求。又可以在事故時在鍋爐開足馬力的時候能夠提供2.8MW的負荷。滿足大多數用戶的要求。</p><p>　　水處理設備的選擇及計算</p><p>　　參考鍋爐教材P405第8行～P409倒數第12行。補充說明如下：</p>

17、<p>　　根據所選鍋爐的型號和所給的水質，對照GB1576－2008《工業(yè)鍋爐水質》（以下簡稱“水質標準”）中熱水鍋爐的要求（該標準熱水鍋爐部分內容見下頁表），決定水處理的方式。天然水作為補給水時都要先經過過濾，自來水有些可以不過濾。然后，熱水鍋爐一般軟化即可，單臺熱功率大于等于7.0MW的還要除氧。</p><p>　　1.確定水處理設備生產能力</p><p>　　對于本題

18、目，公式（附2－8）簡化為：所需軟化水量：</p><p>　　G＝1.2（Gbrw＋Gzh） t/h</p><p>　　Gzh是水處理系統的自耗水量，本題目中可按Gbrw的10～15％計算。取為12%</p><p>　　Gbrw取網循環(huán)水量的2%</p><p>　　熱網環(huán)水量=0.86Qmax//C?t =166.2t/h G

19、brw=3.32t/h Gzh=0.40t/h</p><p>　　G=1.2(3.32+0.40)=4.46t/h</p><p>　　2.決定水的軟化方法</p><p>　　熱水鍋爐不考慮相對堿度。在熱水鍋爐的水處理方法選擇中不考慮排污問題.</p><p>　　在實際工作中，原水水質較好，所需軟化水量不大時，一般可選用全自動組合式離

20、子交換器。如選全自動組合式交換器，選用一臺能連續(xù)出水的即可。</p><p>　　原水水質資料：市政給水（自來水），供水壓力：0.3 MPa 最高地下水位：-6 m</p><p>　　根據自來水的水質資料選用ZRJ-4型自動軟水器其出水量為3.0—5.0t/h經軟化后出水硬度小于0.015mmol/L符合≦/0.60mmol/L的水質要求。、</p><p>

21、;　　技術參數如下：型號：ZRJ-4</p><p>　　軟化水量：3.0—5.0t/h</p><p>　　出水硬度：≦0.015mmol/L</p><p>　　3.軟化設備選擇計算</p><p>　　4.除氧設備選擇計算</p><p>　　熱水鍋爐單臺熱功率大于等于7.0MW的，補給水才要除氧，在7.0MW以

22、下的可以不除氧。 故不考慮除氧</p><p><b>　　5.關于排污</b></p><p>　　熱水鍋爐正常運行中一般不排污，只在熱網的水質變得很臟時才排污。本課程設計不考慮排污</p><p>　?。ㄈ┙o水設備和主要管道的選擇計算</p><p>　　1. 循環(huán)水泵揚程的計算</p>&l

23、t;p>　　H>=H1+H2+H3</p><p>　　H1—鍋爐房阻力損失，取100KPa;</p><p>　　H2—供回水管網阻力損失</p><p>　　H3—最不利用戶內部阻力損失</p><p>　　H2+H3總和為0.22 MP</p><p>　　H>=H1+H2+H3=0.32MP&

24、lt;/p><p>　　每臺鍋爐流量G’=0.86Q//C?t=96.32t/h</p><p><b>　　循環(huán)水泵的選擇</b></p><p>　　循環(huán)水泵臺數的選擇為便于控制以一臺鍋爐配一臺泵的形式，故選用3臺循環(huán)水泵其中一臺備用。</p><p>　　循環(huán)水泵的技術參數：型號：IS100-65-200</p&

25、gt;<p>　　流量：100m3/h 揚程：50m 電機功率22kw</p><p>　　轉速：2900 r/min </p><p><b>　　補給水泵的選取</b></p><p>　　熱水系統的補水量一般根據系統正常補水和事故補水確定并宜為正常補水的4—5倍，系統的小時泄露量宜為系統總的水容積的1%. </p&

26、gt;<p>　　按照60min的補水量補水。</p><p>　　故=166.2×1%×4=6.65t/h=6.65 m3/h</p><p>　　靜水壓線為循環(huán)水泵入口定壓（MPa）0.25MP</p><p>　　技術參數如下：型號：IS65-40-315流量7.5m3/h 揚程32.3m</p><p&g

27、t;　　轉速1450r/min 配用電機4kw型號112M—4</p><p><b>　　補給水箱的選?。?lt;/b></p><p>　　按照40min的補水按6.65*2/3= 4.43m3。選取方形開式水箱</p><p><b>　　電動泵</b></p><p><b>　　水

28、箱</b></p><p>　　膨脹容積的計算=a?t</p><p>　　a—水的單位體積膨脹系數取0.0006</p><p>　　?t—水溫波動范圍，25℃ —系統總的水容量</p><p>　　膨脹容積為=?t=2.49/h選擇圓形膨脹水箱</p><p>　　技術參數如下：公稱容積0.3有效容積0

29、.33</p><p>　　筒體內徑800mm 高度800 mm水箱總高度970mm</p><p>　　參見鍋爐房實用設計手冊（第二版）P334</p><p>　　主要管道和閥門的選擇</p><p>　　1鍋爐房循環(huán)水進出總管的管徑總管的流量為166.2t/h 即約為166.2m3/h</p><p>　　取

30、管內流速為1.5m/s則循環(huán)水管的管徑可由下式確定</p><p>　　d=18.8=18.8=197.9mm</p><p>　　d—管道內徑，mm G—工作狀態(tài)下的體積流量m3/h；v—工作狀態(tài)下的流量。</p><p>　　循環(huán)水進出總管管徑取外徑219壁厚為6的鋼管219*6</p><p>　　水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑d'

31、;=18.8=×18.8=140mm</p><p>　　DN125取140×4.5外徑140mm壁厚4.5mm</p><p>　　同理補水泵至鍋爐的管徑為38*3</p><p>　　（四）送引風系統的設計</p><p>　　1.計算送風量和排煙量</p><p>　　每一臺鍋爐每小時最大燃油

32、量計算式：</p><p>　　Qgl——每一臺鍋爐的額定熱功率，MW；</p><p>　　Qnet,ar——燃料油的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg；</p><p>　　ηgl——鍋爐熱效率（取百分數的分子計算），％。</p><p>　　B=2.55×kg/h</p><p>　　鍋爐房每小時最大燃油量計

33、算式： kg/h</p><p>　　Qmax——鍋爐房計算熱負荷，MW；</p><p>　　B=4.40×kg/h</p><p>　　當幾臺鍋爐的熱效率不相等時，對各臺鍋爐進行負荷（Qmax）分配，分別計算各臺鍋爐的燃油量，然后把各臺鍋爐的燃油量加起來就是鍋爐房的燃油量。本課程設計由于選用的是兩臺相同的鍋爐故不必進行分配。</p>&l

34、t;p><b>　　(2)送風量計算</b></p><p>　　理論空氣量V0k＝0.0889（Car＋0.375Sar）＋0.265Har－0.0333Oar Nm3/Kg</p><p>　　V0k＝0.0889（85.55+0.375×0.25）+0.265×13.49-0.0333×0.66</p><

35、;p>　　=11.17m3/Kg</p><p>　　對燃油爐，過量空氣系數α取1.1 ，</p><p>　　實際空氣量Vk＝αV0k Nm3/Kg Vk＝12.28Nm3/Kg</p><p>　　因為燃油鍋爐q4＝0，所以Bj＝B，則有</p><p>　　每一臺鍋爐的送風量：Vsf＝BVk Nm3/h</p>

36、;<p>　　由于每臺鍋爐的送風機都是獨立配備的，所以此處的燃油量必須是每一臺鍋爐的數值：</p><p><b>　　kg/h</b></p><p>　　其中，Qgl是每一臺鍋爐的額定熱功率，MW。</p><p>　　Vsf＝255×12.28=3131.4Nm3/h</p><p><

37、;b>　　選用的鼓風機：</b></p><p>　　型號：9-26N0 4.5A</p><p>　　性能：5008m3/h H=4481Pa</p><p><b>　　(3)排煙量計算</b></p><p>　　RO2體積VRO2＝0.01866(Car＋0.375Sar) Nm3/Kg&

38、lt;/p><p>　　VRO2＝0.01866（85.55+0.375×0.25）=1.60Nm3/Kg</p><p>　　理論氮氣體積V0N2＝0.79V0k＋0.008Nar Nm3/Kg</p><p>　　V0N2＝0.79×11.17+0.008×0.04=8.82Nm3/Kg</p><p>　　理

39、論水蒸汽體積V0H2O＝0.111Har＋0.0124Mar＋0.0161V0k Nm3/Kg</p><p>　　V0H2O＝0.111×13.49+0.0124×0＋0.0161×11.17=1.68Nm3/Kg</p><p>　　理論煙氣量V0y＝VRO2＋V0N2＋V0H2O Nm3/Kg</p><p>　　V0y＝1.

40、60＋8.82＋1.68=12.1Nm3/Kg</p><p>　　實際煙氣量Vy＝V0y＋1.0161(α－1)V0k Nm3/Kg</p><p>　　Vy＝12.1＋1.0161（1.1－1）=12.2Nm3/Kg</p><p>　　每一臺鍋爐的排煙量Vpy＝BVy Nm3/h</p><p>　　Vpy＝255×12

41、.2=3111Nm3/h</p><p><b>　　上式中的 kg/h</b></p><p>　　鍋爐房總煙氣量Vzy＝BVy Nm3/h</p><p>　　Vzy＝4.40××12.2=5368Nm3/h</p><p><b>　　上式中的 kg/h</b><

42、/p><p>　　2.決定送引風管道系統及其初步布置</p><p>　　送風管道簡稱風道，內部流過的是空氣。引風管道又叫煙氣通道，簡稱煙道，內部流過的是煙氣。煙囪是指最后把煙氣排向高空的豎直筒狀煙道。在計算時，把煙囪看作是煙道的最后一部分。但在討論問題時，習慣上只把鍋爐和煙囪之間的連接部分稱為煙道。很多鍋爐要在煙道途中設置除塵器和引風機。鍋爐產生的煙氣離開鍋爐后，經過煙道，進入煙囪，再經過煙

43、囪，排入大氣。本題目只布置煙氣通道，小型燃油鍋爐一般采用金屬制圓形截面煙道?？梢詭着_鍋爐共用一根煙囪，對于小的燃油燃氣鍋爐，也可以每臺鍋爐獨立設一根煙囪。</p><p>　　3.決定風道和煙道斷面尺寸</p><p>　　只計算煙道斷面尺寸，金屬制煙風道的流速可以取10～15m/s。</p><p><b>　　煙道斷面積 ㎡</b><

44、;/p><p>　　V——煙氣流量，Nm3/h；</p><p>　　當計算每一臺鍋爐的煙道時，用Vpy ， </p><p>　　F=*Vpy =0.12㎡ </p><p>　　F=1/4*π* d=0.39m</p><p>　　當計算幾臺鍋爐匯合后的煙道時，用Vzy 。</p><p>

45、　　F=Vzy*=0.21㎡ ——流過煙道的煙氣溫度，℃。本題目中為簡化計算，煙氣溫度允許近似取鍋爐排煙溫度。</p><p>　　Wy——煙氣流速，m/s 。金屬制煙風道的流速可以取10～15m/s 。取為12m/s</p><p>　　4.決定煙囪高度和直徑</p><p>　　燃用輕柴油鍋爐的煙囪高度由環(huán)境影響評價決定。本題目中由已知條件給出煙囪高度。<

46、;/p><p>　　金屬制煙囪的形狀為上口與下口直徑相同的圓筒形。其內部煙氣速度在全負荷時為10～20m/s，在最小負荷時不得小于2.5～3m/s，以防冷空氣倒灌。用上面的煙道斷面積計算公式計算煙囪流通斷面積，求出內徑。</p><p>　　采暖期F=1/4*π* d=0.52m 仍取12/s</p><p>　　最小負荷時：= t取為5℃</

47、p><p>　　=2.37MW ==216kg/h</p><p>　　Vzy＝216*12.2=2635.2Nm3/h</p><p>　　最小負荷時： = 0.21 Wy——煙氣流速，m/s 反算出</p><p>　　=5.89m/s符合不小于2.5～3m/s，的要求。</p><p><b

48、>　　煙囪</b></p><p>　?。ㄎ澹┤剂蟽\方法的選擇</p><p>　　1.計算鍋爐房的燃油量</p><p>　　每天最大燃油量計算式： t/天</p><p><b>　　=10.56t/天</b></p><p>　　全年燃油量計算式： t/年</p&

49、gt;<p><b>　　=747.6t/年</b></p><p>　　D0——全年熱負荷，MJ/年； 取平均熱負荷</p><p>　　Qnet,ar——燃料油的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg；</p><p>　　ηgl——鍋爐熱效率（取百分數的分子計算），％。</p><p>　　選擇貯油罐與日

50、用油箱</p><p>　　貯油罐鍋爐房油罐的總容量應根據油的運輸方式和供油周期等因素確定。由設計給出的燃油資料：0號柴油，汽車運輸。對于汽車運輸一般不小于5—10天的鍋爐房最大消耗量。按8天一次運輸 V=8**1000/888=90.4m3</p><p>　　選用CY/型地埋式鋼制輕油罐</p><p>　　型號：CY/LQ-100 公稱容積 100

51、實際容積112</p><p>　　日用油箱：日用輕油箱一般應不大于鍋爐房一晝夜的需要量。</p><p>　　選用RQ-1型日用輕油箱V=10.56*1000/888=11.9m3</p><p>　　型號—RQ-1工作容積1</p><p>　　（六）鍋爐房工藝布置</p><p><b>　　1.鍋爐房

52、建筑</b></p><p><b>　　(1)鍋爐房的組成</b></p><p>　　(2)鍋爐房建筑安全要求</p><p>　　鍋爐房底層至少有一個門的寬度在2～2.5m，以利于日常所用設備的進出。</p><p>　　(3)鍋爐房建筑布置形式</p><p>　　鍋爐房作單層

53、布置，送風機放在爐前（沒有引風機），不設風機間。</p><p>　　廠房柱距系列：3m，4.5m，6m，7.5m，9m，10.5m，12m。兩側邊跨：1.8m，2.1m，2.4m，3m，也可使用2.5m。</p><p><b>　　2.鍋爐房設備布置</b></p><p><b>　　(1)一般原則</b></

54、p><p><b>　　(2)鍋爐布置</b></p><p>　　爐前距、側墻距與爐后距不得小于以下規(guī)定：</p><p>　　臥式鍋殼式鍋爐，要在爐前留出不小于鍋爐長度的抽管檢修用距離。</p><p>　　兩種大小不同的鍋爐，要求爐前對齊，爐后位置可以不齊。</p><p>　　3.風煙管道和主

55、要汽水管道布置</p><p>　　熱水鍋爐房沒有分汽缸。本題目不設計分水缸和集水缸（又叫分水器和集水器）</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1.《鍋爐房設計規(guī)范》GB50041－2008，中國計劃出版社。</p><p>　　2.吳味隆等編著，鍋爐及鍋爐房設備，第四版，中國建筑工業(yè)出版社