建筑環(huán)境與設備工程畢業(yè)設計--某小區(qū)區(qū)域鍋爐房設計

1、<p>　　本科生畢業(yè)設計說明書</p><p>　　題 目：xx市某小區(qū)區(qū)域鍋爐房設計 </p><p><b>　　學生姓名：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p>　　專 業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程</p><p>

2、;<b>　　班 級：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現代技術和經濟的發(fā)展，以及節(jié)約能源和保護環(huán)境的迫切要求，鍋爐設備已廣泛應用于現代工業(yè)的各個部門，成為國民經濟的的重要熱工設備之一，日益得到重視和發(fā)

3、展。</p><p>　　根據目前我國燃料的使用程度，煤的使用仍然占大部分，燃油燃氣鍋爐雖然發(fā)展很快，但由于其建設的經濟條件、設計經驗相對來說比較不成熟，再者其所用燃料的輸送問題很難解決及成本價格太高，故燃煤鍋爐仍是將來的主流趨勢。燃煤鍋爐房初投資小，經濟實用性強，做燃煤鍋爐房的設計有現實意義。</p><p>　　本設計為xx市某小區(qū)區(qū)域鍋爐房設計，整個設計力求設備選型準確合理、工藝流程

4、布置順暢、經濟技術合理、燃料消耗低、初投資小。根據鍋爐房設計的基本要求和原則進行熱負荷計算、設備選型和工藝布置。其供水溫度為95℃，回水溫度為70℃，采暖負荷為10.368MW。鍋爐房采用單層布置。該設計使用四臺鍋爐，其型號為DZL240-10/95/70-AIII。</p><p>　　關鍵詞：燃煤鍋爐； 區(qū)域鍋爐房； 熱水鍋爐； 燃料消耗</p><p><b>　　A

5、bstract</b></p><p>　　With the modern technology and economy development, the urgent demand for economizing energy and protecting environment, heating equipment has already become one of the most import

6、ant departments of the national economy, which is developing well and also paid more attention day after day.</p><p>　　According to the current fuel usage in China, coal use remains the larger portion, the f

7、uel gas boiler Suiranfazhan Henkuai, Danyouyuqi Jianshe economic conditions, Sheji Jingyanxiangdui Laiyuebijiao immature, addition of fuel delivery problems its Yong Hen difficult to resolve and cost price is too high, s

8、o coal-fired boilers is still the main trend of the future. The initial investment of small coal-fired boiler, economic practicability, coal-fired boiler house to do the design of practical si</p><p>　　The d

9、esign for the Wuhai of a area boiler process design, equipment selection of the design sought to exact a reasonable process layout of smooth, economic and technological reasonable, low fuel consumption, a small initial i

10、nvestment. According to a basic boiler design requirements and principles of heat load calculation, equipment selection and process layout.The supplying water's temperature is 95 centigrades .The retuining water'

11、s temperature is 70 centigrades. Thermal load of heating is 9.6</p><p>　　Key words: Coal-fired boiler； regional boiler room； hot water boiler； fuel consumption</p><p><b>　　目 錄</b>&

12、lt;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 設計概況1</p><p>　　1.2 國內現狀1</p><p>　

13、　1.2.1 我國能源結構形式及現狀1</p><p>　　1.3 燃煤鍋爐的發(fā)展及面臨的現狀2</p><p>　　1.3.1 燃煤鍋爐的發(fā)展2</p><p>　　1.3.2 燃煤鍋爐面臨的兩大現狀3</p><p>　　1.3.3 燃煤鍋爐的節(jié)能技術改造4</p><p>　　1.3.4 燃煤鍋爐的減排

14、技術4</p><p>　　第二章 熱負荷的確定及鍋爐選型5</p><p>　　2.1 原始資料：5</p><p>　　2.1.1 熱負荷采暖面積5</p><p>　　2.1.2 煤質資料5</p><p>　　2.1.3 水質資料5</p><p>　　2.1.4 氣象資料

15、5</p><p>　　2.2 熱負荷計算6</p><p>　　2.2.1 最大計算熱負荷Qmax6</p><p>　　2.2.2 采暖平均熱負荷Qpj6</p><p>　　2.2.3 采暖年熱負荷Qn7</p><p>　　2.3 供熱方式與介質的確定7</p><p>　　2

16、.4 鍋爐類型及臺數確定7</p><p>　　2.4.1 鍋爐容量的確定7</p><p>　　2.4.2 燃燒設備的選擇8</p><p>　　2.4.3 鍋爐臺數的確定原則8</p><p>　　2.5 鍋爐類型的選擇9</p><p>　　2.5.1 應能滿足供熱介質參量的要求9</p>

17、<p>　　第三章 燃燒熱平衡計算10</p><p>　　3.1 燃燒熱平衡計算10</p><p>　　3.1.1 燃燒過程中的漏風系數及過量空氣系數10</p><p>　　3.1.2 理論空氣消耗量及煙氣理論、實際體積11</p><p>　　3.1.3 各受熱面煙道中的煙氣特性13</p>&l

18、t;p>　　3.1.4 焓溫表13</p><p>　　3.1.5 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算(每臺鍋爐)14</p><p>　　3.2 省煤器的熱力計算15</p><p>　　3.3 省煤器的校核計算17</p><p>　　3.3.1 省煤器進出口實際煙氣容積17</p><p>　　3.3.2

19、 省煤器所需傳熱面積計算17</p><p>　　3.4 空氣預熱器的熱力計算19</p><p>　　第四章 送引風系統(tǒng)的設備選擇計算22</p><p>　　4.1 風煙道設計要點22</p><p>　　4.2 鍋爐鼓、引風機的選擇應符合下列要求22</p><p>　　4.3 送風系統(tǒng)的設計23&l

20、t;/p><p>　　4.3.1 送風量的設計計算23</p><p>　　4.3.2 風道斷面的確定24</p><p>　　4.3.3 風道阻力計算24</p><p>　　4.4 引風系統(tǒng)設計29</p><p>　　4.4.1 排煙量設計計算29</p><p>　　4.4.2 煙

21、道布置及其斷面尺寸的確定29</p><p>　　4.4.3 煙道阻力計算32</p><p>　　4.5 煙囪的計算39</p><p>　　4.5.1 煙囪的出口直徑（內徑）39</p><p>　　4.5.2 煙囪底部直徑（內徑）39</p><p>　　4.5.3 煙囪阻力計算40</p>

22、;<p>　　4.5.4 煙囪引力計算40</p><p>　　4.5.5 鍋爐煙道總阻力41</p><p>　　第五章 水處理設備的選擇及熱網補給水系統(tǒng)43</p><p>　　5.1 水處理方案的確定43</p><p>　　5.1.1 熱水鍋爐對給水水質的要求43</p><p>　　5

23、.1.2 水質處理方案的確定43</p><p>　　5.2 除氧方式的選擇45</p><p>　　5.3 設計要求46</p><p>　　5.4 熱網循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計算46</p><p>　　5.4.1 循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計算46</p><p>　　5.4.2 循環(huán)水泵的選擇47&

24、lt;/p><p>　　5.5 熱網補給水量及補給水泵的選擇49</p><p>　　5.5.1 熱網補給水量的確定49</p><p>　　5.5.2 補水泵的選擇計算49</p><p>　　5.6 固定床逆流鈉離子交換器計算51</p><p>　　5.6.1 鈉離子交換器計算52</p>&

25、lt;p>　　5.6.2 軟化水箱體積計算53</p><p>　　5.7 再生液制備系統(tǒng)及計算54</p><p>　　5.7.1 系統(tǒng)及設備54</p><p>　　5.7.2 鹽液制備設備的計算和鹽液泵的選擇54</p><p>　　5.8 管道、附件及閥門的選擇計算56</p><p>　　5.

26、8.1 供回水系統(tǒng)主要管道管徑的選擇計算56</p><p>　　5.8.2 分集水器的分類及型號選擇58</p><p>　　5.8.3 除污器59</p><p>　　5.8.4 主要閥門的選擇59</p><p>　　5.8.5 設計中應注意的問題60</p><p>　　第六章 除塵設備的選擇61&

27、lt;/p><p>　　6.1 煙氣量計算61</p><p>　　6.2 煙氣分散度61</p><p>　　6.3 煙氣含塵濃度61</p><p>　　6.4 除塵器型號的選擇61</p><p>　　第七章 運煤除渣系統(tǒng)的設計及設備計算62</p><p>　　7.1 運煤系統(tǒng)的設

28、計計算62</p><p>　　7.1.1 鍋爐房最大小時耗煤量 B62</p><p>　　7.1.2 鍋爐房最冷月晝夜平均耗煤量B62</p><p>　　7.1.3 鍋爐房最冷月耗煤量63</p><p>　　7.1.4 鍋爐房年耗煤量63</p><p>　　7.2 運煤系統(tǒng)的選擇63</p&

29、gt;<p>　　7.2.1 鍋爐房運煤方式的選擇63</p><p>　　7.2.2 埋刮板輸送機63</p><p>　　7.2.3 爐前儲煤斗體積64</p><p>　　7.2.4 煤場面積的計算65</p><p>　　7.2.5 運煤系統(tǒng)附屬設備的選擇66</p><p>　　7.3

30、 除渣系統(tǒng)的設計計算67</p><p>　　7.3.1 灰渣總量計算68</p><p>　　7.3.2 灰渣場面積68</p><p>　　第八章 鍋爐房總體設計和布置70</p><p>　　8.1 工藝條件70</p><p>　　8.1.1 鍋爐房的組成和布置原則：70</p>&l

31、t;p>　　8.1.2 鍋爐間及輔機的工藝布置：71</p><p>　　8.2 鍋爐房外形的確定73</p><p>　　8.2.1 鍋爐房總體方案的確定：73</p><p>　　8.2.2 鍋爐房建筑面積的確定：73</p><p>　　8.3 鍋爐房工藝對其它專業(yè)設計要求74</p><p>　

32、　8.3.1 建筑專業(yè)74</p><p>　　8.3.2 電氣專業(yè)75</p><p>　　8.3.3 熱控專業(yè)76</p><p>　　8.3.4 給排水專業(yè)77</p><p>　　8.3.5 環(huán)保專業(yè)78</p><p><b>　　結論79</b></p>&l

33、t;p><b>　　致謝80</b></p><p><b>　　參考文獻81</b></p><p>　　附錄-1 鍋爐房主要設備表82</p><p>　　附錄-2 外文文獻84</p><p><b>　　緒 論</b></p><p&

34、gt;<b>　　設計概況</b></p><p>　　本次設計的題目為xx市某小區(qū)區(qū)域鍋爐房設計，xx市地處我國西北部地區(qū)，屬于溫帶季風氣候，具有冬冷夏熱，四季分明的氣候特點。本次設計只需考慮采暖需求， 滿足人們的生活采暖需求即可。</p><p><b>　　國內現狀</b></p><p>　　我國能源結構形式及現狀

35、</p><p>　　我國能源結構呈現出以下主要特征：</p><p>　?。?）以煤為主的能源結構</p><p>　　從總量看，我國、煤炭資源、是有資源和天然氣資源分別局世界第1位、第2位、第12位和第24位。我國煤炭資源總量為5.6萬億噸，其中已探明儲量為1萬億噸，占世界總儲量的11%，（石油占2.4%，天然氣占1.2%）。從人均可采儲量看，僅相當于世界水平的

36、1/2.據專家分析，我國石油天氣資源短缺，人均水資源相對不足，煤炭是保障國家能源安全最重要的資源。</p><p>　?。?）能源結構不斷優(yōu)化</p><p>　　1997年煤炭進入買房市場后庫存持續(xù)上升的勢頭基本得到歇制，煤炭消費比重由1990年76.2%下降到2000年的61.3%。一次能源生產中石油。天然氣和水電等清潔能源所占比重由1990年的19%、2%和4.8%上升為2000年的

37、20.94%、3.3%和9.64%，新能源和可再生能源也得到了迅速發(fā)展。</p><p>　　我國能源資源的基本特點（富煤、貧油、少氣）決定了煤炭在一次能源中的重要地位。建國以來，煤炭在一次能源生產和消費中的比例長期70%以上，2001年全國開采量近13億噸。專家預測，據有關部門預測，到2005年，全國一次能源生產量為12.3億噸標準煤，其中煤炭為7.85億噸標準煤（折合11億噸原煤），仍占63.8%。在21世紀

38、前30年內，煤炭在我國一次能源結構中仍將占主導地位。</p><p>　　在21世紀前50年內，世界能源的發(fā)展趨勢仍將以化石燃料為主。隨著石油、天然氣資源的日漸短缺和潔凈煤技術的進一步發(fā)展，煤炭的重要性和地位還會逐漸提升。根據我國資源狀況和煤炭在能源生產及消費結構中的比例，以煤炭為主體的能源結構在相當長一段時間內不會改變。我國煤炭資源總量為5．6萬億噸，其中已探明儲量為1萬億噸，占世界總儲量的11%，（石油占2.

39、4%，天然氣占1.2%）。</p><p>　　煤炭是我國最安全、最經濟、最可靠的能源。我國煤炭資源總量遠遠超過石油和天然氣資源；隨著高新技術的推廣應用，煤炭生產成本正在并將繼續(xù)降低；潔凈煤技術已取得重大突破，這都將使煤炭成為廉價、潔凈、可靠的能源。 目前，世界石油價格居高不下，煤炭的成本優(yōu)勢更加明顯。1999年我國石油凈進口量為4000萬噸，2005年進口7000萬噸（花費200億美元以上）。據預測，到2020

40、年我國石油供需缺口將更大，全靠進口不僅動用大筆外匯，而且受制于人，加大了能源安全供應的隱患。因此，以煤炭液化生產的液體燃料和用水煤漿替代石油將是必然的趨勢。從這個意義上講，煤炭在未來我國國民經濟中的地位將更為重要。</p><p>　　燃煤鍋爐的發(fā)展及面臨的現狀</p><p><b>　　燃煤鍋爐的發(fā)展</b></p><p>　　我國是世界

41、上生產和使用工業(yè)鍋爐最多的國家。到目前，全國持有各級鍋爐制造許可證的企業(yè)超過1000家；在用工業(yè)鍋爐裝機總量約55．33萬臺，年產蒸汽190．61萬蒸噸。</p><p>　　我國還是煤炭生產大國。受特殊燃料結構影響，我國工業(yè)鍋爐用燃料主要是煤，每年要消耗全國原煤產量的約1／3。近十幾年來，由于受國家環(huán)保政策影響及大型油氣田的開發(fā)，我國能源結構發(fā)生了一些變化。工業(yè)鍋爐產品結構也隨之發(fā)生變化，燃油燃氣鍋爐所占比例由

42、1991年不足6％提高到2001年的15％以上；電熱鍋爐開始出現，少量燃生物質燃料的鍋爐也投入使用；燃煤鍋爐按容量所占比例，由1991年的90％降至2001年的81％。但是，我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”，煤炭因其儲量大和價格相對穩(wěn)定，預計在本世紀前50年內仍將在我國一次能源構成中占主導地位。因此，我國燃煤鍋爐仍將以工業(yè)鍋爐為主導產品。</p><p>　　燃煤鍋爐面臨的兩大現狀</p>&

43、lt;p>　　近期 ,國際、 國內宏觀經濟形勢發(fā)生了較大變化 ,我國經濟發(fā)展呈現出增速明顯放緩的趨勢 ,能源緊張已經成為不爭的事實。煤炭作為我國的第一能源 ,關乎國計民生 ,煤炭供應也出現了相對緊張的局面。2002 年～2008 年 ,我國煤炭產量以每年2億噸的速度增長 , “十二五” 期間 ,我國的煤炭行業(yè)將有一輪大的調整 ,產業(yè)布局會發(fā)生重大變化。根據申銀萬國證券對山西鐵路、 公路出省煤炭統(tǒng)計顯示 ,到9月份 ,山西每個月鐵路

44、外調煤炭量同比下降幅度接近 20 % ,公路外調量下降的幅度超過 20 % ,到 2010 年 ,山西省的合法礦井總數將在現有的基礎上壓減到1500 座 ,壓減比例達到50 %。</p><p>　　同時 ,由于燃煤工業(yè)鍋爐是我國 SO2 及煙塵污染最主要的污染源 ,控制燃煤工業(yè)鍋爐 SO2 及煙塵污染 ,對控制我國大氣環(huán)境污染具有極其重要的意義。作為燃煤大國 ,中國 SO2 排放量連續(xù)多年超過2000萬t ,居

45、世界首位 ,致使我國酸雨和SO2 污染日趨嚴重。電廠鍋爐和燃煤工業(yè)鍋爐SO2 排放量約占全國 SO2 排放量的 70 % ,是影響我國城市空氣環(huán)境質量和形成酸雨主要污染源。已有約60 %的城市環(huán)境空氣中 SO2 年平均濃度超過國家 《環(huán)境空氣質量標準》 的二級標準值或日均濃度超過三級標準值。由于近幾年 ,城市管理意識不斷加強 ,城市治理改造力度不斷加大 ,許多具有嚴重污染性的工廠紛紛停產或遷往郊外 ,因而各種燃煤鍋爐對城市的污染顯得更加

46、突出。目前 ,我國的燃煤鍋爐數量眾多 ,現有中、 小型燃煤鍋爐30多萬臺 ,每年耗煤量占我國原煤產量的1/4 ,且大多數工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、 浪費大、 環(huán)境污染嚴重的生產狀態(tài)。在能源危機與環(huán)境污染的兩大現狀下 , 節(jié)能和環(huán)保是我們當前面臨的兩大課題。</p><p>　　燃煤鍋爐的節(jié)能技術改造</p><p>　　工業(yè)鍋爐型式各異, 主要是層燃鍋爐 (正傳鏈條爐排鍋爐多達總數的 60%

47、以上) , 它們的熱效率普遍較低, 低于80%者居大多數, 高效、低污染、寬煤種的循環(huán)流化床鍋爐為數很少。</p><p>　　由于種種原因, 如結構設計不合理, 制造質量不良, 輔機配套不協(xié)調, 可用的煤種與設計的煤種不符, 運行操作不當等, 都會造成鍋爐出力不足、熱效率低下和輸出參數不合格等問題, 結果是能源消耗量過大, 甚至不能滿足生產要求。對于半新以下的鍋爐, 采取技術改造措施解決問題, 經濟合理; 對于

48、接近壽命期的鍋爐, 則以更新為佳; 究竟采取何種措施, 應遵守技術先進、方案成熟、經濟合理的原則。由于我國鍋爐的以上問題比較普遍,所以, 節(jié)能潛力很大, 約達 4 000 萬t 標準煤。由于在用的工業(yè)鍋爐正轉鏈條爐排鍋爐居多數, 當前推廣應用的節(jié)能改造技術, 大部分是針對正轉鏈條爐排鍋爐的。</p><p>　　各種技改措施： 1 給煤裝置改造；2 燃燒系統(tǒng)改造；3 爐拱改造；4 鍋爐輔機節(jié)能改造；5 層燃鍋爐改

49、造成循環(huán)流化床鍋爐；6 舊鍋爐更新；7 控制系統(tǒng)改造。</p><p><b>　　燃煤鍋爐的減排技術</b></p><p>　　由于大多數工業(yè)鍋爐運行效率低于出廠效率,而產品設計效率又低于國際水平, 因此具有巨大的減排潛力。</p><p>　　主要的減排技術包括：1 燃料預處理；2 鍋爐的合理運行；3 改造和完善鍋爐的燃燒系統(tǒng)；4 采用高

50、效清潔燃燒技術。</p><p>　　熱負荷的確定及鍋爐選型</p><p><b>　　原始資料：</b></p><p><b>　　熱負荷采暖面積</b></p><p>　　熱負荷采暖面積：150000 m2</p><p>　　采暖方式：直接取自鍋爐房的95℃/70

51、℃熱水供暖。</p><p>　　采暖熱負荷Q= 10.368 MW 建筑物最大高度H=24 m</p><p>　　熱網作用半徑R=1000 m</p><p><b>　　煤質資料</b></p><p>　　選用Ⅲ類煙煤 遼寧撫順</p><p>　　C

52、y=55.82 Hy=4.95 Oy=8.77 Ny=1.04 Sy=0.51 </p><p>　　Wy=12.20 Ay=16.71 Vy=46.04 Qdwy=22.38MJ/kg</p><p><b>　　水質資料</b></p><p>　　總硬度H=5mge/L

53、 總堿度A=4.7 mge/L</p><p>　　暫時硬度H=4.7 mge/L 永久硬度H=0.3 mge/L</p><p>　　溶解氧= 0.21 mge/L 溶解固形物=10mg/L PH值=8.3</p><p><b>　　氣象資料</b></p><p>　

54、　大氣壓力 冬季 89.733kPa 夏季 88.137 kPa</p><p><b>　　室外計算溫度</b></p><p>　　冬季采暖室外計算溫度：-12.9℃</p><p>　　采暖期室外平均溫度： -3.4℃</p><p>　　采暖總天數： 180天</

55、p><p>　　主導風向 N W 西北風</p><p>　　最大凍土深度 xx市 178cm</p><p><b>　　熱負荷計算</b></p><p>　　采暖熱負荷是指滿足一定條件的建筑物或設備所需容量的多少。按熱媒種類的不同熱負荷可分為蒸汽負荷、熱水負荷；按熱負荷性質的不同可分為季節(jié)性熱負荷、常年性熱負

56、荷。本設計為熱水負荷及季節(jié)性負荷。</p><p>　　最大計算熱負荷Qmax</p><p>　　= kW (2-1) 《鍋爐習題實驗及課程設計》P182</p><p>　　式中 -----熱水管網的熱損失系數，取用1.08</p&g

57、t;<p>　　------采暖熱負荷同時使用系數，取用1.0</p><p>　　----采暖最大熱負荷,10.368MW</p><p>　　所以 =1.081.010368 (2-2) </p><p><b>　　=11197kW</b></p>

58、<p>　　采暖平均熱負荷Qpj</p><p>　　= kW (2-3)</p><p>　　《鍋爐習題實驗及課程設計》P182</p><p>　　式中 φ1----采暖系數，可按式 求出</p><p>　　φ1 = =0.71

59、 (2-4)</p><p>　　式中tw ，tpj -----室外采暖計算溫度和采暖室外平均溫度，分別為-12.9℃和-3.4℃</p><p>　　tn----采暖室內計算溫度，取20℃</p><p>　　==0.7110368=7361 kW (2-5)</p>

60、<p><b>　　采暖年熱負荷Qn</b></p><p>　　年熱負荷是計算年燃料耗量的依據，也是技術經濟比較的一個依據。全年熱負荷可根據平均熱負荷和全年使用小時數進行計算。</p><p>　　= kW (2-6)</p><p>　　《鍋爐習題實驗及課程設計》P183 <

61、;/p><p>　　式中 16，8----每天按兩班工作制計算采暖小時數和值班采暖小時數 </p><p>　　N1------采暖天數，為180天</p><p>　　-----值班期間室內保持+5℃時的平均采暖熱負荷</p><p>　　= (2

62、-7) </p><p>　　= 0.47 (2-8) </p><p>　　==0.4710368=4872kW (2-9)</p><p>　　=161807361+81804872</p><p>

63、　　=28.22106 kW</p><p>　　供熱方式與介質的確定</p><p>　　由于熱水采暖管網熱損失小，不存在跑、冒、漏、滴現象，安全可靠；且采暖期室內溫度波動小，衛(wèi)生條件好，可靠性高，負荷適應性強，調節(jié)性能好，運行管理方便；供熱半徑大，有利于實現集中供熱，且本設計中只有采暖熱負荷，所以考慮用熱水采暖。</p><p><b>　　鍋爐類型及

64、臺數確定</b></p><p><b>　　鍋爐容量的確定</b></p><p>　　本設計主要用于采暖，其介質是熱水，供水溫度95℃，回水溫度70℃，且經過計算知道最大熱負荷為11.197MW，確定鍋爐總額定功率為12.6MW。鍋爐臺數一般不宜少于2臺,宜采用2--3臺。新建鍋爐房不宜超過5臺,改、擴建時總臺數不宜超過7臺;民用建筑內的鍋爐房,鍋爐臺

65、數不宜超過4臺。</p><p>　　而計算出平均熱負荷為7.361MW,故選用4臺2.8MW的鍋爐,總的裝機容量為12.6MW大于鍋爐房最大熱負荷,而3臺單臺鍋爐的容量又恰好等于平均熱負荷,這樣可以使3臺鍋爐大部分時間在額定負荷下工作,而另一臺在最冷時作為高峰鍋爐,同時，熱負荷小于5.6MW時運行一臺鍋爐，在5.6-8.4MW之間運行3臺，大于8.4MW時候運行4臺鍋爐，這樣可以起到調節(jié)負荷的目的，從而節(jié)約了能

66、源。</p><p><b>　　燃燒設備的選擇</b></p><p>　　集中供熱的大中型燃煤鍋爐,應按當地長期供應的煤種選擇爐型。并宜選擇鏈條爐排、帶分層燃燒裝置、帶膜式水冷壁的水管鍋爐或水火管鍋爐。結焦性強的煤種及碎焦不應采用鏈條爐排。居民區(qū)、風景名勝區(qū)和其他環(huán)境保護區(qū)不應選擇煤粉鍋爐,居民區(qū)不宜選擇循環(huán)流化床鍋爐。本設計選用遼寧撫順AIII類煙煤，其Ay=1

67、6.71﹪,Vy=46.04﹪,Qydw=22.38MJ/kg。鏈條爐和往復爐均合適。但考慮到鏈條爐具有許多的優(yōu)點，如，燃料在鏈條爐下，自上而下翻滾，新燃料落在已燃燒的熾熱料層上，著火自下而上；高溫煙氣對上部煤層有強烈的干燥作用，著火條件非常好；再加上鏈條爐排片有較強烈的撥火作用，燃盡條件非常好。故本設計選用鏈條爐。當然，鏈條爐也有一定的缺點，如：活動爐排在撥火時，其頭部不斷與熾熱的焦炭接觸，又無冷卻條件，經常燒損，漏煤較嚴重；又由于爐

68、排作往復運動，則密封較困難，易引起漏風。</p><p><b>　　鍋爐臺數的確定原則</b></p><p>　　1．鍋爐臺數應按所有運行鍋爐在額定功率工作時能滿足鍋爐最大計算熱負荷的原則來確定。</p><p>　　2．應有較高的熱效率，并應使鍋爐的熱負荷、臺數和其它性能均能有效地適應熱負荷變化的需要。熱負荷大小及其發(fā)展趨勢與選擇鍋爐容量

69、、臺數有極大的關系。熱負荷大者，單臺鍋爐的容量應較大，如近期內熱負荷可能有較大增長，也可選用較大容量的鍋爐。將發(fā)展負荷考慮進去，如考慮遠期負荷的增長，則可在鍋爐的發(fā)展端留有安裝擴建鍋爐的富裕位置或者在總圖上留有空地。</p><p>　　3．鍋爐臺數應根據熱負荷的高度、鍋爐的檢修和改建時總數不超過7臺。</p><p>　　4．以生產熱負荷為主或常年供熱的鍋爐房，可以設置一臺備用鍋爐；以采

70、暖通風和生活熱負荷為主的鍋爐房一般不設備用鍋爐。</p><p>　　5．參考以上鍋爐臺數確定原則及熱負荷計算結果，平均熱負荷7.361MW適合4臺2.8MW鍋爐使用，在要求不太高時可用4臺，即4臺鍋爐也能維持平均熱負荷，故選用4臺2.8MW鍋爐，無備用爐。</p><p><b>　　鍋爐類型的選擇</b></p><p>　　應能滿足供熱介

71、質參量的要求</p><p>　　1.熱水鍋爐爐水溫的選擇由熱用戶所要求的供暖系統(tǒng)方式決定。</p><p>　　2.為方便設計、安裝、運行和維護，同一鍋爐房應采用同一型號、相同熱介質的鍋爐。當選用不同鍋爐時，不宜超過兩種，采暖鍋爐房一般宜采用熱水鍋爐；當有通風熱負荷時特別注意對熱水溫度的要求，可選用蒸汽鍋爐。采暖熱水鍋爐，當有通風熱負荷時特別注意對熱水用交換器或蒸汽鍋爐。采暖熱水交換器中

72、的蒸汽由噴射器產生。采暖熱負荷較大的鍋爐房且生產用蒸汽壓力較低時，可選用高溫熱水鍋爐，用高溫熱水通過蒸汽發(fā)生器來產生蒸汽，也可在同一鍋爐房內同時設置蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。 </p><p>　　所采用的鍋爐應有較高的熱效率和較低的基建投資、運行費用，并能經濟而有效地適應熱負荷的變化。鑒于上述情況，本設計采用4臺上海工業(yè)鍋爐廠生產的DZL240-10/95/70-AIII型熱水鍋爐，供水溫度95℃，回水溫度70℃，

73、設計熱效率78%，外形尺寸:640027003500mm，額定工作壓力：1.0Mpa，總受熱面積108.7m2。 《工業(yè)鍋爐房常用設備手冊》P193。</p><p><b>　　燃燒熱平衡計算</b></p><p>　　鍋爐的校核熱力計算是對一臺已經設計好的鍋爐進行的。鍋爐的負荷變化、燃用煤質變化，以及給水溫度改變，合稱為鍋爐的變工況。鍋爐在變工況下運行時（例

74、如煤種變化），其過熱汽溫、再熱汽溫、各受熱面進、出口的煙氣溫度、介質溫度（包括熱風溫度和排煙溫度）、鍋爐效率、燃料消耗量以及空氣和煙氣的流量和速度等都要發(fā)生改變而偏離設計值。校核熱力計算的任務就是通過熱力計算，定量地確定這些新的數值。在進行校核熱力計算時，鍋爐受熱面的結構是已知的，鍋爐煙氣和內部介質的中間溫度、排煙溫度、預熱器出口空氣溫度有時甚至是過熱汽溫等則是未知的。為完成計算，需要利用迭代計算的方法逐步接近待計算值。為了進行校核熱力

75、計算，必須提供鍋爐的圖紙和有關燃燒設備、各受熱面和煙風道的結構和尺寸的資料，并給出在校核工況下的鍋爐參數、燃料性質和給水溫度。</p><p><b>　　燃燒熱平衡計算</b></p><p><b>　　表3-1鍋爐燃料</b></p><p>　　燃燒過程中的漏風系數及過量空氣系數</p><p&

76、gt;　　表3--2漏風系數及過量空氣系數表</p><p>　　本表數據取自《實用供熱空調設計手冊》</p><p>　　理論空氣消耗量及煙氣理論、實際體積</p><p>　　(1)理論空氣量《鍋爐及鍋爐房設備》P42</p><p>　　=0.251 (3

77、-1) </p><p><b>　　=0.251</b></p><p>　　=5.9 m3/kg</p><p>　　(2)三原子氣體體積 《鍋爐習題實驗及課程設計》P72</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　=0.01866 (55.

78、82+0.3750.51)</p><p>　　=1.05 m3/kg</p><p>　　(3)的理論體積 《鍋爐習題實驗及課程設計》P72</p><p>　　= (3-3)</p><p>　　=0.795.9+0.0081.04</p><

79、;p>　　=4.67 m3/kg</p><p>　　(4)理論水蒸汽體積</p><p>　　= (3-4)</p><p>　　=0.1114.95+0.012412.20+0.01615.9</p><p>　　=0.80 m3/kg</p><p>　　

80、(5)煙氣中水蒸汽的實際體積</p><p>　　=+0.0161 (-1) (3-5)</p><p>　　=0.80+0.01615.9 (1.5-1)</p><p>　　= 0.85 m3/kg</p><p>　　(6)理論煙氣量 《鍋爐及鍋爐房設備》P45</

81、p><p>　　= (3-6)</p><p>　　=6.32 m3/kg</p><p><b>　　(7)實際空氣量</b></p><p>　　= （鏈條爐排=1.3～1.6，=1.5） (3-7)</p&g

82、t;<p><b>　　=1.55.9 </b></p><p>　　=8.85 m3/kg </p><p><b>　　(8)實際煙氣量 </b></p><p>　　=+ (-1)

83、 (3-8)</p><p>　　=5.5+ (1.5-1) 5.0</p><p>　　=8.25 m3/kg</p><p>　　表3-3理論空氣量、理論煙氣容積</p><p>　　本表數據取自《工業(yè)鍋爐房實用設計手冊》</p><p>　　各受熱面煙道中的煙氣特性</p>

84、<p>　　表3-4各受熱面煙道中煙氣特性表</p><p>　　本表數據取自《工業(yè)鍋爐房實用設計手冊》</p><p><b>　　焓溫表</b></p><p><b>　　表3—5煙氣焓溫表</b></p><p>　　鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算(每臺鍋爐)</p>

85、<p>　　表3-6單臺鍋爐熱平衡及燃料消耗量</p><p>　　本表數據取自《工業(yè)鍋爐房實用設計手冊》</p><p><b>　　省煤器的熱力計算</b></p><p><b>　　圖3-1所示</b></p><p><b>　　省煤器的校核計算</b>&l

86、t;/p><p>　　在本設計中，鍋爐配有省煤器，由于煙溫的變化，需要對省煤器進行校核。</p><p>　　省煤器進出口實際煙氣容積</p><p>　　進口：= +1.0161（-1） (3-9)</p><p>　　=6.32+1.0161 (1.75-1) 5.9</p>&l

87、t;p>　　= 10.82 m3/kg</p><p>　　式中， -----為省煤器進口過量空氣系數1.75，</p><p>　　出口：= +1.0161（-1） (3-10)</p><p>　　=6.32+1.0161 (1.85-1) 5.9</p><p>　　= 11

88、.42 m3/kg</p><p>　　省煤器所需傳熱面積計算</p><p><b>　　1）傳熱溫差 </b></p><p>　　流經省煤器的煙氣從上而下，水流自下而上，呈逆流式布置，</p><p>　　Δt=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)

89、 (3-11)</p><p>　　=[(350-84.30)-(170-70)]/ ㏑[(350-84.30)/ (170-70)]</p><p>　　=169.08 0C </p><p><b>　　2）煙氣流速</b></p><p>　　選用φ76方型鑄鐵鱗片省煤器，每根長2.0m煙道流通截面積0.12m2，

90、受熱面面積2.95 m2，煙氣平均溫度；</p><p>　　=(350+170)/2=2600C (3-12)</p><p>　　若初選省煤器為40根，以橫4縱10布置，則</p><p>　　煙氣流速whx=Vy(+273)/(273F53600) (3-13)

91、</p><p>　　=5548.25 (260+273)/(273536000.12) </p><p><b>　　=4.13 m/s</b></p><p>　　3）傳熱系數 </p><p>　　K= (3-14)&l

92、t;/p><p>　　式中 ---煙氣溫度修正系數，查圖7-24，取0.98</p><p>　　----鑄鐵鱗片省煤器傳熱系數，查圖7-24，取0.02218</p><p>　　所以 K==0.022180.98=0.0217</p><p>　　4)省煤器所需傳熱面積</p><p>　　由省煤器所需傳

93、熱量 </p><p>　　= (3-15)</p><p><b>　　得 H= </b></p><p>　　=5542742.02 /0.0217/169.08/3600</p><p><b>　　= 115.01</b><

94、/p><p><b>　　5）校核計算</b></p><p>　　已知每根2.0m長的方型鑄鐵鱗片的餓受熱面面積為2.95，所需管子數；N=H/2.95=115.01/2.95=38.99 根</p><p>　　與初選40根相差不多，本設計原計劃不變，以橫4縱10布置。</p><p>　　空氣預熱器的熱力計算</

95、p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　送引風系統(tǒng)的設備選擇計算</p><p>　　為了保證鍋爐的正常燃燒，必須保證有足夠的空氣進入爐膛，并及時排出鍋爐中的燃燒產物——煙氣，這就要求空氣和煙氣分別沿著風煙道以一定的流速流動。在本設計中，通風采用鼓風機和送風機配合運行，鼓風機用于風道與燃燒設備的阻力，引風機用于克服鍋爐本體煙道

96、、煙囪及除塵器的阻力。</p><p><b>　　風煙道設計要點</b></p><p>　　1．風煙道應力求平直暢通、附件少、氣密性好；</p><p>　　2．金屬管道鋼板厚度按下列數值選用：冷風管一般采用2～3mm，熱風管和煙道一般采用3～4mm；</p><p>　　3．金屬矩形風煙管道應配置足夠的加強肋或加強

97、桿，以保證其強度和剛度的要求；</p><p>　　4．磚砌煙道內襯當煙氣溫度≤4000C時，可用100#機磚砌筑；</p><p>　　5．煙道拱頂一般采用大圓弧和半圓弧拱頂兩種形式；</p><p>　　6．煙道底的砌法一般采用雙層磚，下墊灰渣層。磚的長度方向應與氣流方向平行，以減少阻力；</p><p>　　7．為考慮煙道出灰，煙道寬度

98、不應小于0.6m，高度不小于1.5m,并應配制足夠的清灰入孔；</p><p>　　8．應盡量采用地上煙道，水平煙道應避免逆坡，接至煙囪的水平總管的向上坡度一般采用3%以上；</p><p>　　9．熱風管和煙管的結構應考慮膨脹的補償；</p><p>　　10．靜壓力為正壓的煙道，必須使系統(tǒng)氣密，不漏煙。</p><p>　　鍋爐鼓、引風機

99、的選擇應符合下列要求</p><p>　　1．應選用高效、節(jié)能和低噪聲風機,常年運行都能處于較高效率范圍；</p><p>　　2．風機的風量和風壓,應根據鍋爐額定蒸發(fā)量或額定熱功率、燃料品種、燃燒方式和通風系統(tǒng)的阻力計算確定,并按當地氣壓及空氣、煙氣的溫度和密度對風機特性進行修正。風量的富余量不小于計算風量的10%;風壓的富余量不小于計算風壓的⒛%。鼓風機的風壓,應取鍋爐爐排鼓風阻力加上

100、風道阻力。引風機的風壓,應取鍋爐煙氣阻力(鍋爐受熱面、省煤器、空氣預熱器)加上鍋爐煙道阻力(包括除塵、脫硫、脫氮設各的全部阻力)。 如應用于海拔高度超過sO0m的地區(qū)時,還應考慮大氣壓力降低的影響；</p><p>　　3．單臺額定熱功率≥”MW的熱水鍋爐(t/h),其鼓風機(含一次風機、二次風機)和引風機的電機宜調速,并與燃燒控制協(xié)調。</p><p><b>　　送風系統(tǒng)的設

101、計</b></p><p><b>　　送風量的設計計算</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 β1-----風量儲備系數，取1.1； </p><p>　　Bj-----燃料計算消耗量，554 kg/h</p><

102、;p>　　----理論空氣量 5.9 m3/kg</p><p>　　-----爐膛出口過量空氣系數，取1.60；</p><p>　　-----爐膛漏風系數，取0.10；</p><p>　　tlk-----冷空氣溫度，取300C；</p><p>　　b----當地大氣壓力，取89.733 kPa;</p><p

103、>　　所以 Vk=1.15545.9（1.60-0.10）101.32（30+273）/89.733/273</p><p>　　= 6758.79 m3/h</p><p>　　根據送風量初選GG4-1型N04.5風機，規(guī)格：風量3500～7000m3/h；風壓2000Pa；電機型號Y4TS132M-2，功率7 KW，轉速2900r/min.</p><p>

104、;<b>　　風道斷面的確定</b></p><p>　　(1) 采用矩形斷面的金屬風道，斷面尺寸先按風速v為10m/s計算</p><p>　　F=Vk/3600/v （4-2）</p><p>　　=6478/3600/10</p><p

105、><b>　　=0.180 m2</b></p><p>　　然后取風道斷面尺寸為400mm500mm,所以實際流速為：</p><p>　　v=6478/3600/0.180</p><p><b>　　=9.99m/s</b></p><p>　　(2) 送風機出口的漸擴管尺寸</

106、p><p>　　漸擴管小頭斷面尺寸與風機出口尺寸相同，高寬為360mm315mm，而大頭斷面尺寸與連接的矩形金屬風道相同，高寬為400mm500mm，漸擴管長度取2倍于315mm為630mm.。</p><p>　　小頭斷面面積和流速：</p><p>　　Fx=0.360.315=0.113 m2</p><p>　　vx=6478/3600/

107、0.113</p><p>　　=15.92 m/s</p><p>　　(3) 鏈條爐排下各風室入口的風道斷面尺寸按鍋爐本體進風道斷面尺寸</p><p>　　三個風室入口風道斷面尺寸分別為： </p><p>　　300mm300mm，500mm400mm，300mm300mm。</p><p><b>

108、　　風道阻力計算</b></p><p>　　1. 沿程摩擦阻力計算</p><p>　　因為空氣流速大于10m/s，所以取最長的風道計算總的摩擦阻力。</p><p>　　△hmc= （4-3）</p><p>　　式中 λ----沿程摩擦阻力系數，取0.03

109、（教材表8-1）；</p><p>　　L----風道長度，見布置草圖，14.00m;</p><p>　　ddl----風道截面的當量直徑</p><p>　　ddl=2ab/(a+b) （4-4）</p><p>　　=20. 40.5/(0.4+0

110、.5)</p><p><b>　　=0.44 m。</b></p><p>　　v----空氣流速，11.3m/s，</p><p><b>　　----空氣密度，</b></p><p>　　=ρ0273/（tlk+273）

111、 （4-5）</p><p>　　=1.293273/(30+273) </p><p>　　=1.16kg/m3(ρ0為冷空氣密度)；</p><p>　　所以 △hmc=0.0314.001.1611.32/0.44/2</p><p><b>　　=70.69 Pa<

112、/b></p><p>　　2. 風機口漸擴管阻力△hjb1</p><p>　　已知漸擴管L=630mm,b=315mm,F=0.2 m2, Fw=0.113 m2 </p><p>　　所以L/b=630/315=2 </p><p>　　F / Fw =0.2/0.113=1.77</p><p>　

113、　按教材圖8-13查出=0.14,而風機出口速度V= Vw =15.92</p><p>　　動壓頭: hd1 = /2 （4-6）</p><p>　　=1.1615.922/2</p><p><b>　　= 147 Pa </b></p><

114、p>　　hjb1 = （4-7）</p><p>　　=0.14147=20.58 Pa</p><p>　　3. 流向改變引起的阻力△hjb2</p><p>　　空氣經900 轉彎,公式[4-1]中 由于R/b=1.25，查教材P249圖8-14a 知 K△1ξzy1

115、為0.25，</p><p>　　又ξ=K△ξzy B C （4-8）</p><p>　　式中 K△ξzy----管壁粗糙度影響系數和彎頭原始阻力系數的乘積，由半徑 R=2.5b3=1000mm，取0.25；</p><p>　

116、　B----與彎頭角度900有關的系數，查教材圖8-14c決定取1.0；</p><p>　　C----彎頭截面形狀系數，按圖8-14d決定取0.93；</p><p>　　所以ξ1=0.251.00.93=0.23</p><p>　　△hjb2 ,= ξ1 hd=0.2374.06=17.03 Pa.</p><p>　　圖4-1 風

117、機出口漸擴管示意圖</p><p>　　另一個風道彎頭是進入風室前的分支風道彎頭。假設進入主燃室風道支管內風量占總風量的20%，則風速</p><p>　　v2=0.7Vk/3600/F （4-9）</p><p>　　=0.76478/3600/0.18</p><p

118、><b>　　=7.0 m/s</b></p><p>　　hd2 = v2ρ/2 （4-10）</p><p><b>　　=1.1672/2</b></p><p><b>　　=28.42 Pa</b>

119、</p><p>　　因彎頭截面尺寸和形狀與前述彎頭相同，故取ξ2 =0.23</p><p>　　△hjb2 “ =0.2328.42=6.54 Pa</p><p>　　所以：2個900彎管的阻力：</p><p>　　△hjb2=17.03+6.54=23.57 Pa。</p><p>　　圖4-2 風道系統(tǒng)