锅炉及锅炉房工艺课程设计设计说明书.doc

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1、目 录1 设计概况. 12 原始资料. . 12.1 热负荷资料. .12.2 煤质资料. 12.3 水源资料. 12.4 气象资料. 12.5 其它资料.23热负荷计算及锅炉选择23.1 热负荷计算.23.2 锅炉型号与台数的确定.44 给水及水处理设备.44.1 给水设备的选择. .44.2水处理系统设计及设备选择. 55 汽水系统主要管道管径的确定85.1锅炉房最大的用水量及自来水总管管径的计算.85.2与离子交换器相接的各管管径的确定.85.3给水管管径的确定.85.4蒸汽管管径的确定.96分汽缸的选用.96.1分汽缸的直径的确定.96.2分汽缸筒体长度的确定.97 送、引风系统的设备

2、选择计算.107.1锅炉燃料消耗量的计算.107.2理论空气量和理论烟气量. 107.3送风机的选择计算.107.4引风机的选择计算.117.5烟气除尘设备的选择.127.6烟囱设计计算.128 燃料供应及灰渣清除系统.138.1燃料供应系统 138.2灰渣清除系统. 148.3煤场和灰渣场面积的确定. 149 锅炉房布置.15附表1 锅炉房人员的编制.18附表2锅炉房主要设备表.18设计小结.19参考文献.2020摘 要本设计为一某厂的锅炉房设计，采用蒸汽锅炉，为生产、生活和通风生产饱和蒸汽。生产用汽设备要求提供的蒸汽压力最高为，用气量最大为，系统凝结水回收率为。采暖用汽量为，其中生产车间为

3、高压蒸汽采暖，住宅则采用低压蒸汽采暖，采暖系统的凝结水回收率为。生活用汽主要供应食堂和浴室，用汽量为，无凝结水回收。通过不同的锅炉选型方案比较，确定选用型锅炉三台。采暖季三台锅炉基本上满负荷运行，非采暖季两台锅炉运行，负荷率约在左右。在设计过程中，采用WORD文档进行设计说明书的编制，运用AUTOCAD2004绘制图纸。关键词：蒸汽锅炉，锅炉房，设计1 设计概况本设计为一蒸汽锅炉房，为生产、生活以及厂房和住宅采暖、通风生产饱和蒸汽。生产和生活为全年用气，采暖、通风为季节性用气。生产用气设备要求提供得蒸汽压力最高为，用气量最大为，系统凝结水回收率为。采暖用汽量为，其中生产车间为高压蒸汽采暖，住宅

4、则采用低压蒸汽采暖，采暖系统的凝结水回收率为。生活用汽主要供应食堂和浴室的用热需要，最大用汽量为，无凝结水回收。2 原始资料2.1 热负荷资料项 目用汽量()用汽参数()凝结水回收率同时使用系数最大平均压力温度采暖用汽6.10.4饱和651.0生产用汽4.82.50.5饱和200.8生活用汽0.60.150.3饱和0.32.2 煤质资料元素分析成分：Car(Cy)=74.15%, Har(Hy)=1.19%, Oar(Oy)=0.59%, Nar(Ny)=0.14%, Sar(Sy)=0.15% ,Aar(Ay)=13.98%, Mar（Wy）=9.80% .煤的干燥无灰基挥发分：Vdaf(V

5、r)=2.84%，接受基低位发热量Qnet,v,ar(Qyd w)=25435KJ/Kg 2.3 水源资料：以自来水为水源，供水水温14C，供水压力0.5MPa。1)总硬度：4.1 mmol/L2)永久硬度：2.9 mmol/L3)暂时硬度：2.2 mmol/L4)总碱度：2.1 mmol/L5)PH值：7.0 6)溶解氧：6.510.0mg/L7)悬浮物：0mg/L8)溶解固形物：410mg/L 2.4 气象资料：1)年主导风向：西；2)平均风速：1.8m/s；3)大气压：93467Pa；4)海拔高度：777.9m；5)最高地下水位：-12.5m；6)土壤冻结深度：无土壤冻结情况；7)冬季采

6、暖室外计算温度：-10C；8)冬季通风室外计算温度：-8.8；9)采暖期平均室外计算温度：。2.5 其他资料1)生产为四 班制，全年工作275天；2)采暖用汽天数90天；3)通风用汽天数90天；4)凝结水回收为自流方式。3热负荷计算及锅炉选择3.1 热负荷计算3.1.1 采暖季最大计算热负荷1 (1)式中：考虑热网热损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数，取1.05；采暖用汽的同时使用系数，取1.0；生产用汽的同时使用系数，取0.8；生活用汽的同时使用系数，取0.4。带入式(1)得： 3.1.2 非采暖季最大计算热负荷3.1.3 采暖季平均热负荷采暖平均热负荷根据 采暖期室外平均温度计算

7、： (2)式中: 采暖最大热负荷,；采暖房间室内 计算温度,；采暖期采暖室外计算温度,；采暖期室外平均 温度,。将已知数据带入式（2）得采暖平均热负荷：3.1.4 全年热负荷全年热负荷是计算全年燃料消耗量的依据，也是技术经济比较的一个根据，全年热负荷可根据平均热负荷和全年使用小时数按下式计算： 式中：、分别为采暖,生产和生活的全年热负荷,；采暖、生产和生活的全年热负荷,分别可用以下公式计算求得： 式中:、分别为采暖和全年工作天数；每昼夜工作班数；、分别为采暖、生产和生活平 均热负荷，t/h；非工作班时保温用热负荷，；可按室内代入采暖平均热负荷中计算得0.45。将已知数据带入上式得：各项热负荷计

8、算结果见表1。项目最大计算热负荷()平均热负荷()全年热负荷()采暖通风季非采暖通风季采暖用气11.2353.365.8512636生产用气3.223040生活用气0.41440表1 各项热负荷计算结果全年热负荷为38971.8 t/a。3.2 锅炉型号与台数的确定根据最大计算热负荷及生产、采暖和生活用汽压力均不大于，本设计选用型锅炉三台。采暖季三台锅炉基本上满负荷运行；非采暖季二台锅炉运行，负荷率约在左右。锅炉的维修保养可在非采暖季进行，故本锅炉房不设置备用锅炉。4 给水水处理设备的选择4.1 给水设备的选择4.1.1 锅炉房给水量的计算 （3）式中：给水管网漏损系数，取；锅炉房蒸发量，；锅

9、炉排污率，本设计根据水质计算，取。对于采暖季，给水量为对于非采暖季，给水量为4.1.2 给水泵的选择给水泵台数的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求。本锅炉房拟选用四台电动给水泵，其中一台备用。采暖季三台启用，其总流量应大于.现选用：型号 流量 扬程 电机型号 功率 转速 进水管，出水管。因型锅炉为轻型炉墙结构，炉体蓄热能力不大；停电时“给水泵停止给水不会造成锅炉缺水事故”。所以，本设计不设置备用汽动给水泵。4.1.3 给水箱体积确定所选锅炉单台容量小于，按不设给水除氧装置布置，将凝结水箱和软水水箱合一，作为锅炉的给水箱3。为保证给水的安全可靠和检修条件，给水箱设中间隔板，以便水箱检修时互相

10、切换使用。给水箱体积，按贮存的锅炉房额定蒸发量设计，外形尺寸为,计。4.2 水处理系统设计设备选择根据原水水质指标，本设计采用钠离子交换法软化给水。原水总硬度为,属于低硬度水，决定选用逆流再生钠离子交换器二台，一台运行，一台再生，以树脂为交换剂。为防止交换剂层乱层，在再生和逆流冲洗时采用低流速方法，再生流速限制在。4.2.1 锅炉排污量的计算锅炉排污量通常通过排污率来计算。排污率的大小，可由碱度或含盐量的平衡关系式求出，取其两者的较大值。按给水的碱度计算排污率： 式中:给水的碱度，由水质资料可知为；锅水允许碱度，根据国家水质标准4，对燃用固体燃料的水火管锅炉为；凝结水回收率，根据文献1： 按给

11、水的含盐量（溶解固形物）计算排污率： 式中：给水含盐量，已知为，锅炉允许含盐量，为4，故此，锅炉排污率取。4.2.2 软化水量的计算锅炉房采暖季的最大给水量与凝结水回收量之差，即为本锅炉房所需补充的软化水量：4.2.3 钠离子交换器的选择计算（见表2）表2 钠离子交换器的选择计算序号名 称符号单位计 算 公 式 或 数 据 来 源数值1软化水量先前计算2软化速度根据原水硬度和所用交换剂选取3所需交换器截面积4实际交换器截面积选用离子交换器二台5交换剂层高度交换器产品规格6运行时实际软化速度7交换剂体积8交换剂工作能力树脂9交换器工作容量10运行延续工作时间11小反洗时间取用12小反洗水流速度取

12、用13小反洗耗水量14静置时间交换剂回落、压脂平整，取用15再生剂（食盐）纯度工业用盐，取用16再生剂单耗逆流再生17再生一次所需再生剂量18再生液浓度取用19再生一次稀盐液体积20再生一次耗水量近似等于21再生速度低速逆流再生，取用22再生时间23逆流冲洗时间低速将再生液全部顶出交换器24逆流冲洗耗水量25小正洗时间取用26小正洗速度取用27小正洗耗水量28正洗时间取用29正洗速度取用30正洗耗水量31再生过程所需总时间32再生需用自来水耗量33再生需用软水耗量34再生一次总耗水量逆流再生离子交换器在连续运行周期后，一般宜进行一次大反洗，以除去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。大反洗流速取

13、，时间约。大反洗后的第一次再生，其再生剂耗量比正常运行时约增加大一倍。大反洗前，应先进行小反洗，以保护中间排管装置。4.2.4 再生液（盐液）的配制和贮存设备为减轻搬运食盐等的劳动强度，本设计采用浓盐溶液池保存食盐的方法，即将运来食盐直接到入浓盐溶液池。再生时，把浓盐液提升到稀盐溶液池，用软水稀释至要求浓度，再由盐液泵输送至离子交换器再生。4.2.4.1 浓盐液池体积的计算本锅炉房钠离子交换器运行周期为，每再生一次需耗盐，如按贮存10天的食盐用量计算3，则浓盐液（浓度）池体积为：4.2.4.2 稀盐液池体积的计算再生一次所需稀溶液（浓度）的体积为，若按有效容积系数计算3，稀溶液池的体积为。本设

14、计拟用混凝土砌筑一个尺寸为盐池，浓、稀盐池各一半。4.2.5 盐液泵的选择盐液泵的作用是将浓溶液提升至稀溶液池，其次是输送稀盐液至离子交换器，过量的部分稀盐液流回稀溶液池进行扰动，使之浓度均匀。盐液泵运转时间短，不需设置备用泵，为防盐液腐蚀，选用102型塑料离心泵一台，流量，扬程，电机功率，转速。盐液泵进口管径，出口管径。4.2.6 原水加压泵的选择有时自来水水压偏低，为了确保再生时所需的反洗水压和软化过程所需克服交换器阻力，特设置原水加压泵1台，型号，流量，扬程，电机，功率，转速。原水加压泵进口管径，出口管径。5 汽水系统主要管道管径的确定5.1 锅炉房最大的用水量及自来水总管管径的计算自来

15、水总管的流量，即为锅炉房最大用水量，包括以下几项：(1)运行交换器的软水流量,计；(2)备用交换器再生过程中的最大瞬时流量，以正洗流量计(3)引风机及给水泵的冷却水流量，按风机轴承箱进水管径、水速1计算，冷却水流量约；(4)煤场、渣场用水量，估计约；(5)化验及其他用水量，大约；(6)生活用水量，粗略取值。锅炉房最大小时用水量大约为。若取管内水速为，则自来水总管管径可由下式计算：本设计选用自来水总管管径 mm。5.2 与离子交换器相接的各管管径的确定交换器上各连接管管径与其本体的对应管径一致，即除进盐液管管径为外，其余各管管径均为。5.3 给水管管径的确定5.3.1 给水箱出水总管管径出水总管

16、的流量，按采暖季节的给水量考虑，若取管内水速为2m/s，则所需总管内径为。本设计适当留有余量，选用管径为mm。5.3.2 给水母管管径本设计采用单母管给水系统。给水母管管径确定与给水箱出水总管相同，即mm。进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同，直径为mm，且在每一支管上装设调节阀。5.4 蒸汽管管径的确定5.4.1 蒸汽母管管径为了便于操作以及确保检修时的安全，每台锅炉的蒸汽母管直接接入分汽缸，其直径为mm。在每台锅炉的出口和分汽缸入口，分别装有闸阀和截止阀。5.4.2 生产用蒸汽管管径生产用汽管的蒸汽流量,生产用汽压力为 ，蒸汽流速取1，则 选取生产用汽管管径为mm。5.4.3 生活

17、用蒸汽管管径蒸汽流量为，用汽压力为，蒸汽流速取1计算，决定选取管径为mm的无缝钢管。5.4.4 采暖用蒸汽管管径蒸汽流量为，用汽压力为，蒸汽流速取1计算，决定选取管径为的无缝钢管。6 分汽缸的选用6.1 分汽缸的直径的确定已知采暖期最大计算热负荷，蒸汽压力，比容，若蒸汽在分汽缸中流速取用1，则分汽缸所需直径为:本设计采用mm的无缝钢管作为分汽缸的筒体。6.2 分汽缸筒体长度的确定分汽缸简体长度取决于接管管径、数目和结构强度，同时还应顾及接管上的阀门的启闭操作的便利。本设计的分汽缸简体上，除接有三根来自锅炉的进汽管()和供生产()、采暖()及生活用汽()的输出管外，还接有锅炉房自用蒸汽管()、备

18、用管接头()、压力表接管()以及疏水器管等。分汽缸筒体结构和管孔布置，如图5-1所示，筒体由无缝钢管制作，长度为。筒体上相邻两管的中心距离，按照文献2确定。7 送、引风系统的设备选择计算为了避免互相干扰，锅炉的通风除尘系统，按单台机组独立设置。以下均按单台锅炉的额定负荷为基础进行计算。7.1 锅炉燃料消耗量的计算根据生产用汽参数，本锅炉房降压至运行。在此工作压力下， 查得、。根据热力计算书，固体不完全燃烧热损失，锅炉效率以及蒸汽湿度，给水温度。则，燃料消耗量为：计算燃料消耗量为：7.2 理论空气量和理论烟气量67.3 送风机的选择计算已知炉膛出口的空气过量系数，在计及修正和裕度后，每台锅炉的送

19、风机的风量为其中，为送风机流量储备系数，取。因缺空气阻力计算资料，如按煤层及炉排阻力为、风道阻力为估算，则送风机所需风压为其中，为送风机压头储备系数，取1.1；为送风机设计条件下的空气温度，由风机样本查知为。所以，选用型送风机，风量为，风压为，电机型号，功率，转速。7.4 引风机的选择计算计及除尘器的漏风系数后，引风机入口处的过量空气系数和排烟系数，取流量储备系数1，则引风机所需流量为7.4.1 锅炉本体的阻力按锅炉制造厂提供资料，取。7.4.2 省煤器的阻力根据结构设计，省煤器管布置为横4纵10，所以其阻力系数为而流经省煤器的烟速为，烟温为，由线算查得，再进行重度修正，则省煤器阻力为7.4.

20、3 除尘器的阻力根据厂家提供的产品样本，本锅炉房采用型双旋风除尘器，当烟气量为，阻力损失。7.4.4 烟囱抽力和烟道阻力由于本系统为机械通风，烟囱的抽力和阻力均略而不计；烟道阻力约计。因此，锅炉引风系统的总阻力为：引风机所需风压：其中风压储备系数取1.2，引风机设计条件下介质温度。所以，本设计选用型引风机，其流量为，风压，电机型号，功率，转速。7.5 烟气除尘设备的选择链条锅炉排出的烟气含尘浓度大约在以上，为减少大气污染，本锅炉房选用双旋风除尘器，其主要技术数据如下：烟气流量进口截面尺寸烟速出口截面尺寸烟速烟气净化效率阻力损失。除尘后烟气的含尘浓度为7.6 烟囱设计计算本锅炉房三台锅炉合用一个

21、烟囱，拟用红砖砌筑，根据锅炉房容量，由文献1选用烟囱高度为。7.6.1 出口处的烟气温度烟囱高度为，则烟囱的烟气温降为：其中修正系数，砖烟囱平均壁厚，由文献1查得为0.4。则，烟囱出口处的烟温为：7.6.2 烟囱出口直径若取烟囱出口处得烟速为，则烟囱出口直径本锅炉房烟囱的出口直径取为。7.6.3 烟囱底部直径若取烟囱锥度1；则烟囱底部直径为8 燃料供应及灰渣清除系统本锅炉房运煤系统按三班制设计。因耗煤不大，拟采用半机械化方式，即用电动葫芦吊煤罐上煤，吊煤罐的有效容积为。灰渣连续排出，用人工手推车定期送至渣场。8.1 燃料供应系统8.1.1 锅炉房最大小时耗煤量计算按采暖季热负荷计算：8.1.2

22、 运煤系统的最大运输能力的确定按三班制作业设计，最大运煤量为：式中：考虑锅炉房将来发展的系数，取1；运输不平衡系数，一般采用1.2；运煤系统每班的工作时数，取6；则 按吊煤罐有效容积估算，每小时约吊煤7罐。8.2 灰渣清除系统8.2.1 锅炉房最大小时除灰渣量8.2.2 除渣方式的选择锅炉灰渣连续排出，但考虑到需要排除的总灰渣量不大，故选用人工手推车定期送至渣场的方式。8.3 煤场和灰渣场面积的确定8.3.1 煤场面积的估算本锅炉房燃煤由汽车运输，煤场堆、运采用铲车。根据工业锅炉房设计规范要求，煤场面积现按贮存10昼夜的锅炉房最大耗煤量估算，即式中：锅炉每昼夜运行时间，；煤的储备天数；考虑煤堆

23、通道占用面积的系数，取1.5；煤堆高度，取；煤的堆积密度；约为；堆角系数，取用0.8，则 本锅炉房煤场面积确定为。为了减少对环境污染，煤场布置在最小频率风向的上风侧锅炉房西南侧，也便于运煤作业。8.3.2 灰渣场面积的估算灰渣场面积采用与煤场面积相似的计算公式，根据工厂运输条件和综合利用情况，确定按贮存5昼夜的锅炉房最大灰渣量计算：本锅炉房灰渣场面积确定为，设置在靠近烟囱的东北角。9 锅炉房布置本锅炉房是一独立新建的单层建筑，朝南偏东，由锅炉房和辅助间及值班室三大部分组成。锅炉间跨距为，柱距为，屋架下弦标高，建筑面积计。辅助间在东侧，值班室设在锅炉正前方以方便监视锅炉运行，辅助间和值班室均为平

24、屋顶，层高，辅助间建筑面积为，值班室面积为。本锅炉房布置有三台型锅炉，省煤器独立对应装设于后端。炉前留有距离，是锅炉房运行的主要操作区。燃煤由铲车从煤场运至炉前，再由电动葫芦吊煤罐，沿单轨送往各锅炉的炉前煤斗。灰渣在后端排出，用手推车定期运到灰渣场。给水处理设备、给水箱和水泵布置在辅助间。辅助间的前侧，分别设有化验间和男女生活室。为减少土建投资、降低锅炉房间的噪声以及改善卫生条件，本设计将送风机、除尘器和引风机布置于后端室外，并采取了妥善的保温和防雨措施。煤场及灰渣场设在锅炉房的西南侧及东北侧区域。附表1锅炉房人员的编制班 次工 种司炉工运煤除灰工水泵工化验员班长总计日班早班中班夜班44413

25、33111111113999附表2 锅炉房主要设备表序号名 称 及 规 格数 量1型蒸汽锅炉，蒸发量，压力32引风机型风压，风量电机，功率，转速33送风机型风量，风压 电机，功率，转速34低速逆流再生钠离子交换器25电动给水泵流量，扬程电机，功率，转速46自来水加压泵型流量，扬程电机，功率17盐液泵型流量，扬程 电机功率，转速18给水箱有效容积外形尺寸19浓、稀盐液池有效容积（中间有混凝土隔板）外形尺寸110分汽缸，111排污降温池112砖烟囱出口直径，113双旋风除尘器3设计小结在这次的设计中，感触很深。通过课程设计，使我对本课程的了解又有了进一步的加深，掌握了锅炉房设计的基本步骤、基本计算

26、方法和制图方法。虽然设计过程很辛苦，可是我在这个过程中学到了很多东西。例如：遇到问题时如何分析问题，如何解决问题，还有设计过程的思路，培养了我如何解决问题的思维过程。在这次设计过程中，数据、公式和表格都是根据相关文献来查的，这使我掌握了查阅、引用相关文献的基本方法。虽然设计顺利完成，可是设计过程也出现了许多问题，走了许多弯路。总结这次的设计，为以后的设计提供丰富的经验，这样，在以后的设计中就可以少走弯路。 总的来说，这次设计过程是比较成功的。参考文献1 锅炉房实用设计手册编写组. 锅炉房实用设计手册M.北京：机械工业出版社，20032 工业锅炉房设计手册编写组.工业锅炉房实用设计手册M.北京：机械工业出版社，20053 ，锅炉房设计规范S. 北京：中国标准出版社，19924 ，低压锅炉水质标准S. 北京：中国标准出版社，20015 GB13271-2001，锅炉大气污染物排放标准S. 北京：中国标准出版社，20016 丁崇功、寇广孝.工业锅炉设备M.北京：机械工业出版社，20057 同济大学等院校.锅炉习题实验及课程设计M.北京：中国建筑工业出版社，19968 同济大学等院校. 锅炉及锅炉房设备M.北京：中国建筑工业出版社，1996