课程设计说明书1.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流课程设计说明书1.精品文档.燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目：吉林市某住宅小区锅炉工艺设计学院（系）： 建筑工程与力学学院 年级专业： 建筑环境 09 学 号： 090107030057学生姓名： 张洋 指导教师： 杜胜华 教师职称： 讲师 目录一. 课程设计目的与要求 1.目的 2.题目二.课程设计原始资料 1.气象资料 2.水质资料 3.煤质资料 4.供热要求 三.热负荷计算 1.计算热负荷 2.平均热负荷 3.全年热负荷 四. 锅炉型号及台数的选定 1.型号 2.台数 3.运行说明五.水处理设备选择及计算 1. 确定水处理设备生产

2、能力 2.水的软化计算及设备选择 3.除氧设备选择计算 4.锅炉排污量的计算 六.给水设备和主要管道的选择计算 1.确定给水系统 2.循环水泵的选择 3.给水箱的选择 4.主要管道和阀门的选择 七.送、引风系统的设计 1.计算送风量和排烟量 2.烟囱的高度与直径的设计计算 八.运煤、除渣系统的设计 1.计算锅炉房的耗煤量和灰渣量 2.贮煤场及灰渣场面积计算 3.决定运煤除灰渣方式 4.除尘设备的选择 九.锅炉房工艺布置 1.锅炉房建筑 2.锅炉房设备布置 十.参考文献 一.目的与要求 1. 目的：通过课程设计，了解锅炉房工艺设计内容、程序和基本原则；学习设计计算方法和步骤；提高运算和制图能力。

3、同时，通过设计巩固所学的理论知识和实际知识，并学习运用这些知识解决工程问题。 2.题目：吉林市某住宅小区供热锅炉房设计二原始资料（一）气象资料1地区：吉林2主导风向：北风 N3室内计算温度： =16-24 取18 （采暖季）4采暖期室外平均温度： -9.05采暖天数： 171天6度日数:4607.d.7.冬季室外计算温度:-25.8.平均相对湿度:68%.9.采暖设计热指标:42.3w/m2 （二）水质资料钾，钠离子10.58mg/l氯离子382mg/l钙离子39.19mg/l镁离子21.23mg/l亚铁离子0.4mg/l铵根离子1.2mg/l硫酸根离子316mg/l碳酸根离子20mg/l碳酸

4、氢根离子194mg/l溶解氧3.7mg/l（三）煤质资料煤质项目辽宁抚顺A三类烟煤 %55.82 %4.95 %0.51 %8.77 %1.04 %12.20 %16.71 %46.04 kJ/kg22380（四） 热负荷要求建筑面积,设计锅炉房。三热负荷计算1.计算热负荷：锅炉房最大计算热负荷=1.142.3=8.84MW2. 平均热负荷：3. 全年热负荷： 其中 kW=10 MW，=5.3MW， =1.25（8.8+5.3）（1+0.09）=19.2MW 采暖天数，d 取171天 S 每昼夜工作班数， 取3班 非工作班时保温用热负荷，可按室内温度=5代入 = 3750.6 kw MW =1

5、.25（20.7）（1+0.09）=28.2 MW.四 锅炉型号及台数的选定据参考文献，P120.选SZL4.2-10/95/70-A的锅炉，三台。其单台基本参数如下表：生产地四方额定供热量4.2MW热水出口压力1.0MPa热水出口温度95回水温度70对流受热面面积160炉排有效面积7.64燃料三类烟煤锅炉效率78%外形尺寸800045006000mm金属总重29.9t三台均运行，负荷小或检修可停一到两台。五 水处理设备的选择及计算 1. 确定水处理设备生产能力 锅炉的补水量应该经过软化处理，而除氧设备应处理全部锅炉给水。水处理设备的生产能力G由锅炉补给水量、热水管网补给水量、水处理设备自耗软

6、水量决定： MW其中 -锅炉补给水量，MW；-热水管网补给水量，MW；-水处理设备自耗软水量，MW；1.2-裕量系数。锅炉的循环水为：=8.84/4200(95-70)=84.2,锅炉的补给水量：=1.68； 热水管网补给水量： ；水处理设备自耗软水量： 。综上所述：水处理设备的生产能力： 。 =20.7t/h 2.水的软化计算及设备选择（1）稀盐液池的体积V1按下式计算： m3B一次再生用盐量，kg；Cy盐溶液浓度，6%；y盐溶液密度，1.0413t/m3；一次再生耗盐量按下式计算： kg Eg交换剂工作交换容量，1000mol/m3；F交换器截面积，0.385m2；h交换剂层厚度， 1.6

7、m；盐的纯度，与盐的等级有关，取0.98； b再生剂单耗001型树脂逆流再生，100g/mol；V1=1.76m3（2）储盐池（浓盐溶液池）的体积由下式计算 m3 A每昼夜用盐量A=B2=125.8kg（每昼夜最大再生次数为2次），n储盐天数，一般10-15天 取10天，盐的视密度，取0.86t/m3，V2=1.76m3(3) 由水处理设备的生产能力，据参考文献1，P246，选尼普顿全自动软水装置，单阀单路，型号为NSS4-30/42。3.除氧设备选择计算热力除氧器的耗气量： kg/h据参考文献1，P265.选全补给水热力除氧器规格为50t/h.其工作压力0.02MPa，工作温度104，进水压

8、力0.15-0.2MPa，进水温度20。水箱的有效容积为25，水压试验压力0.20MPa，设备净重8010kg。4. 锅炉排污量的计算在锅炉运行中，给水带入锅炉中的杂质很少被蒸汽带出，绝大部分留在锅水里。随着锅水的浓缩，当其中的含盐量或含硅量超过水质标准的规定值，必须进行排污放掉一部分锅水，同时补充相同数量的给水，保证锅炉的正常运行和生产热水。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。据参考文献1，P205，结合水质资料，得总碱度相对碱度0.2所以不用除碱。 因为水质中碱度极小，通常可以忽略，所以按给水中含盐量（溶解固形物）计算排污率根据

9、GB1576-2001规定，热水锅炉的给水和锅水水质标准为：给水总硬度 0.04mmol/L给水PH值 7锅水总碱度 6 24mol/L锅水含盐量 3500mg/L： 按碱度计算的排污率 按碱度计算的排污率给水的碱度，mmol/L锅水允许的碱度，mmol/L给水的含盐量，mg/L锅水的含盐量，mg/L由水质资料知：984.6mg/l,=4000mg/l, 3.85mmol/l，=24mmol/l,一般热水锅炉排污率应控制在10%以下故此,锅炉排污率取10%。六给水设备和主要管道的设计计算1.确定给水系统本锅炉房为低温热源供暖，供冬季采暖和平时生活用热使用。系统采用循环水泵用来克服整个供热系统的

10、压力损失，采用补给水泵对整个系统进行补水和定压。在具有除氧水箱时，为保证除氧器的正常运行，应同时设置凝结水箱或软水箱，对于其他各种凝结水回收系统（压力回水），凝结水箱可作地上布置，与给水箱合设。给水泵集中布置，通过母管向各台锅炉供水，但被用水泵仍应与各台锅炉的给水管道向连接，以确保供水。2. 循环水泵的选择循环水量：M=Q/c()=/=84.2kg/s.=303/h水泵的扬程可按下式计算（压力较低的锅炉）： 锅炉的工作压力，MPa 为压力附件值，kPa循环水泵 选上海博生水泵ISG型100-315（I）流量160/h，扬程125m 三台，两用一备。选择循环水泵的相关参数如下表：型号流量扬程效率

11、转速电机功率必须汽蚀余量重量=5.75kg/s.=20.7/h补给水泵 选上海博生水泵ISG型65-315流量25/h，扬程125m 两台，一用一备。3. 给水箱的选择给水箱的体积按循环水量运行20-40min的体积：V= 取给水箱体积150 （2）给水箱的高度 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，使给水泵有足够的灌注头，以免发生正常给水和影响正常给水。给水泵最小灌注高度 H m (式3-3)本设计中，给水箱安装高度为6m。4. 主要管道和阀门的选择（1）主要管道 锅炉房内部的主要管道是指锅炉房内的采暖循环供、回水管道管道采用无缝钢管，采用焊接。锅炉水处理管道采用镀锌钢管。

12、（2）主要阀门 水泵出口应采用止回阀，水泵进、出口设置闸阀、蝶阀、截止阀、调节阀等。七 送、引风系统的设计送、引风机性能裕度系数见下表：设备或工况裕量系数风量裕量系数1压头裕量系数2送风机1.11.2引风机1.11.2带尖峰负荷时1.031.05 （1）送风量计算： 对于烟煤理论空气量=5.9m/kg理论空气量，m/kg热水锅炉每小时有效吸热量=101.3（397.98-293.01）1000=10633.5kJ/h实际燃料消耗量 则=593.9kg/h则计算燃料消耗量 kg/h一直炉膛入口空气过量系数=1.22，在计算修正和裕度后，每台锅炉的送风机的风量为：因为一台锅炉对应一台鼓风机，所以风

13、量是总风量的一半，为2271m3/h根据送风量初选G6-41-11型N0。3.3A风机，规格：风量23011090m3/h；风压9541936Pa；电机型号Y802-2B-35，功率1.1KW，转速2825r/min. （2）排烟量计算：对于烟煤理论烟气量公式如下：可得单位质量烟煤的理论空气量=6.32 m3/kg计及除尘器的漏风系数a=0.05后，引风机入口处的过量空气系数和排烟温度，取流量储备系数=1.1，则引风机所需流量为：本设计选用Y5-47型No6C引风机，规格如下：流量：12390 m3/h风压：2400Pa电机型号：Y160M2-2功率：15kW转速：2620r/min2.烟囱的

14、高度与直径的设计计算（1）烟囱的高度计算：在自然通风和机械通风时，烟囱的高度都应根据排出烟气中所含的有害物质SO2、NO2、飞灰等的扩散条件来确定，使附近的环境处于允许的污染程度之下。因此，烟囱的高度的确定，应符合现行国家标准工业“三废”排放试行标准、工业企业设计卫生标准、锅炉大气污染物排放标准和大气环境质量标准等规定。 机械通风式，烟风道阻力由送引风机克服。因此，烟囱的作用主要不是迎来产生引力，而是将烟气排放到足够高的高空，使之符合环境保护的要求。 每个新建的锅炉厂只能设一个烟囱。燃煤、燃油（燃轻质柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度应根据锅炉房总容量，按下表规定执行。锅炉房烟囱最低允许高度表锅炉

15、房总容量t/h11-22-44-1010-2020-40MW0.70.7-1.41.4-2.82.8-77-1414-28烟囱最低允许高度m202530354045 在本设计中锅炉的总容量为22.8 MW，最低高度35m而锅炉烟囱周围半径200m距离内没有建筑物，所以选择烟囱的高度为40m。（2）烟囱的直径计算：烟囱的直径计算公式可按下式进行计算式中：通过烟囱的总烟气量，m3/h烟囱出口烟气流速,m/s烟囱的出口流速按下表选用烟囱出口处烟气流速通风方式运行负荷全负荷时最小负荷时机械通风10-204-5自然通风6-102.5-3 设计时应根据冬、夏季负荷分别计算，如符合相差悬殊，则应首先满足冬季

16、负荷要求。所以：烟囱底部直径：式中： i烟囱锥度，通常取0.02-0.03，本设计取0.025，可得： d1=0.33+20.02540=2.33m。八.运煤、除渣系统的设计： 1.计算锅炉房的耗煤量和灰渣量已知 Qnet.ar=22.38MJ/kg，锅炉热效率=80%为了运煤除灰设备选择计算的需要，应分别计算锅炉房平均小时最大耗煤量、最大昼夜耗煤量、全年耗煤量及相应的灰渣量。 平均小时最大耗煤量=1440kg/h，最大昼夜耗煤量 全年耗煤量 相应每小时最大灰渣量计算公式B锅炉的平均或最大耗煤量,t/h 取0.594t/h Aar煤的收到基灰分，% 16.71% q4固体不完全燃烧热损失， 取

17、10% Qnet，ar煤的收到基低位发热量，kJ/kg 为22380 kJ/kg 则 =0.34 t/h2.贮煤场及灰渣场面积计算储煤场面积按 式中：B锅炉房平均小时最大耗煤量； T锅炉每昼夜运行时间，24h； M煤的储备时间，7d； N考虑煤堆过道占用面积的系数，取1.5； H煤堆高度取2m； 煤的堆积密度，取0.9； 堆角系数,取0.8； F=（0.5942471.5)/(20.90.8)=104m2灰渣场面积按 式中：B锅炉房平均小时最大耗煤量； T锅炉每昼夜运行时间，24h； M灰渣的储备时间，7d； N考虑灰渣堆过道占用面积的系数，取1.5； H灰渣堆高度取2m； 灰渣的堆积密度，取

18、0.9； 堆角系数,取0.8； F=（0.34241.57）/(20.90.8)=59.5=603.决定运煤除灰渣方式（1）运煤除灰渣系统的输送量： t/h 式中：平均小时最大耗煤量，t/h 可取1.1-1.2 t运煤系统工作时间，h 三班制20h 取18 则 =2.2t/h（2）决定运煤除灰渣方式：运煤和除灰渣方式较多，系统与设备的选择计算涉及的知识面较宽，也需要较多的实践经验。对于大容量锅炉，运煤可采用带式输送机、斗式提升机、埋刮板输送机等设备。容量较大的锅炉要求设置破碎、磁洗和筛选设备。4.除尘设备的选择本设计中选用干式旋风除尘器，干式旋风除尘器是一种能使含尘烟气做旋转运动，从而使灰尘在

19、离心力的作用下从含尘烟气中分离出来的一种设备。含尘烟气交速切向进入除尘器的外壳和排气管之间的环形空间，形成一股向下运动的外旋气流。这时，悬浮在其中的尘粒在离心力作用下被甩到筒壁，并随烟气一起沿着圆锥体向下运动沉入除尘器底部进入除尘室。由于气流旋转和引风机的抽吸，在旋风筒中产生负压，使运动到筒体底部的已经净化的烟气改变流动方向改变流向进入筒体中部形成旋气流从除尘器上部的排气管排除。旋风除尘器结构简单，投资省，除尘效率较高，已广泛的应用于供热锅炉烟气除尘。旋风除尘器的种类较多，本设计选用XD型多管旋风除尘器，分割粒径为2.9-3.5，除尘效率=93%-95%。1. 计算送风量和排烟量 单台锅炉燃料

20、耗量： kg/h2.95MW kJ/kg代入数据得：B=608.4 kg/h2. 烟囱的高度与直径的设计计算 在自然通风和机械通风时，烟囱的高度都应根据排出烟气中所含的有害物质SO2、NO2、飞灰等的扩散条件来确定，使附近的环境处于允许的污染程度之下。因此，烟囱的高度的确定，应符合现行国家标准工业“三废”排放试行标准、工业企业设计卫生标准、锅炉大气污染物排放标准和大气环境质量标准等规定。 机械通风式，烟风道阻力由送引风机克服。因此，烟囱的作用主要不是迎来产生引力，而是将烟气排放到足够高的高空，使之符合环境保护的要求。 每个新建的锅炉厂只能设一个烟囱。燃煤、燃油（燃轻质柴油、煤油除外）锅炉房烟囱

21、高度应根据锅炉房总容量，按下表规定执行。锅炉房烟囱最低允许高度表锅炉房总容量t/h11-22-44-1010-2020-40MW0.70.7-1.41.4-2.82.8-77-1414-28烟囱最低允许高度m202530354045 在本设计中锅炉的总容量为22.8 MW，最低高度35m而锅炉烟囱周围半径200m距离内没有建筑物，所以选择烟囱的高度为40m。（2）烟囱的直径计算：烟囱的直径计算公式可按下式进行计算式中：通过烟囱的总烟气量，m3/h烟囱出口烟气流速,m/s烟囱的出口流速按下表选用烟囱出口处烟气流速通风方式运行负荷全负荷时最小负荷时机械通风10-204-5自然通风6-102.5-3

22、 设计时应根据冬、夏季负荷分别计算，如符合相差悬殊，则应首先满足冬季负荷要求。所以：烟囱底部直径：式中： i烟囱锥度，通常取0.02-0.03，本设计取0.025，可得： d1=0.33+20.02540=2.33m。八.运煤、除渣系统的设计 1.计算锅炉房的耗煤量和灰渣量 已知 Qnet.ar=22.38MJ/kg，锅炉热效率=80%为了运煤除灰设备选择计算的需要，应分别计算锅炉房平均小时最大耗煤量、最大昼夜耗煤量、全年耗煤量及相应的灰渣量。 平均小时最大耗煤量=1440kg/h，最大昼夜耗煤量 全年耗煤量 相应每小时最大灰渣量计算公式B锅炉的平均或最大耗煤量,t/h 取0.594t/h A

23、ar煤的收到基灰分，% 16.71% q4固体不完全燃烧热损失， 取10% Qnet，ar煤的收到基低位发热量，kJ/kg 为22380 kJ/kg 则 =0.34 t/h2. 贮煤场及灰渣场面积计算 储煤场面积按 式中：B锅炉房平均小时最大耗煤量； T锅炉每昼夜运行时间，24h； M煤的储备时间，7d； N考虑煤堆过道占用面积的系数，取1.5； H煤堆高度取2m； 煤的堆积密度，取0.9； 堆角系数,取0.8； F=（0.5942471.5)/(20.90.8)=104m2灰渣场面积按 式中：B锅炉房平均小时最大耗煤量； T锅炉每昼夜运行时间，24h； M灰渣的储备时间，7d； N考虑灰渣堆

24、过道占用面积的系数，取1.5； H灰渣堆高度取2m； 灰渣的堆积密度，取0.9； 堆角系数,取0.8； F=（0.34241.57）/(20.90.8)=59.5=603. 决定运煤除灰渣方式及运送量运煤和除灰渣方式较多，系统与设备的选择计算涉及的知识面较宽，也需要较多的实践经验。对于大容量锅炉，运煤可采用带式输送机、斗式提升机、埋刮板输送机等设备。容量较大的锅炉要求设置破碎、磁洗和筛选设备。 t/h 式中：平均小时最大耗煤量，t/h 可取1.1-1.2 t运煤系统工作时间，h 三班制20h 取18 则 =2.2t/h4. 除尘设备的选择 选用干式旋风除尘器，干式旋风除尘器是一种能使含尘烟气做

25、旋转运动，从而使灰尘在离心力的作用下从含尘烟气中分离出来的一种设备。旋风除尘器结构简单，投资省，除尘效率较高。旋风除尘器的种类较多，本设计选用XD型多管旋风除尘器，分割粒径为2.9-3.5，除尘效率=93%-95%。九.锅炉房工艺布置 1.锅炉房建筑 （1）布置原则锅炉房各建筑物、构筑物和场地的布置，应充分利用地形，使挖方和填方量最小，排水良好，防止水流入地下室和管沟。锅炉房、煤场、灰渣场、储油罐、燃气调压站之间以及和其他建筑物、构筑物之间的间距，均应按现行国家标准建筑设计防火规范和有关工业企业设计卫生标准的有关规定执行。运煤系统的布置应利用地形，使提升高度小，运输距离短。煤场、灰渣场宜位于主

26、要建筑物的全年最小频率风向的上风侧。 （2）锅炉房组成锅炉房包括设置锅炉的锅炉间，设置给水、水处理、送引风、运煤除灰等辅助设备的辅助间，化验室以及值班、更衣、浴室和厕所等生活用房。容量大的还包括变配电用房、仪表操作间、机修间和办公用房。生活间面积锅炉房规模（t/h）办公室（）值班、休息室（）化验室（）更衣室（）浴室厕所8-163.34.53.34.521男20-60 女3.663.663.963.64.621111（3）锅炉房建筑安全要求锅炉属于有爆炸危险的承压设备，锅炉房的设计必修严格执行国家有关规定。锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑，但总额定蒸发量不超过4t/h的燃煤锅炉房可采用三级耐火等

27、级的建筑。锅炉房与相邻建筑物之间应留有防火间距，具体要求与建筑物的耐火等级有关。锅炉房地面应平整无台阶。为防止积水，底层地面应高于室外地面。设备布置在地下室时，应有可靠的排水设施。 （4）锅炉房建筑布置形式锅炉房设备可做室内布置或露天布置，本设计中采用室内布置。锅炉房作单层布置还是双层布置，主要取决于锅炉产品设计、燃烧设备和受热面布置方式。新建锅炉房一般应留有扩建的可能性。因此，布置给水设备、水处理设备和换热设备的辅助间和化验、生活用房常设置于锅炉房的一端，这一端称为固定端，另一端作为扩建端。辅助间常与锅炉间隔开布置。2. 锅炉房设备布置 （1）一般原则锅炉房内各种设备的布置应保证其工作安全可

28、靠、运行管理和安装检修便利；设备的位置应符合工艺流程，以便于操作和缩短管线。此外，设备布置还应能合理利用建筑面积和空间，以减少土建投资和占地面积。为了做好设备布置工作，设计者必须了解设备操作过程，以及这一过程和安装检修对场地和空间的要求。在进行设备布置时，应先查明各设备的外形尺寸、基础外形、接管部位等条件。（2）锅炉布置锅炉的布置方法和布置尺寸与锅炉容量、燃烧设备和受热面结构等因素有关。本设计中的锅炉房是一独立新建的单层建筑，朝南，由锅炉间和辅助间两大部分组成。锅炉的炉前是主要操作面，锅炉前端至锅炉房前墙的净距要考虑操作条件，储煤斗或运煤设备的布置，小型锅炉人工运煤的要求，以及炉排的检修、烟道

29、的清灰等要求。这一净距距离一般不小于4-5m。锅炉最高操作平台至屋架之间的净高不小于2m，并应满足起吊设备操作高度的要求。本设计中的锅炉房运转层标高0.00，锅炉中心间距6m，炉前跨度4m，锅炉间跨度24m，锅炉间屋架下弦标高7m。（3）辅助设备的布置 引风机的位置由除尘器和管道的连接要求来决定。风机间内应有通道，其宽度应满足安装和检修时风机部件搬运的要求。风机出口水平引出时，出口距墙或距总烟道的尺寸，应考虑风机、出口渐扩管和烟闸安装的要求。 除尘器一般露天布置，小型锅炉的除尘器也可以布置在室内。干式排灰时，布置除尘器的区域要有运灰车通行的通道。 水处理设备一般布置在辅助房间内，需要时也可单独

30、布置在独立的建筑内。 小型锅炉给水箱和给水泵应布置在司炉便于看管的地方。如果给水箱和给水泵没有布置在同一房间内，给水泵房间内应有指示给水箱水位的信号装置和控制进给水箱软水量的阀门。 泵端靠墙布置时，泵端基础与墙之间的距离应考虑总吸水管、进水阀和连接短管安装的要求。泵基础之间的通道一般不小于700m，大型泵还应加大，以满足安装检修时搬运的需要，当场地不足时，也可把同型号的两台泵布置在同一基础上。本锅炉房布置有三台型锅炉炉前留有4m的距离，是锅炉运行的主要操作区。燃煤由铲车运至炉前，由多斗提升机运至炉前煤斗，灰渣在后端排出用手推车定期运到灰场。给水设备，给水箱及水泵布置在辅助间。煤场及灰渣场设置在

31、锅炉房的东侧区域。十.参考文献 1吴味隆，等编著.锅炉与锅炉房设计.4版.北京:中国建筑工业出版社，20062 工业锅炉房设计手册编委会编.工业锅炉设计计算标准方法.北京：中国标注出版社，20033同济大学等院校编.锅炉实习实验及课程设计.2版.北京：中国建筑工业出版社，19904 解鲁生编著.锅炉水处理原理与实践.北京：中国建筑工业出版社，19975 C.N、莫强主编.锅炉设备空气动力计算（标准方法）.北京：电力出版社，19816 锅炉机组热力计算标准方法.北京:工业出版社，19767 李培元等编著.锅炉水处理.武汉：湖北科学技术出版社，19898 工业锅炉房工艺设计图纸9暖通空调 第二版 陆亚俊 主编10供热工程 第四版 11工程热力学 第五版 廉乐明 谭羽非 吴家正 朱彤编 严家騄 主审【1】锅炉房实用设计手册，锅炉房实用设计手册编写组，机械工业出版社，【2】热能工程设计手册，汤惠芬，范季贤，机械工业出版社