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1、锅炉及锅炉房设备课程设计计算书作者：菜单摘要：该锅炉房位于杭州市下沙镇高教大学园区某游泳池地下室，为新建锅炉房，以满足游泳池冬季空调、地板辐射采暖、平时游泳池循环水和淋浴热水系统用热。关键词：锅炉锅炉房 游泳池 热负荷计算一、设计题目：某游泳池油锅炉房设计二、设计简况：该锅炉房位于杭州市下沙镇高教大学园区某游泳池地下室（见附图，地面相对标高为-4.0m），为新建锅炉房，以满足游泳池冬季空调、地板辐射采暖、平时游泳池循环水和淋浴热水系统用热。三、原始资料： 1、水质资料总硬度 H0永久硬度 HFT暂时硬度 HT总碱度 A0溶解氧PH 4.5me/L 2.1 me/L 2.4 me/L 2.5 m
2、e/L 5mg/L 8.0 2、气象资料冬季采暖室外计算温度-1冬季通风室外计算温度4冬季地面水计算温度5主导风向偏北风 3、用热工程空 调辅助用房空调（见附图，使用地点在E、L 轴和 1、2 轴之间的一层部分，324 M2）和游泳池部分空调（见附图，使用地点在A、L 轴和 2、8 轴之间一层部分，即游泳池大厅，2160M2）。空调热水设计供水温度为 60/50。地 板 辐 射 采 暖沿游泳池周边铺设埋地采暖管（一层地面下10CM），采暖面积为650M2。设计供回水温度为50/40。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 16
3、页淋 浴 热 水 系 统淋浴室共设50个冷热水混合淋浴器，使用地点在一层的男女淋浴室（即1、2 轴和 F、K 之间的一层部分）。要求热水管出水温度为60。游 泳 池 循 环 水 加 热游泳池为比赛用池，体积为50 21 1.5M3，使用时水温保持在25以上；四、热负荷计算及锅炉选型 1、热负荷计算（1）空调用热负荷民用及工业、企业辅助用建筑的房屋供暖耗热可用建筑平面热指标q 来概算： Q=A0q Q 建筑物供暖设计耗热量，W A0 建筑面积， m2 （出自供暖通风设计手册P260）游泳池大厅： q 值查供暖通风设计手册P261 表 6-29 得 q = 150W/ m2 A0=2160 m2
4、Q = 2160 150 =324000 W = 278640 kcal/h 辅助用房： q 值查供暖通风设计手册P261 表 6-29 得 q=80W/ m2 A0=324m2 Q = 324 80 = 25920 W = 22291 kcal/h （2）地板辐射采暖属于局部地点辐射，采暖面积为650 m2。查采暖通风与空气调节规范P63 表 3.4.13 人体所需的辐射照度与周围空气温度的关系表，当周围空气温度为 16时， 所需的辐射照度为81W/m2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 16 页地板辐射采暖的热负荷Q=6
5、5081=52650W=45279 kcal/h （3）淋浴热水系统查现代建筑设备工程设计手册P254 可得到如下计算公式：工业企业生活间、公共浴室等设计用水量计算：式中 Qr 设计用水量， qh 卫生器热水小时用水定额（L/h）(查现代建筑设备工程设计手册表6.2-2) n0 同类型卫生器数， b 卫生器同时使用百分数，公共浴室取100% 耗热量计算公式： Q = Qr c ( tr - tl ) 式中 Q 设计小时耗热量，W 或 kcal/h c 水的比热容， tr 热水温度， tl 冷水温度， Qr 设计用水量，本系统计算中： qh=300 L/h n0=50 b=100% tr=60
6、tl=5Q=（300 50 100%） 4.19 （605）/3600 =960 103 W=826103 kcal/h （4）游泳池循环水加热查给排水设计手册第二册室内给水排水P293 水面蒸发热损失： W1= r（0.0178+0.0152V）（ Pb-PZ）F (kcal/h) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 16 页式中 r=581.9 kcal kg V=0.5m/s Pb =26.7mmHg PZ =15.2mmH2O F=5021=1050m2W1=581.9 (0.0178+0.01520.5)(26.7
7、-15.2) 1050=178471.64 kcal/h 1000w=860 kcal/h 水面传导热损失: W2= F(ts-tq) kcal/h =850 21 (27-26)=8400 kcal/h 池壁和池底传导热损失 W3=（kcal/h） =1.0(21 1.5 2+50 1.5 2+50 21)(27-26)= 1263 kcal/h 管道设备传导热损失管道和设备的传导热损失W4可参照现代建筑设备工程设计手册第4章中热水循环管网计算方法进行计算。为了简化计算可采用以下估算方法: W1+ W2+ W3+ W4=1.15 W1补给水加热耗热量查建筑给水排水工程P209 表 12-5
8、游泳池每天补充水量是池水容积的5% W5=1000 50 21 1.5 0.05 （27-16）/24=36094 kcal/h 设计耗热量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 16 页 W= W1+ W2+ W3+ W4+ W5 = 1.15 W1+ W5 =241336 kcal/h 总的热负荷为： 278640+22291+45279+826000+241336=1413546 千卡/小时 =141.4 104 kcal/h 2、锅炉型号及台数选择根据最大计算热负荷141.4 104 kcal/h，本设计选用2 台锅炉，
9、型号为CWNS 0.92/0.81-95/70 。该型号锅炉基本参数如下表锅炉型号CWNS 0.92/0.81-95/70 炉体发热量 10kcal/h 80/70 供暖散热片 95/70 风机盘管 65/50 卫生热水 65 工作压力 MPa 0 传热面积 m240/35水容量 L 1500/1400 机体重量 t 2.6/2.4 燃烧系统控制系统自动控制燃烧系统压力雾化、微正压燃烧点火系统高压点火燃烧检查系统感光电眼电功率 Kw 1.4 电源 V 220/380 燃料消耗重油 kg/h 88.7/77.6 柴油 kg/h 84.3/73.8 天然气 Nm3/h 100.6/88 城市煤气
10、Nm3/h 215/188.2 辅助系统油管口径 DN 15 冷热水出入口径 DN 100 烟气出口 350 排污口 DN 80 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 16 页减压水箱 mm 长 x 宽 x 高1000 720 850 日用油箱 mm 8601200 CWNS 0.92/0.81-95/70 型锅炉外形尺寸表(外型图如下 ) A B C D E H I J K M N O V 2020 1268 1435 510 950 480 180 750 200 100 170 1080 600 五、水处理设备计算选型根
11、据原水水质指标，其硬度不符合锅炉给水要求，需进行软化处理。本设计拟采用钠离子交换软化给水。采用低速逆流再生钠离子交换器进行软化。 1、锅炉给水量的计算及给水泵的选择（1）给水量的计算查锅炉习题实验及课程设计，计算公式为G=KDmax（1+Ppw）t/h ；式中 K 给水管网漏损系数，取1.03； Dmax 锅炉房蒸发量， t/h； Ppw 锅炉排污率，本设计根据水质计算，取10%。给水量为 G =1.03 11.67（1+0.10）= 13.22 t/h （2）给水泵的选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 16 页本锅炉房
12、拟选用四台给水泵，其中一台备用。采暖季三台启用，其总流量应大于1.1 13.22 t/h，现选用上海东方泵业制造有限公司的普通卧式离心泵，参数如下：型号 DFW40-200/2/4 流量 6.3 m3/h 扬程 50 m 效率 33% 电机功率 4 KW 转速 2900 r/min 进水管 DN40 ，出水管 DN40 (泵外型尺寸见：上海东方泵业制造有限公司出版的清水单级离心泵系统P55) 2、软化水量的计算锅炉房采暖季的最大给水量即为本锅炉房所需补充的软化水量： Grs=1.03 11.67（1+0.10）=13.22 t/h 3、钠离子交换器的选择计算（下表）序号名 称符号 单位计算公式
13、或数据来源数 值1 软化水量Grst/h 先前计算13.22 2 软化速度m/h 根据原水 H0=4.5me/L 18 3 所需交换器截面积FGrs/=13.22/18 0.73 4 实际交换器截面积F 选用 ?1000交换器 2 台0.785 5 交换剂层高度h m 交换器产品规格2 6 运行时实际软化速度v m/h Grs/F=13.22/0.785 16.84 7 交换剂体积V m3hF=2 0.785 1.57 8 交换剂工作能力E0ge/ 732#树脂 11001500 1100 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共
14、 16 页m39 交换器工作容量E ge V E0=1.57 1100 1727 10 运行延续工作时间T h 31.9 11 小反洗时间min 取用10 12 小反洗水流速度m/h 取用9 13 小反洗耗水量V1m3F=0.785 10 9/60 1.18 14 静置时间min 交换剂回落、压脂平整，取用4 15 再生剂纯度% 工业用盐，取用95 16 再生剂单耗q g/ge 逆流再生90 17 再生一次所需再生剂量Kg Eq/1000=1727 90/(1000 0.95) 163.6 18 再生液浓度% 取用5 19 再生一次稀盐液体积m3/1000=163.6/(10000.05) 3
15、.27 20 再生一次耗水量m3近似等于3.27 21 再生速度m/h 低速逆流再生，取用1.8 22 再生时间min 60/F=60 3027/0.785 1.8 139 23 逆流冲洗时间min 低速将再生液全部顶出交换器75 24 逆流冲洗耗水量m3F/60=1.8 0.785 75/60 1.77 25 小正洗时间min 取用8 26 小正洗速度m/h 取用8 27 小正洗耗水量m3F/60=0.785 8 8/60 0.84 28 正洗时间min 取用10 29 正洗速度m/h 取用10 30 正洗耗水量m3F/60=0.785 10 10/60 1.3 31 再生过程所需总时间mi
16、n +=10+4+139+75+8+10 246 32 再生需用自来水耗量m3+=1.18+0.84+1.3 3.32 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 16 页33 再生需用软水耗量+=3.27+1.77 5.04 34 再生一次总耗水量m3+=3.32+5.04 8.36 4、再生液（盐液）的配制和贮存设备 1）、浓盐液池体积计算本锅炉房钠离子交换器运行周期为29+246/60=33 小时，每再生一次需耗盐163.6KG ，如按照储存10天的食盐用量计算，则浓盐液（浓度26%）池体积为：4.75 m3 2）、稀盐液池体
17、积计算再生一次所需的稀盐液（浓度5%）的体积为3.27 m3，若按有效容积系数0.8 计算，稀盐液池体积为4 m3。本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为30002000 1500 盐池，浓、稀盐池各为一半。 5、盐液泵的选择盐液泵的作用：其一是将浓盐液提升至稀盐液池；其二是输送稀盐液至离子交换器，过量的部分稀盐液流回稀盐液池进行扰动，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 6t/h，扬程 196KPa；电动功率1.7KW ，转速 2900r/min ，进口管径Dg40，出口管径Dg40 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
18、需的反洗水压和软化过程所需克服交换器阻力的水压，特设原水加压泵 1 台：型号 IS65-40-250，流量 12 m3/h，扬程 196KPa，电机 Y100L1-4 ，功率 2.2KW ，转速 1450r/min，进口管径Dg40，出口管径Dg40 、换热设备计算选型本系统应采用板式换热器将锅炉出水温度交换到空调供暖、地板辐射采暖和游泳池循环水热所要求的出水温度；应采用容积式换热器将锅炉出水温度交换到淋浴热水系统所要求出水温度。 1、淋浴热水容积式换热器计算选型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 16 页本系统选用特富容积
19、式换热器RV-03 ，设计选型： Qh=960KW tc=5 tr=60贮水容积 Ve Ve= =0.5960 1000/1.163（60-5）=7504(L) 式中 S=0.5h 为贮热时间，查自建筑给水排水设计规范GB15-88 选取（2）总容积 V=1.15Ve =1.157504=8630 L （3）初选 2 个单罐容积为Vi=5000 （L）的罐，实际贮水容积Ve=49302=9860V式中： 4930为总容积V=5000L 罐的贮水容积（4）计算传热面积总传热面积F =精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 16
20、页 =32.5m2单罐传热面积Fi Fi=F/2=32.5/2=16.2 m2查换热器参数表，-5H 中的传热面积B Fi =16.4 m2实际总换热面积F 为F=2 Fi =2*16.4=32.8 m232.5 m2（5）确定选型： RV-03-5H 型罐 2 个 单罐传热面积为16.4 m2 2、板式换热器计算选型板式换热器利用清华3E 暖通论坛的在线计算工具进行计算：（1）地板辐射采暖用的换热器为：产品名称板式换热器生产厂商北京市华都换热设备厂产品型号BR0.35换热器的一次水流量(th)：1.8094 换热器的二次水流量(th)：1.0052 一次水流程数：1 二次水流程数：1 换热器
21、的一次水流速(ms)：0.3866 换热器的二次水流速(ms)：0.2148 换热器的计算传热系数(wm2)：2926.3184 实际传热面积 (m2): 0.3500 换热片总片数 (片)：3 实际换热量 (kw) ：0.0000 一次水实际出口水温: 70 二次水实际出口水温：50 一次水阻力损失 (MPa)：0.0000 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 16 页二次水阻力损失 (MPa)：0.0000 传热系数迭代次数：2 传热量迭代次数：0 （2）空调供暖用的换热器为：产品名称板式换热器生产厂商北京市华都换热设
22、备厂产品型号 BR0.5换热器的一次水流量(th)：14.1012 换热器的二次水流量(th)：6.4097 一次水流程数：1 二次水流程数：1 换热器的一次水流速(ms)：0.8704 换热器的二次水流速(ms)：0.3957 换热器的计算传热系数(wm2)：3307.0387 实际传热面积 (m2): 2.5000 换热片总片数 (片)：7 实际换热量 (kw) ：0.0000 一次水实际出口水温: 70 二次水实际出口水温：60 一次水阻力损失 (MPa)：0.0000 二次水阻力损失 (MPa)：0.0000 传热系数迭代次数：2 传热量迭代次数：0 （4）游泳池循环水用热的换热器：产
23、品名称板式换热器生产厂商北京市京海换热设备厂产品型号FBR03 换热器的一次水流量(th)：9.6526 换热器的二次水流量(th)：10.9689 一次水流程数：1 二次水流程数：1 换热器的一次水流速(ms)：0.8674 换热器的二次水流速(ms)：0.4928 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 16 页换热器的计算传热系数(wm2)：3854.6688 实际传热面积 (m2): 0.9540 换热片总片数 (片)：5 实际换热量 (kw) ：0.0000 一次水实际出口水温: 70 二次水实际出口水温：27 一次
24、水阻力损失 (MPa)：0.0000 二次水阻力损失 (MPa)：0.0000 传热系数迭代次数：2 传热量迭代次数：0 七、水系统计算 1、空调热水循环泵由上选的板式换热器得流量G = 6.4097 th 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径： DN70 流速： 0.48m/s 比摩阻： r=54.6 Pa/m 空调热水循环的最不利环路长：l = 200M 泵的扬程为：H = rl = 54.6200 1.2 = 13104 Pa =13.1 m 泵型号： DFW50-100/2/1.1 （其规格参数查：上海东方泵业制造有限公司出版的清水单级离心泵系统P56）其一次侧流量G =
25、14.1012 t / h 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径为 DN80 2、 暖热水循环泵精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 16 页由上选的板式换热器得流量G=1.0052 th 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径： DN32 流速： 0.34m/s 比摩阻： r=73.1 Pa/m 空调热水循环的最不利环路长：l=350M 泵的扬程为：rl=73.1350 1.2=30702 Pa=30.7m 泵型号： DFW40-160-2/2.2 （其规格参数查：上海东方泵业制造有限公司出版的清水单
26、级离心泵系统P55）其一次侧流量G=1.8094 t / h 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径为 DN40 3、 泳池热水循环由上选的板式换热器得流量G=10.9689 th 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径： DN80 流速： 0.6m/s 比摩阻： r=68.6 Pa/m 其一次侧流量G=9.6526 t / h 查供热工程第三版P333 附录 9-1 得：管径为 DN80 八、排烟系统计算根据宗大锅炉排气系统设计施工中：锅炉排气量为每燃烧1 万大卡的燃料，排出18Nm3气体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
27、 - -第 14 页，共 16 页本系统锅炉使用燃料为：柴油其燃值为： 10200kcal/kg 每小时排出的气体量为： Vyz=84.3kg/h 10200 kcal/kg=859860 kcal/h=85986018/10000=1548 Nm3/h 根据锅炉及锅炉房设备P212 烟囱出口内径 m w2=10m/s d2=0.0188=0.234m 烟囱底部（进口直径）d1为： d1= d2+2iHyz =0.234+20.03 6.68=0.635 m 锅炉排风管道的路线为：从锅炉延伸到日用油箱间，经过烟道向上伸出屋顶（相对标高4.0M）排放。九、锅炉房布置本锅炉房是位于一新建游泳池的地
28、下室，朝南偏西，由锅炉间和日用油箱间组成。详见设计施工图纸。锅炉间东西向长9M ，南北向长18.78M，日用油箱间在南侧。本锅炉房布置有两台CWNS 0.92/0.81-95/70 燃油锅炉，锅炉、锅炉热水循环泵、钠离子交换器、空调供暖板换、地暖板换、空调供暖循环泵、地暖板换循环泵等设备均布置在锅炉房内。淋浴热水容积式换热器和，游泳池循环水板式换热器就近放在一层设备房，不在锅炉房。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 16 页进行锅炉房水系统布置时，合理连接设备及相关附件；空调热水循环系统、地暖热水循环系统及锅炉热水循环系统只表示在锅炉房内的部分。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 16 页