工業(yè)小區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)計與分析

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）工業(yè)小區(qū)蒸汽動力廠工藝設(shè)計熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的分析與計算 學(xué)生姓名：龔 波學(xué) 號：08123217專業(yè)班級：熱能與動力工程08-2班指導(dǎo)教師：楊德偉 2012年6月15日摘 要據(jù)國內(nèi)外最新電力工業(yè)動態(tài)表明，以大電廠、大電網(wǎng)為代表的第一代能源工業(yè)，由于效率不高，在生態(tài)和環(huán)境巨大壓力下，正面臨以小型、清潔熱電聯(lián)產(chǎn)為代表的第二代能源系統(tǒng)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。本設(shè)計以工業(yè)小區(qū)蒸汽動力廠工藝設(shè)計為模型，如果單純設(shè)置供應(yīng)源（鍋爐），必然造成鍋爐過渡分散，效率不高，加大環(huán)境污染等不利情況。為了避免上述情況發(fā)生，在用能比較集中的地方采用熱電聯(lián)產(chǎn)，是一種比較有效的方法。在已知生產(chǎn)、采暖、生活熱負(fù)荷

2、以及其他資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鍋爐與汽輪機(jī)的選型，鍋爐熱平衡的計算；汽水系統(tǒng)的設(shè)備選擇與計算，送汽與供水主要管路管徑的計算；換熱站中換熱器的選擇與計算；管道敷設(shè)與保溫的計算；熱經(jīng)濟(jì)性評價等。關(guān)鍵詞：鍋爐；汽輪機(jī)；水處理；管道；換熱器abstractaccording to the latest domestic and international developments show that the power industry to large power plants, large power grids to represent the first generation of the ene

3、rgy industry, the efficiency is not high, in ecological and environmental pressures, are faced with small, clean chp as the representative second-generation energy systems a serious challenge. the design of an industrial district steam power plant process design as a model, if only set up supply sou

4、rces (boilers), will inevitably lead to boiler transition scattered, low efficiency, increase pollution and other adverse situations. if it is just set the boiler, it cannot supply high efficiency or results in some bad instances, such as boilers excess decentralization, the low efficiency and incre

5、asing environment pollution. in order to avoid these circs, its a very effective way that adopting supply of heat and electricity combination in the place of using energy concentrated concretely, on the basic of the hot burden of production, heating, living and other datum, this thesis has entered o

6、n the following content: the selection of boiler and steam turbine, the thermal balance calculation of boiler, the selection and calculation of the steam-water system installation, the calculation of main pipes diameter which supply steam or water, the selection and calculation of the interchanger i

7、n heat exchange station, the calculation of spreading to establish and the heat preservation for pipe, the evaluation of heat economic and so on.keywords: boiler; turbine; water treatment; pipeline ; heat exchange目 錄第1章 前 言11.1 熱電聯(lián)產(chǎn)的背景11.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的意義11.3 熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的效益1第2章 鍋爐與汽輪機(jī)的選型22.1 原始資料22.2 熱負(fù)荷的計算22.2.

8、1 采暖季最大計算熱負(fù)荷22.2.2 非采暖季節(jié)最大計算熱負(fù)荷32.3 鍋爐與汽輪機(jī)選型32.3.1 汽輪機(jī)型號的選定32.3.2 鍋爐型號的選定32.4 鍋爐熱平衡計算3第3章 水處理系統(tǒng)73.1 軟化系統(tǒng)的選擇73.2 鍋爐房總軟化水量的計算73.2.1 鍋爐房總給水量73.2.2 鍋爐房凝結(jié)水總回收量73.3 離子交換器的選擇計算（表3-1）83.4 鍋爐給水的除氧103.4.1 決定除氧方法、選擇除氧設(shè)備103.4.2 凝結(jié)水箱中混合水溫的計算103.5 鍋爐排污113.5.1 鍋爐的排污系統(tǒng)113.5.2 排污擴(kuò)容器的選擇計算11第4章 汽水與送汽系統(tǒng)124.1 給水系統(tǒng)的選擇124

9、.1.1 給水系統(tǒng)的組成124.1.2 給水泵的選擇124.1.3 給水箱的容積和安裝高度134.2 除氧水泵和凝結(jié)水箱選擇134.2.1 除氧水泵的選擇134.2.2 凝結(jié)水箱的選擇14第5章 換熱站155.1 換熱站熱系統(tǒng)的選擇155.2 換熱站熱負(fù)荷的計算155.3 汽-水換熱器設(shè)計計算165.4 水-水換熱器的設(shè)計計算18第6章 主要管道的敷設(shè)與保溫226.1 主要管道內(nèi)徑的計算和選擇226.2 供熱管道的計算226.2.1 供熱管道的敷設(shè)226.2.2 管道保溫方案的選擇226.2.3 保溫經(jīng)濟(jì)厚度的計算236.2.4 熱損失和保溫層外表面溫度的計算24第7章 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性評價2

10、67.1 機(jī)組的發(fā)電熱耗率（hr）267.2 年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率277.3 供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率287.4 全年用熱量287.5 年標(biāo)準(zhǔn)煤耗287.6 年均熱電比287.7 全場總熱效率287.8 凝氣發(fā)電工況效率28第8章 結(jié) 論30致 謝31參考文獻(xiàn)32第1章 前 言1.1 熱電聯(lián)產(chǎn)的背景工業(yè)小區(qū)用能比較集中，其中既有需要過熱蒸汽的工業(yè)用能，也有需要熱水的供暖用能，生活用能及通風(fēng)用能。如果單純設(shè)置供應(yīng)源（鍋爐），必然造成鍋爐過渡分散，效率不高，加大環(huán)境污染等不利情況。為了避免上述情況發(fā)生，在用能比較集中的地方采用熱電聯(lián)產(chǎn)，是一種比較有效的方法。1.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的意義 我國的能源政策是開發(fā)和節(jié)約

11、并重，近期把節(jié)能放在優(yōu)先地位。實行熱電聯(lián)產(chǎn)是我國現(xiàn)代化建設(shè)中節(jié)約能源的有效措施之一，除具有較高的經(jīng)濟(jì)效益外，還對提高勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件、保證供熱質(zhì)量、改善城鎮(zhèn)環(huán)境、提高人民健康水平、良化生態(tài)平衡等方面具有明顯的社會效益和環(huán)境效益，是社會主義城市現(xiàn)代化的必由之路。11.3 熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生的效益（1）節(jié)能效益熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱因其熱源為較大容量的供熱發(fā)電機(jī)組，鍋爐燃燒效率高，充分發(fā)揮能源的梯級利用率，節(jié)能效益明顯。（2）環(huán)境效益熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的實施，使大氣環(huán)境質(zhì)量有了明顯的改善，減輕了環(huán)境污染。（3）社會效益熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的實施，使過去強度大、環(huán)境差、能源利用效率低的鍋爐房供熱改為先進(jìn)的集中

12、供熱方式，不僅節(jié)約大量的城市用地，而且從根本上改善了工作環(huán)境，勞動生產(chǎn)率大為提高。2第2章 鍋爐與汽輪機(jī)的選型2.1 原始資料（1）用戶熱負(fù)荷記錄見表（2-1）表2-1 用戶熱負(fù)荷記錄表用戶蒸汽回水率 備注壓力溫度汽耗量最大平均生產(chǎn)4-7過熱251860可調(diào)采暖4-7飽和3090熱水供暖生活3飽和50可調(diào)（2）燃料成分碳 46.55%，氫 3.06%，氧 6.11%，氮 0.86%，硫 1.94%，灰分 32.48%，水分 9%。其它資料： 氣象與地質(zhì)資料海拔2m，冬季采暖室外溫度-9，冬季通風(fēng)室外溫度-2，采暖期室外平均溫度1，采暖期室內(nèi)計算溫度18，采暖天數(shù) 120天，年主要風(fēng)向 東北，大

13、氣壓力 冬 760mmhg，夏 753 mmhg，平均風(fēng)速 冬 4m/s，夏 3 m/s，廠地最高地下水位 -2.5 m，土壤凍結(jié)深度0.5m。 水質(zhì)資料 給水總硬度 13.14.15度任選，碳酸鹽硬度13.14.15度任選，非碳酸鹽硬度0度，總堿度6.7.8度任選，固形物含量434mg/l，ph值為8，溶解氧9 mg/l，氯根 24.6 mg/l，硫酸根 17.3 mg/l，夏季平均水溫 20,冬季平均水溫 13，供水壓力 3bar，供水來源 自來水。2.2 熱負(fù)荷的計算2.2.1 采暖季最大計算熱負(fù)荷=(+ (2-1)式中，為管網(wǎng)熱損失及鍋爐房用蒸汽系數(shù)，一般取1.11.2 ，本設(shè)計取=1

14、.2；為生產(chǎn)、采暖、及生活的最大小時熱負(fù)荷，=25，=30，=5；為生產(chǎn)、采暖、及生活同時使用系數(shù) ，一般取0.70.9，一般取1.0，一般取0.51.0；本設(shè)計=0.8，=1，=0.5。3所以最大計算熱負(fù)荷為：=1.2（0.8251300.55）=63 2.2.2 非采暖季節(jié)最大計算熱負(fù)荷=(+=1.2（）=27 2.3 鍋爐與汽輪機(jī)選型除了熱負(fù)荷的數(shù)量外，還應(yīng)知道熱負(fù)荷所需供熱介質(zhì)的種類和供熱參數(shù)。以上是選擇鍋爐類型的主要依據(jù)。而熱負(fù)荷的數(shù)量及變化情況則是選擇鍋爐容器和臺數(shù)的主要依據(jù)。由于本設(shè)計采用熱電聯(lián)產(chǎn)的形式，故由熱負(fù)荷確定汽輪機(jī)的抽汽量，從而確定汽輪機(jī)型號，由汽輪機(jī)輸入蒸汽量確定鍋爐

15、的蒸發(fā)量。2.3.1 汽輪機(jī)型號的選定根據(jù)最大計算熱負(fù)荷為63t/h，及生產(chǎn)、采暖、生活的壓力值，以及鍋爐蒸汽的溫度與壓力，本設(shè)計選用青能汽輪機(jī)公司生產(chǎn)3-3.43/0.490型抽汽凝汽式汽輪機(jī)三臺，具體參數(shù)如下4：進(jìn)汽壓力3.43mpa，進(jìn)汽溫度435，總進(jìn)汽量25t/h，排氣壓力0.073ata，抽汽量20/25 t/h，抽汽壓力0.49 mpa。2.3.2 鍋爐型號的選定根據(jù)汽輪機(jī)的總進(jìn)氣量75 t/h、進(jìn)氣壓力3.43 mpa以及鍋爐燃料成分，本設(shè)計鍋爐選用：yg-3.5/3.82-m型兩臺。全年滿負(fù)荷運行，多余蒸汽量用于發(fā)電。鍋爐的維修保養(yǎng)可在非采暖季進(jìn)行，故本鍋爐房不設(shè)備用鍋爐。2

16、.4 鍋爐熱平衡計算(一)鍋爐參數(shù)6：1.額定蒸發(fā)量 35 2.蒸汽壓力p 3.82 3.蒸汽溫度 450 4.給水溫度 150 5.冷空氣溫度 20 6.排煙溫度 1487.鍋爐排污率 5% (二)鍋爐燃料與燃燒計算 1. 鍋爐燃料本鍋爐的設(shè)計燃料為燃煤，其元素成分如下：表2-2 燃煤的成分應(yīng)用基成分（%）46.553.066.110.861.9432.489.00（三）鍋爐燃料與燃燒計算1.鍋爐燃料應(yīng)用基低位發(fā)熱量7 （2-2） 2.燃料燃燒的計算（1）鍋爐受熱面過量空氣系數(shù)及漏風(fēng)系數(shù)（表2-3）8表2-3 受熱面過量空氣系數(shù)受熱面名稱入口過量空氣系數(shù)漏風(fēng)系數(shù)出口過量空氣系數(shù)爐膛1.050

17、.11.15凝渣管1.1501.15蒸汽過熱器1.150.051.2鍋爐管束1.20.11.3省煤器1.30.11.4空氣預(yù)熱器1.40.11.5（2）燃料理論空氣消耗量及煙氣理論容積（表2-4）5表2-4 理論空氣和煙氣理論容積序號名稱符號單位計算公式結(jié)果1理論空氣量4.812三原子氣體0.883理論氮氣容積3.84理論水蒸汽容積0.53（3）鍋爐受熱面煙氣特性（表2-5）5表2-5 鍋爐受熱面煙氣特性表序號名稱符號單位計算公式爐膛與凝渣管蒸汽過熱器鍋爐管束省煤器空氣預(yù)熱器1平均過量空氣系數(shù)1.11.1751.251.351.452實際水蒸氣容積0.5380.5440.5490.5570.5

18、653煙氣容積5.6696.0666.4326.9217.414容積份額0.1540.1450.1370.1270.1195容積份額0.0940.090.0850.080.0766三原子氣體總?cè)莘e份額0.2480.2350.2220.2070.195（4）鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算（見表2-6）5表2-6 鍋爐熱平衡即燃料消耗量計算序號名稱符號單位計算公式數(shù)值1低位發(fā)熱量kj/kg給定18246.62冷空氣溫度設(shè)計給定203冷空氣焓kj/kg127.04排煙溫度設(shè)計給定1485排煙焓kj/kg根據(jù)查煙氣焓溫表1550.0續(xù)表2-6序號名稱符號單位計算公式數(shù)值6固體未完全燃燒熱損失%根據(jù)鍋爐原理

19、教材選取67氣體未完全燃燒熱損失%根據(jù)鍋爐原理教材選取0.58排煙熱損失%79散熱損失%查鍋爐原理課程設(shè)計指導(dǎo)書1.210灰渣物理熱損失%查鍋爐原理教材0.6311鍋爐總熱損失%15.3312鍋爐熱效率%84.6713過熱蒸汽焓kj/kg按查水蒸氣焓熵圖333514飽和水焓kj/kg查水蒸氣表1079.915給水焓kj/kg查水蒸氣表63416鍋爐排污焓kj/kg鍋爐參數(shù)517鍋爐有效利用熱kj9531532518燃料消耗量bkg/h6169.519計算燃料消耗量kg/h5799.320保熱系數(shù)0.998第3章 水處理系統(tǒng)3.1 軟化系統(tǒng)的選擇yg-35/3.82-m型鍋爐對給水和鍋水的水質(zhì)要

20、求9： 給水總硬度 溶解氧 ph 7.09.0 給水總堿度 含油量 鍋水含鹽量 本鍋爐房原水為自來水，其硬度不符合鍋爐給水要求，需要進(jìn)行軟化處理。陽離子交換軟化法處理效果穩(wěn)定，設(shè)備及運行管理都比較簡單。而低流速逆流再生鈉離子交換系統(tǒng)具有出水水質(zhì)好，再生液的耗量低，且再生效果亦比順流再生好等優(yōu)點，故本設(shè)計水處理確定選用“低流速固定床逆流再生”鈉離子交換系統(tǒng)。磺化煤作為交換劑，還原劑采用食鹽。選用三臺鈉離子交換器，其中一臺備用。3.2 鍋爐房總軟化水量的計算本設(shè)計鍋爐房總軟化水量等于鍋爐房總給水量與鍋爐房凝結(jié)水回收量之差。= (3-1)3.2.1 鍋爐房總給水量= (3-2)式中，d為鍋爐房額定總

21、蒸發(fā)量，t/h；pls為給水管路的漏損率，取0.5%；ppw為鍋爐排污率，取5%。 鍋爐房總給水量3.2.2 鍋爐房凝結(jié)水總回收量鍋爐房凝結(jié)水總回收量ghs等于生產(chǎn)負(fù)荷、采暖負(fù)荷、通風(fēng)負(fù)荷等廠區(qū)凝結(jié)水回收量ghs，及除氧器凝結(jié)水回收量ghs之和。生產(chǎn)負(fù)荷凝結(jié)水回收量為；采暖負(fù)荷凝結(jié)水回收量為；生活負(fù)荷凝結(jié)水回收量為0；發(fā)電回水 =7廠區(qū)熱用戶凝結(jié)水回收量為 。 熱力噴霧式除氧器工作壓力為0.02mpa除氧器水溫tgs為104，除氧器效率為0.98。根據(jù)除氧器進(jìn)出口介質(zhì)和熱平衡關(guān)系有： （3-3）式中，分別為軟水的流量及焓, 及54；為 廠區(qū)用戶凝結(jié)水回水的焓，凝結(jié)水經(jīng)疏水器加熱后能達(dá)到100左

22、右，本設(shè)計取 ，所以；分別為除氧器耗氣量及進(jìn)入除氧器的蒸汽焓, 及；為鍋爐總給水量，73.85；為除氧器出口水焓，435。5進(jìn)入除氧器的蒸汽壓力可以近似等于擴(kuò)容器的工作壓力，在此取，查水和水蒸汽性質(zhì)表得：飽和蒸汽焓 ，故。代入數(shù)據(jù)并由式(3-3)解得： 鍋爐房凝結(jié)水總回收量為： 鍋爐房總軟水量： 鍋爐房待除氧的最大水量： 3.3 離子交換器的選擇計算（表3-1）表3-1離子交換器的選擇計算10序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值1總軟水量計算值23.082軟水進(jìn)水硬度已知2503軟化水出水硬度已知水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.005）0.0254離子交換劑選定樹脂5軟化速度查附錄表a1236總軟化面積f1.

23、0037交換器同時工作時間臺選定1續(xù)表3-1 序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值8交換器選用臺數(shù)臺或29交換器直徑選定1.210實際軟化面積1.1311交換層高度選定或根據(jù)產(chǎn)品資料212壓層高度查附錄表a2或根據(jù)產(chǎn)品資料0.213實際軟化速度20.414交換器工作交換容量查附錄表a14515交換劑體積臺2.2616交換劑的裝載量臺或查附錄表a2198917每臺換熱器的工作交換容量或查附錄表a2101.718軟化水產(chǎn)量臺407.219再生置換水自耗量（臺次）查附錄表a22.620軟水供水量（臺次）404.621交換器運行延續(xù)時間17.522再生一次耗鹽量臺203.423配置再生劑耗水量（臺次

24、）2.7 續(xù)表3-1序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值24再生清水總耗量（臺次）查附錄表a214.125交換器周期總耗水量臺42126交換器平均小時進(jìn)水量24.127交換器正洗流速查附錄表a12028交換器進(jìn)水小時最大流速45.73.4 鍋爐給水的除氧3.4.1 決定除氧方法、選擇除氧設(shè)備因熱力噴霧式臥式除氧器有較好的除氧效果，而且當(dāng)除氧器的出力在較大范圍內(nèi)變動時，除氧效果仍能保持穩(wěn)定。除氧后的水含氧量可降至0.03以下，能滿足鍋爐給水的水質(zhì)要求。綜合考慮本鍋爐房待除氧的最大水量為69.08，所以本設(shè)計選用青島宏衛(wèi)壓力容器有限公司生產(chǎn)的旋模式熱力除氧器一臺：額定出力 ，工作壓力 ，工作溫度

25、 ，進(jìn)水溫度 20，選配兩個25除氧水箱，以作鍋爐給水之用。該除氧器具有體積小、重量輕、除氧效果穩(wěn)定等優(yōu)點。113.4.2 凝結(jié)水箱中混合水溫的計算凝結(jié)水和軟水混合后的水溫可由下式?jīng)Q定9：= (3-4)式中， 、為軟水量、廠區(qū)凝結(jié)水回水量，分別為23.08、46；、為軟化水、凝結(jié)回水溫度，分別為13、95。因此，混合水溫：= 64.76能滿足所選全補給水熱力除氧器對進(jìn)水溫度（20）的要求。3.5 鍋爐排污3.5.1 鍋爐的排污系統(tǒng)此鍋爐有連續(xù)排污裝置，設(shè)計中選用了連續(xù)排污擴(kuò)容器一臺，以回收部分排污水的熱量。擴(kuò)容器產(chǎn)生的二次蒸汽用于給水除氧，排污的高溫?zé)崴铃仩t房浴室水箱，通過盤管加熱器加熱洗

26、澡水。鍋爐的定期排污引入排污降溫池中，冷卻至40以下在排入下水道中。為了鍋水化驗的需要，每臺鍋爐單獨設(shè)有一臺鍋水取樣冷卻器。3.5.2 排污擴(kuò)容器的選擇計算在排污擴(kuò)容器中，由于壓力降低而汽化所形成的二次蒸汽量用下式計算9 (3-5)式中，為進(jìn)入擴(kuò)容器的排污水量，； 為鍋爐工作壓力下的飽和水焓，；為擴(kuò)容器工作壓力下飽和水焓，；為擴(kuò)容器工作壓力下飽和蒸汽焓，；為二次蒸汽的干度，0.98；為排污管熱損失系數(shù)，0.97。近似取用鍋爐排污量，由鍋爐工作壓力，查水和水蒸汽性質(zhì)表得：；由擴(kuò)容器工作壓力查水和水蒸汽性質(zhì)表得：，。 擴(kuò)容器所需的容積： (3-6)式中，為容積富裕系數(shù)，一般=1.31.5 ，本設(shè)計

27、=1.4；為二次蒸汽的比容，=0.9018；為擴(kuò)容器中，單位容積的蒸汽分離強度 ，=4001000 一般取=600 根據(jù)計算所的擴(kuò)容器的容積，本設(shè)計選用連云港博大機(jī)械設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的型號為連續(xù)排污擴(kuò)容器一臺，直徑為，其容積為2。12第4章 汽水與送汽系統(tǒng)4.1 給水系統(tǒng)的選擇 4.1.1 給水系統(tǒng)的組成鍋爐房給水系統(tǒng)指由給水設(shè)備和管道組成的連接系統(tǒng)。最簡單的鍋爐房給水系統(tǒng)是由給水箱、給水泵、給水管道及配件組成。根據(jù)鍋爐房容量，凝結(jié)水位余壓回水以及給水采用熱力噴霧除氧等因素，本鍋爐采用二級給水系統(tǒng)。凝結(jié)回水及軟水都流入鍋爐房凝結(jié)水箱，然后又除氧水泵將水送至出氧氣除氧。除氧后，由鍋爐給水泵升

28、壓，經(jīng)省煤器進(jìn)入鍋爐。13（見圖4-1）圖4-1 汽水系統(tǒng)圖1排污擴(kuò)容器 2鍋爐 3汽輪機(jī) 4發(fā)電機(jī) 5冷凝器6凝結(jié)水箱 7凝結(jié)水泵 8除氧水箱 9給水泵 10加熱器 11除氧器 12排污降溫池4.1.2 給水泵的選擇鍋爐給水泵應(yīng)設(shè)置備用泵，以保證在某臺水泵停止運行時，亦能滿足給水泵計算流量的要求。所以給水泵不少于兩臺。本設(shè)計選用四臺電動給水泵，其中兩臺電動給水泵作為常用水泵，另外兩臺電動給水泵作為備用水泵。按規(guī)范規(guī)定，本設(shè)計兩臺并聯(lián)工作電動給水泵所需滿足的流量為：鍋爐給水泵的流量5： (4-1)式中，為附加系數(shù)，1.11.2，取1.2；為鍋爐額定出力時的總給水量；為其他用水量，如減溫器等用水

29、量，可忽略不予考慮。 每臺電動水泵的流量為44.3 。給水泵的揚程： (4-2)式中，為鍋爐工作壓力，公斤力/。 故根據(jù)計算，本設(shè)計選用的電動給水泵四臺，單臺流量為，揚程為400米水柱，電動機(jī)功率為。54.1.3 給水箱的容積和安裝高度給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量和軟水設(shè)備的設(shè)計出力、運行方式等確定。本鍋爐按30分鐘的總蒸發(fā)量計算，選用容積為25的除氧水箱一個作為鍋爐的給水箱。給水箱檢修或清洗時，短期內(nèi)鍋爐除氧水箱出口水溫104，為使水泵安全靠的運行，給水箱設(shè)于標(biāo)高為7m的除氧平臺上。54.2 除氧水泵和凝結(jié)水箱選擇4.2.1 除氧水泵的選擇回鍋爐的凝結(jié)水和軟水混合輸送的混合水量為： 除氧

30、水泵流量為： =82.9除氧水泵的揚程： m式中，為除氧器的工作壓力，。 由于凝結(jié)水水溫最大為95，所以選擇系列離心泵，此離心泵適用于輸送清水或物理化學(xué)性質(zhì)類似清水的液體，最高溫度為。本設(shè)計選用型號為的離心泵兩臺，并聯(lián)運行，選型號為一臺備用，每臺水泵的流量為，揚程為257kpa。54.2.2 凝結(jié)水箱的選擇由于軟水全部通入凝結(jié)水箱，當(dāng)除氧器檢修時，凝結(jié)水箱還兼作鍋爐的給水箱使用，故凝結(jié)水箱容積確定的原則與給水箱相同。選用兩臺凝結(jié)水箱，容積為30。凝結(jié)水池由混凝土砌筑而成，并用隔板一分為二，以便檢修和互相切換使用。安裝于鍋爐房-7m標(biāo)高處，凝結(jié)水箱至凝結(jié)水泵高度不小于2m。5第5章 換熱站5.1

31、 換熱站熱系統(tǒng)的選擇本設(shè)計中，換熱系統(tǒng)采用汽水和水水兩級串聯(lián)的方式（見圖5-1） 圖5-1 兩級加熱系統(tǒng) 1汽-水換熱器 2水-水換熱器 3凝結(jié)箱5.2 換熱站熱負(fù)荷的計算具體計算如下表所示10：表5-1 換熱站熱負(fù)荷的計算序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值1循環(huán)水回水溫度已知702循環(huán)水供水溫度已知953循環(huán)水平均比熱查傳熱學(xué)附錄104.24蒸汽消耗量已知305水水換熱器出口凝結(jié)水溫取定806水水換熱器出口比熱查水蒸汽表4.1977水水換熱器出口凝結(jié)水熱焓335.78蒸汽壓力取定0.499飽和蒸汽溫度查水蒸汽表151.1 續(xù)表5-1 序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值10飽和蒸汽熱焓

32、查水蒸氣表274811計算熱負(fù)荷21.312循環(huán)水量730.5813飽和凝結(jié)水熱焓查水蒸氣表637.114汽水換熱器循環(huán)水比熱查水蒸氣表4.1915流入汽水換熱器循環(huán)水水溫74.45.3 汽-水換熱器設(shè)計計算計算過程及步驟如下表所示10：表5-2 汽水換熱器傳熱計算序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值1汽水換熱器傳熱量w2汽水換熱器循環(huán)水平均溫度84.73汽水換熱器循環(huán)水密度查物性表968.84汽水換熱器循環(huán)水粘度查物性表0.0003365管壁平均溫度117.96汽水換熱器循環(huán)水流速初選1.07循環(huán)水流通截面積0.0524由以上數(shù)據(jù)初選n1074，dg800，pg6型汽水換熱器四臺，技術(shù)數(shù)據(jù)

33、為如下10：n1074，dg800，pg6型汽水換熱器技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)符號單位數(shù)值管內(nèi)水流總凈斷面積0.0141單位長度加熱面積12.77總管數(shù)/行程-180/4最大一排管數(shù)-根14每縱排管數(shù)根13 續(xù)表5-2序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值8管內(nèi)循環(huán)水實際流速3.710管子內(nèi)徑 取用0.0211管子外徑取用0.02512管壁對循環(huán)水換熱系數(shù)查工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊圖7-92382913蒸汽冷凝薄膜平均溫度134.514計算數(shù)值10.7915殼側(cè)蒸汽凝結(jié)換熱系數(shù)查工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊圖7-9581516管子壁厚查手冊取用0.0025續(xù)表5-217管壁導(dǎo)熱系數(shù)查手冊取用5018水垢厚度查手冊取用

34、0.000319水垢導(dǎo)熱系數(shù)查手冊取用320汽水換熱器傳熱系數(shù)274721對數(shù)平均溫差65.922傳熱面積25.7723有效長度m2.0故選用n1074，dg800，pg6型汽水換熱器四臺并聯(lián)工作。5.4 水-水換熱器的設(shè)計計算計算過程及步驟如下表所示10：表5-3 水水換熱器傳熱計算序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值1蒸汽凝結(jié)水量已知302凝結(jié)水流速0.53飽和凝結(jié)水溫度查水蒸汽表151.14水水換熱器出口凝結(jié)水溫度取定805凝結(jié)水平均溫度115.66凝結(jié)水密度查物性表947.07凝結(jié)水黏度查物性表0.000244 續(xù)表5-38管內(nèi)凝結(jié)水流通斷面積0.01769循環(huán)水量計算值730.58

35、10循環(huán)水回水溫度已知7011流入汽水換熱器循環(huán)水水溫計算值74.412循環(huán)水平均溫度72.213循環(huán)水密度查物性表976.414循環(huán)水黏度查物性表0.000392515循環(huán)水流速m/s取定0.616管間循環(huán)水流通截面積0.346由以上數(shù)據(jù)初選n1078，dn800，pn6型水水換熱器，技術(shù)數(shù)據(jù)為如下10：n1078，dn800，pn6型水水換熱器技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)符號單位數(shù)值管內(nèi)流通總凈斷面積0.0204管間流通凈斷面積0.1016管子當(dāng)量直徑m0.0795單位長度加熱面積9.18一回程管子數(shù)根65 續(xù)表5-3序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值17管內(nèi)凝結(jié)水實際流速0.4318管子內(nèi)徑 取

36、用0.0219雷諾數(shù)-3338020凝結(jié)水與管壁換熱系數(shù)查工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊圖7-10315121管間實際循環(huán)水流速2.0522雷諾數(shù)-40540023管壁與循環(huán)水換熱系數(shù)查工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊圖7-9972224管子壁厚查手冊取用0.002525管壁導(dǎo)熱系數(shù)查手冊取用5026水垢厚度查手冊取用0.000327水垢導(dǎo)熱系數(shù)查手冊取用328水水換熱器傳熱系數(shù)175429平均溫差33.2續(xù)表5-3序號計算項目符號單位計算公式或圖表數(shù)值30循環(huán)水的比熱查傳熱學(xué)附錄104.1931水水換熱器傳熱量kw)3744.38532傳熱面積f68.1633有效長度m7.4故選用n1078，dn800，pn6型水水

37、換熱器，單程長度。第6章 主要管道的敷設(shè)與保溫6.1 主要管道內(nèi)徑的計算和選擇鍋爐房中各管道內(nèi)經(jīng)，可按推薦流速由下式計算5： 毫米 （6-1）式中，為管道介質(zhì)的流量，；為管內(nèi)介質(zhì)的比容，主要管道直徑的計算結(jié)果及選用直徑見表7-1。表6-1 主要管道直徑的計算結(jié)果及選用直徑管道名稱流量（）推薦流速（）計算直徑（）選用直徑（）蒸汽母管7025284.9二次蒸汽管0.87515136.4生活供汽管515267.2生產(chǎn)供汽母管2525398.8采暖供汽母管3025402.26.2 供熱管道的計算6.2.1 供熱管道的敷設(shè)供熱管道的敷設(shè)對于保證供熱管網(wǎng)安全、可靠地運行，節(jié)省供熱管網(wǎng)的建設(shè)投資，延長供熱管

38、道的使用年限，易于施工安裝，便于運行管理，及時發(fā)現(xiàn)和迅速消除故障時非常重要的。為此，必須正確地選擇供熱管道的敷設(shè)方式。供熱管道的敷設(shè)型式有地上敷設(shè)和地下敷設(shè)兩種。地上敷設(shè)是將供熱管道敷設(shè)在地面上獨立的或帶有不行梁的支架上的一種敷設(shè)方式。它是較為經(jīng)濟(jì)的一種敷設(shè)方式，不受地下水位和土質(zhì)的影響，管道使用壽命長，便于運行管理，易于發(fā)現(xiàn)和消除故障。故本設(shè)計中選用地上敷設(shè)型式。6.2.2 管道保溫方案的選擇6.2.2.1 保溫的目的1. 節(jié)約燃料 為了使熱能在輸送過程中減少散失，保溫能阻止未保溫時所損失于外界的熱量，同時，管道和設(shè)備由于增加了保溫層及油漆層，還可保護(hù)管道及設(shè)備不受外界的侵蝕，增加管道和設(shè)備

39、的使用壽命。2. 創(chuàng)造勞動的衛(wèi)生條件（1）保護(hù)工作人員不至被燙傷（2）為了防止管道結(jié)霜，當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)溫度大于，而低于空氣溫度時，在周圍溫度較大的地方應(yīng)與保溫。6.2.2.2 保溫材料的選擇選擇的保溫材料應(yīng)符合下列要求：（1） 導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱性能好；（2） 能有較高的耐熱溫度，在較高溫度情況下，性能穩(wěn)定；（3） 富于多孔性，容重小，一般不宜超過公斤/米；（4） 具有一定的機(jī)械強度，能承受一定的外力作用，保溫材料制品的抗壓強度一般不宜小于公斤/厘米；（5） 容易制造成型，便于安裝。 根據(jù)上述要求，本設(shè)計采用的保溫材料見表6-2。5表6-2 管道保溫材料的選擇管段蒸汽母管二次蒸汽管采暖供汽管生產(chǎn)供

40、汽管生活供汽管熱介質(zhì)溫度（）450120151.1151.1133.6管段內(nèi)徑（mm）273133426273426保溫材料石棉硅藻土泡沫混凝土泡沫混凝土泡沫混凝土泡沫混凝土6.2.3 保溫經(jīng)濟(jì)厚度的計算 （6-2）式中，為管道外徑，mm；為保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，；為保溫層外表面溫度，；為單位長度管道容許的最大熱損失，。5主要管道的經(jīng)濟(jì)厚度計算值如下表6-3。表6-3 主要管道經(jīng)濟(jì)厚度管段蒸汽母管二次蒸汽管采暖供汽管生產(chǎn)供汽管生活供汽管管道外徑（mm）287141444287444保溫層導(dǎo)熱系數(shù)k)0.080.0860.0860.0860.086管道外表面溫度（）450120151.1151.1

41、133.6最大允許熱損失（）400121285207247保溫層經(jīng)濟(jì)厚度（mm）147517671756.2.4 熱損失和保溫層外表面溫度的計算（1）保溫管道熱損失單位長度管道熱損失計算式如下 （6-3）式中，為管內(nèi)熱介質(zhì)平均溫度，；為周圍環(huán)境溫度，；為保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，；為保溫層外表面向大氣的換熱系數(shù)，22）。5（2）保溫管段溫度降 （6-4）式中，為管段單位長度的熱損失，。5敷設(shè)保溫材料后，管道的單位長度熱損失和保溫層外表面的溫度見下表6-4。表6-4 管道熱損失和保溫層外表面溫度管段蒸汽母管二次蒸汽管采暖供汽管生產(chǎn)供汽管生活供汽管修正后保溫層厚度（mm道保溫層外

42、徑（mm）569235588421586 續(xù)表6-4管段蒸汽母管二次蒸汽管采暖供汽管生產(chǎn)供汽管生活供汽管單位長度管道損失(w/m)324118276202246保溫層外表面溫度（）8.27.36.86.96.1第7章 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性評價熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算有多種方法：有熱量法、實際焓降法、做功能力法。熱量法將好處全歸電，實際焓降法則將好處全歸熱，做功能力法考慮了好處的合理分?jǐn)?，但計算不方便。目前，熱量法仍是我國法定的供熱?jīng)濟(jì)指標(biāo)計算方法。14本設(shè)計機(jī)組全年工作365天，一天24小時。采暖季120天，三臺汽輪機(jī)額定工況下工作；非采暖季，一臺汽輪機(jī)最大抽汽工況下工作，兩臺凝汽工況下工作。7.1

43、 機(jī)組的發(fā)電熱耗率（hr） （7-1）式中：dg為鍋爐蒸發(fā)量，t/h；h0為主蒸汽焓，kj/kg；igs為鍋爐給水焓值，kj/kg；dc為蒸汽抽汽量，t/h；hc為抽汽焓，kj/kg；isw為補水的生水焓值，kj/kg；為熱網(wǎng)凝結(jié)水回水率；ic為供熱抽汽的凝結(jié)水焓，kj/kg；p為汽輪機(jī)功率,kw。表7-1 機(jī)組的發(fā)電熱耗量工況額定工況凝汽工況最大抽汽工況功率p（kw）33.32.92汽輪機(jī)進(jìn)汽量(t/h)252525主蒸汽焓(kj/kg)333533353335鍋爐給水焓(kj/kg)634634634汽輪機(jī)對外抽氣量(t/h)20025汽輪機(jī)對外抽汽焓(kj/kg)27482748補水的生

44、水焓(kj/kg)5454熱網(wǎng)凝結(jié)水回水率70%48%供熱抽汽凝結(jié)水焓(kj/kg)637637汽輪機(jī)發(fā)電功率(kw)726930462.12455.87.2 年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率(1）機(jī)組凝氣發(fā)電小時數(shù)、額定發(fā)電小時數(shù)、最大抽汽發(fā)電小時數(shù) 機(jī)組凝氣發(fā)電小時數(shù) （h） 機(jī)組額定發(fā)電小時數(shù) (h) 機(jī)組最大抽汽發(fā)電小時數(shù) (h)（2）機(jī)組全年發(fā)電量 全年凝氣發(fā)電量 全年額定發(fā)電量 全年最大抽汽發(fā)電量 機(jī)組全年發(fā)電量 （3）年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率凝汽發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 額定發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率最大抽汽發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 7.3 供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率7.4 全年用熱量 生產(chǎn)用熱量 生活用熱量 采暖用熱量 全年用熱量 7.5 年標(biāo)準(zhǔn)煤耗 7.6 年均熱電比7.7 全場總熱效率7.8 凝氣發(fā)電工況效率凝氣工況機(jī)組效率15 （7-2）式中： 最大比焓降 （7-3）式中： 所以， 從上面計算結(jié)果可以看出，熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電熱效率為47.6%，而熱電分產(chǎn)的發(fā)電效率只有33.1%，所以采用熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)相比，熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性高，節(jié)約燃料。原因是熱電廠將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為高品位的蒸汽熱能先發(fā)電，再將已做了部分功的低品位蒸汽熱能對外供熱，符合按質(zhì)使用熱能的原則，大大減小了能量轉(zhuǎn)換和利用過程中的不可逆性，降低了做功能力的損失。第8章 結(jié) 論現(xiàn)已完成了對工