鍋爐及鍋爐房設備設計說明書

1、第 24 頁 鍋爐及鍋爐房設備課程設計 三臺SHL2.1-0.7/95/70-H熱水鍋爐房工藝設計一、原始資料1熱負荷資料:采暖最大熱負荷5MW，供回水溫度95/70。2煤質(zhì)資料：山東龍口褐煤煤的成分組成：揮發(fā)分Vdaf(%):49.53%,碳Car(%):36.50%,氫Har(%):3.03%,氧Oar(%):10.40%,氮Nar(%):0.95%,硫Sar(%):0.69%,灰分Aar(%):28.40%,水分Mar(%):20.03%,低位發(fā)熱量Qnet.ar=13.44MJ/kg。3水質(zhì)資料：自來水為水源，水溫10。編號項 目S1溶解固形物（mg/L）169碳酸鹽硬度HT（mmol

2、/L）1.36非碳酸鹽硬度HFT（mmol/L）0.34總硬度H（mmol/L）1.7堿度（mmol/L）1.36PH值7.38由于1mmol/L=2Me/L(毫克當量/升)，所以原水總硬度為3.4毫克當量/升。4.氣象及地質(zhì)資料： 地區(qū)：徐州(D10) 主導風向：ENE 室外計算溫度：-6 采暖期室外平均溫度：0.9 采暖天數(shù)：92天 最大凍土深度：24m 海拔高度：41.00m 冬季大氣壓：102510Pa二、鍋爐類型及臺數(shù)選擇 1.熱負荷計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1最大計算熱負荷Qj,maxMWK·Q=1.2×562平均熱負荷QpjMW3.56 2.鍋

3、爐型號及臺數(shù)選擇 根據(jù)采暖的要求，供水溫度為95，回水溫度文70，因此，選用熱水鍋爐，向外網(wǎng)直接提供9570熱水。由于本本鍋爐房為采暖鍋爐房，采暖期為92天，熱負荷較穩(wěn)定，總熱負荷為6MW，不設置備用鍋爐，同時，考慮到鍋爐容量越大，效率相對較高。因此，選用三臺SZL2.10.7/95/70-AII型鍋爐。參數(shù)如下：型號SZL2.80.7/95/70-AII額定熱功率MW2.8額定出水壓力MPa0.7額定出口水溫 95額定進口水溫 70循環(huán)水量m³/h96受熱面積鍋爐本體98.6省煤器35.2爐排有效面積4.8本體水容積m³5.5鍋爐效率%>79燃料耗量kg/h620最

4、大運輸尺寸m5.2×2.6×3.5最大運輸件重量t30安裝后外形尺寸m7×2.6×4.6三、鼓、引風系統(tǒng)設備選擇鍋爐采用機械送風和引風，即平衡通風,爐膛出口保持20-40kPa的真空度。阻力計算包括空氣吸入口到爐膛的空氣阻力和送風系統(tǒng)設計和爐膛到煙囪出口的煙氣阻力兩大部分。其中鍋爐本體的煙風阻力由鍋爐廠氣體動力計算提供；除塵器阻力由產(chǎn)品樣本提供。本設計所進行的僅是風、煙道和煙囪的阻力計算。1、過量空氣系數(shù)及漏風系數(shù)根據(jù)鍋爐教材，煙道中各處煙道各處過量空氣系數(shù)及各受熱面的漏風系數(shù)取值為：鍋爐受熱面過量空氣系數(shù)漏風系數(shù)入口出口爐膛1.51.60.1防渣管1.

5、61.60蒸汽過熱器1.61.650.05鍋爐管束1.651.750.1省煤器1.751.850.1空氣預熱器1.851.900.05鍋爐排煙處1.71.702、 空氣量及煙氣量計算 過量空氣系數(shù)取1.6。序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1理論空氣量 3.722三原子氣體體積0.693的理論體積2.954理論水蒸氣體積0.575煙氣中水蒸氣的實際體積0.616理論煙氣量4.217實際空氣量5.958實際煙氣量6.583、 煙氣及耗煤量計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1熱水鍋爐進水焓值kJ/kg根據(jù)t=70查取398.52熱水鍋爐出水焓值 KJ/kg根據(jù)t=95查取483.13耗

6、煤量 QglKJ/kg8.12×1064耗煤量BKg/h7555固體不完全燃燒熱損失q4%選取106計算耗煤量BjKg/h679.57爐膛出口處的過量空氣系數(shù)l選取1.48爐膛的漏風系數(shù)l選取0.19空氣預熱器中空氣漏入煙道的漏風系數(shù)ky選取010冷風量Vlkm3/hm3/s35270.9811熱風流量Vrkm3/strk為熱空氣溫度，取1401.3812鍋爐尾部排煙量Vpym3/kg6.8613省煤器出口至除塵器入口間煙氣量計算Vccm3/hm3/s7776.72.1614引風機處的煙氣流量Vyfm3/hm3/s7440.42.074、除塵器的選擇根據(jù)鍋爐的處理煙氣量Vcc=777

7、6.7m3/h選用弗蘭德DMC(B)袋式除塵器一臺，其處理煙氣量為8150m3/h，阻力<1200Pa,其進口濃度為200g/Nm，出口濃度30mg/Nm,取30mg/Nm，則除塵效率為。5、風、煙道斷面尺寸風煙道斷面用下式計算： （m2）式中：V介質(zhì)流量，m/s；根據(jù)常用風煙道流速選用表選擇合適的風速和煙速，室內(nèi)采用金屬鋼制管道，室外采用磚或混凝土制矩形管道。金屬：室內(nèi)風速為1015m/s，煙速為1015m/s；磚或混凝土：室內(nèi)風速為48m/s，煙速為68m/s。管道名稱材料流量（m3/s)推薦流速（m/s)計算截面積(m2)計算直徑(mm)選擇截面尺寸(mm或mm*mm)實際流速（m

8、/s)風道系統(tǒng)冷風豎井管金屬0.98100.098 3533609.6 風機吸入短管金屬0.98100.098353 3609.6 風機-空氣預熱器金屬0.98100.098 3533609.6 預熱器出口熱風管金屬1.38100.138 419 42010.0 煙道系統(tǒng)空氣預熱器至除塵器金屬2.16 50.43 740 7504.9 從除塵器出口至引風機金屬2.06 50.41723 7504.7 從引風機到總煙道入口磚2.06 50.41 723600×7004.9 總煙道及煙囪磚4.2250.841034900×10004.7 6、 煙囪高度與直徑 根據(jù)鍋爐大氣污染物

9、排放標準的規(guī)定，鍋爐房總容量與煙囪高度規(guī)定如下：表3.x鍋爐房煙囪最低允許高度鍋爐房總容量t/h<11<22<44<1010<2020<40MW<0.70.7<1.41.4<2.82.8<77<1414<28煙囪最低允許高度m202530354045根據(jù)鍋爐容量，煙囪最低允許高度為35，確定煙囪高度為35m。煙囪直徑計算：出口內(nèi)徑d2可按下式：式中：w2煙囪出口煙速，取13m/s； 煙囪出口煙氣溫度，取180所以，出口內(nèi)徑d2取0.8m。內(nèi)徑d1:取煙囪錐角i=0.02，則7、送風機、引風機的選擇計算由計算流量和壓頭，求出

10、裕量流量和壓頭，再選擇流量和壓頭后選擇風機，所選風機的流量和壓頭應能滿足選擇流量和壓頭的需要。層燃爐排及煤層阻力爐型爐排及煤層阻力（Pa）爐型爐排及煤層阻力（Pa）手燒爐型800-1000鏈條爐排800-1000往復爐型600拋煤機鏈條爐排800根據(jù)本鍋爐房的選型，hr=900Pa7.1風道總阻力計算風道總阻力包括：空氣預熱器阻力、爐排與燃料層阻力以及風道阻力。其中風道阻力包括沿程摩擦阻力以及局部阻力。風道阻力計算見下表：管道流速摩擦阻力系數(shù)管徑d管長L氣體密度局部阻力系數(shù)沿程摩擦阻力Pm局部阻力PjPm+Pj風道阻力Pfm/smmmkg/m3PaPaPaPa冷風豎井管9.6 0.023600

11、.21.2050.50.22 27.76 27.98 143.83 風機吸入短管9.6 0.0236011.2050.641.135.53 36.63 風機-空氣預熱器9.6 0.023602.51.2050.642.75 35.53 38.28 預熱器出口熱風管10.0 0.0242010.8550.641.21 28.57 40.94 風道總組力計算見下表：送風道總阻力的計算項目符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值修正后空氣預熱器阻力PkyPa估算500 爐排與燃料層阻力PlrPa查鍋爐房實用設計手冊900風道阻力PfPa已算出143.83送風系統(tǒng)阻力PsPaPky+Plr+Pf1543.837

12、.2煙道總阻力的計算 煙道總阻力包括：爐膛真空度、鍋爐本體、省煤器、空氣預熱器、除塵器、煙道阻力、煙囪阻力,系統(tǒng)圖如下: 煙道、煙囪阻力具體計算見下表：管道流速單位長度摩擦阻力管長L氣體密度局部阻力系數(shù)沿程摩擦阻力Pm局部阻力PjPm+Pj煙道阻力Pydm/sPa/mmkg/m3PaPaPaPa空氣預熱器至除塵器4.9 3.26.40.8550.7220.4810.11 30.59 103.35 從除塵器出口至引風機4.7 3.25.830.8551.4418.66 13.6032.26 從引風機到總煙道入口4.9 3.24.70.855015.040.00 15.04 總煙道4.7 3.25

13、.30.8550.916.968.50 25.46 煙道總阻力： 項目符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值摩擦阻力系數(shù)查鍋爐及鍋爐房設備0.05煙囪壁面斜度i由鍋爐及鍋爐房設備選取0.02煙囪沿程摩擦阻力PmcPa22.58阻力系數(shù)由鍋爐及鍋爐房設備選取1.1煙囪出口速度損失PjbPa79.47煙囪阻力PycPaPmc+Pyc102.05故煙道總阻力計算見下表：煙道總阻力的計算項目符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值修正后爐膛真空度PltPa查鍋爐房實用設計手冊20 鍋爐本體PglPa查鍋爐房實用設計手冊600省煤器PfPa估算150空氣預熱器PkyPa估算500除塵器PccPa查樣本1000煙道阻力Py

14、dPa已算出103.35煙囪阻力PycPa已算出102.05煙道總阻力PyPaPlt+Pgl+Psm+Pky+Pcc+Pyd+Pyc2475.48. 鼓、引風機的校核 經(jīng)過計算，風道風量為：3527m3/h,阻力為：1526Pa; 煙道風量為：7440.4m3/h,阻力為：2536Pa。鍋爐配置的鼓風機以及引風機: 鼓風機 引風機型號風量m3/h風壓Pa功率kW型號風量m3/h風壓Pa功率kWT4 72-12 N04A636718135.5Y5-47-42N05D12986232415四、上煤、除渣系統(tǒng)設備選擇1.運煤量的計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1煤的低位發(fā)熱量Qnet.ar

15、MJ/kg查取13.442平均小時最大耗煤量Bkg/h單臺鍋爐耗煤量755kg/h,共三臺22653熱網(wǎng)損失系數(shù)k選取1.154季節(jié)最大負荷Kg/h857.85非生產(chǎn)班值班采暖負荷BfKg/h取值06生產(chǎn)班次S次已知37最大晝夜耗煤量Kg/h20587.28煤的收到基灰分含量Aar%查取28.409鍋爐房最大負荷時小時灰渣量G1Kg/h72910運輸不平衡系數(shù)k取值1.2鍋爐發(fā)展系數(shù)m取值1運煤系統(tǒng)每晝夜工作時數(shù)t三班運煤，取值15輸煤量Gt/h1.652.運煤設備的選擇根據(jù)B=2.265t/h，并從改善勞動條件，保證生產(chǎn)安全及提高勞動生產(chǎn)率等因素考慮，選擇0.75m3垂直單斗提升機上煤系統(tǒng),

16、生產(chǎn)率10t/h,其附圖為：3.儲煤場、灰渣場面積的計算序號項目符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1每晝夜運行小時數(shù)Th選定102煤的儲存天數(shù)M天取值53考慮煤堆過道占用面積的系數(shù)N選定1.54煤堆高度Hm選定45煤的堆積重度t/m3選定0.96煤堆角系數(shù)選定0.87儲煤場面積Fmm2107.28最大小時灰渣量G1t/h已算出0.79 9灰渣儲存天數(shù)M'天選定510考慮渣堆過道占用面積的系數(shù)N'選定1.511灰渣堆高度H'm選定212灰渣的堆積重度't/m3選定0.8513灰渣堆角系數(shù)'選定0.714灰渣場面積Fhzm2110.34. 除渣設備的選擇 本鍋爐

17、房煤場確定面積為11mx10m，設置主導風向的下風側，即靠近煙囪的西南角。除渣系統(tǒng)采用LXL-A型螺旋除渣機，其系統(tǒng)圖為:外形尺寸及主要技術參數(shù)：參數(shù) 型號LXL-1LXL-1A額定出渣量t/h0.80.8最大出渣量t/h1.61.6電機功率kW0.81.1重量kg11001200五、給水設備及主要設備管道1.熱網(wǎng)循環(huán)水量及循環(huán)水泵的選擇計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1總熱負荷QMW計算值62供水溫度tg給定953回水溫度th給定704熱網(wǎng)循環(huán)水量G'x0t/h57.325鍋爐房自用熱水及安全系數(shù)K選取1.16循環(huán)水泵總流量Gx0t/hK*G'x063.057循環(huán)水

18、泵臺數(shù)n臺包括一臺備用48每臺循環(huán)水泵流量Gx米水柱Gx0/n15.769鍋爐房內(nèi)部壓力h1米水柱一般為513，取1010用戶系統(tǒng)阻力h2米水柱散熱器采暖系統(tǒng)12，取211熱網(wǎng)干管（單程）長度l米計算值102012熱網(wǎng)供、回水干管阻力h3米水柱（1.21.3）×0.02*l=1.25×0.02×102025.513循環(huán)水泵所需壓頭Hx米水柱1.2（h1+h2+h3）=1.2×（10+2+25.5）4514循環(huán)水泵選擇型號KOWR-G40/250B-11/2流量Qm³/h20.0揚程H米水柱50配用電機型號160M1-2功率NkW11轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分

19、29002.熱網(wǎng)補給水量泵及補給水泵的選擇計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1補給水率K%選定32熱網(wǎng)補給水量Gbt/hK*G'x0=0.03*57.321.723補給水泵流量Gbt/h1.1 Gb=1.1*1.721.894系統(tǒng)補水點壓差Hb米高位水箱安裝標高205補給水泵所需壓頭Hb米水柱1.2 Hb=1.2*20246補給水泵選擇型號KQWR-G25/200C-3/2流量QM³/h6.3揚程H米水柱32配用電機型號100L-2功率NkW3轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分29003.補給水箱的配置 用于貯集軟化水及供給補水泵用水，本工程設專用補水箱一個，其容積為取用補水量的1.2倍，

20、即：設計選用方型開式水箱，具體參數(shù)如下：公稱容積有效容積主要尺寸鋼板厚度底部支座水箱本體重量kg長寬高箱頂箱底箱壁邊距間距數(shù)量LBHS2SS1CC1nkg2.02.2718001200120045540010001539.34.供回水系統(tǒng)主要管道的管徑選擇序號名稱符號單位計算公式及數(shù)值來源數(shù)值1循環(huán)水量GxsKg/h計算值表63.05x1032經(jīng)濟比壓降RPa/m查取803供熱供水總管管徑dgmm控制流速法選擇DN1501504實際流速wRm/s0.995回水總管管徑dhmm控制流速法選擇DN1501506實際流速whm/s1.037每臺鍋爐供回水管徑dglmm鍋爐設備配管公稱直徑DN1001

21、008實際流速wglm/s0.749補給水干管管徑dbmm控制流速法選取DN4010補給水支管管徑dbmm選取DN25六、水處理設備1、水質(zhì)處理方案的確定（1）熱水鍋爐房對給水水質(zhì)的要求根據(jù)低壓低壓鍋爐水質(zhì)標準規(guī)定，熱水鍋爐的給水水質(zhì)要求: 項目 供水溫度 95 采用鍋內(nèi)加藥處理 >95 采用鍋外化學處理補給水循環(huán)水補給水循環(huán)水懸浮物mg/L205總硬度mmol/L0.70.3pH(25)7102078.510溶解氧mg/L0.10.1含油量mg/L22 （2）水質(zhì)處理方案的確定本鍋爐房原水的硬度和懸浮物均超過給水水質(zhì)標準，故需進行軟化和除氧處理。由于熱水房不存在水的蒸發(fā)，水中鹽類的濃度

22、不會增加，硬度也不會提高，而且保持一定的堿度還可以避免金屬壁的腐蝕。據(jù)此，決定采用單級鈉離子交換軟化法。為克服順流再生軟化法鹽耗大、出水水質(zhì)較差的特點，設計采用“低速逆流再生”鈉離子交換軟化系統(tǒng)?；阱仩t房沒有蒸汽和其他可利用熱源，給水除氧決定采用“電加熱解析除氧”方式，它可以克服把反應器設置在煙道中，除氧效果受鍋爐負荷變化（反應器所在區(qū)段煙溫變化）的影響等弊病。在正常運行情況下，給水除氧后的殘余含氧量可降至0.05毫克/升，符合熱水鍋爐給水標準。2.鍋爐排污量的計算及熱回收方案由于本次鍋爐房為熱水鍋爐，決定采用熱水鍋爐，根據(jù)工程經(jīng)驗值，熱水鍋爐的排污率取2，排污一天3次，每次1min。排污量

23、為為57.32*0.02=1.15t/h。 設計采用了定期排污方式，由于定期排污是周期性的，利用余熱的價值較小，一般將它引入排污降溫池與冷水混合后再排入下水道。3.鈉離子交換器的選擇計算序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1總軟化水量Grht/h與Gb1.722軟化速度vm/h根據(jù)總硬度為1.7mmol/L203總軟化面積FGrh/ v=1.72/200.0864實際軟化面積F選500交換器025實際軟化速度vm/hGrh/F=1.72/0.28.66交換劑比重gt/732*樹脂0.750.850.807交換劑層高度h米設備樣本1.58交換劑重量噸Fhg=0.07*1.3*0.80.0739

24、交換劑工作能力E克當量/米2732*樹脂11001500110010交換劑軟化能力Eo克當量FhE=0.2*1.3*110028611每小時軟化的克當量Eh克當量/時Gx0(H0-H0)=1.72*（3.4-0.7）4.64412交換時間小時Eo/Eh=286/4.64461.5813小反洗、還原、逆洗小正洗及正洗時間小時取經(jīng)驗值2.514工作周期T小時+=21.55+2.5240515小反洗流速v1米/時1012取1216小反洗時間1分1015取1517小反洗用水量G1噸0.618還原時食鹽單耗量q克/克當量逆流再生80909019食鹽純度%一般9520每次還原耗鹽量Gy公斤 27.0921

25、還原鹽液濃度Cy%一般56%取622配制鹽液用水量G2噸0.4523逆流沖洗速度V2米/時低速，選取224逆流沖洗時間2分選取6025逆流用水量G3噸0.426小正洗流速V4米/時選取1527小正洗時間3分選取528小正洗用水量G4噸0.2529正洗流速V5米/時選取1530正洗時間4分選取1031正洗用水量G5噸0.532還原總耗水量G噸G1+G2+G3+G4+G5=0.6+0.45+0.4+0.25+0.52.24.軟化水箱容積的確定 本鍋爐房設軟化水箱一只，器容積按30分鐘的補水量計算，即 Vrh=0.5*1.72=0.86m³序號名稱符號單位計算公式或數(shù)值來源數(shù)值1鹽液容重y

26、噸/米3查取1.072稀鹽液池容積V1米30.50選用800*1000*6003飽和鹽液濃度C%常溫264飽和鹽液容重g1噸/米3查知1.2015存鹽天數(shù)天選取156一晝夜耗鹽量y公斤27.037干鹽重量g2噸/米3查知2.168濃鹽液池容積V2米3=選用700*800*6000.339還原時間5分還原流速取2米/時9.910鹽液泵流量Qy米3/時0.5411煙液泵揚程 Hy米水柱1510米水柱2012選擇鹽液泵 型號25FQS-16型增強塑料泵2流量Q米3/時3.6揚程H米水柱16電動機型號JQ2-21-2功率N千瓦1.5轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分、2860 現(xiàn)選用4*矩形水箱，其尺寸為800*1200*

27、1000，計0.96米3。5.除氧方式的選擇 本鍋爐房采用解析除氧，即將待除氧的軟水與不含氧氣體強烈混合，溶解于水的氧就像無氧氣體擴散，從而降低水中氧含量以達除氧的目的，解析除氧系統(tǒng)圖如下：圖x 解析除氧系統(tǒng)圖 解析除氧裝置主要設備有噴射器、解析器、汽水分離器和反應器，除氧水量G等于補水量，即Gb=1.72t/h，據(jù)此選則設備，根據(jù)工業(yè)鍋爐房設計手冊表5-46解析除氧裝置系列設備性能表，得出型號如下表所示：設備名稱規(guī)格單位數(shù)據(jù)除氧反應器外形尺寸mm1350x330x1800進氣管直徑mm40出氣管直徑mm40所需電功率kW5解析器外形尺寸mm207x4100出水管直徑65出氣管直徑40接噴射器

28、管直徑40汽水分離器外形尺寸mm273x320進氣管直徑40出氣管直徑40出水管直徑20水封外形尺寸mm207x420進水管直徑20出水管直徑40噴射器進水管直徑mm40出水管直徑40進氣管直徑406.除氧水泵的選擇：序號名稱符號單位計算公式或數(shù)據(jù)來源數(shù)值1除氧水泵流量Qt/h1.1Gcy=1.1*1.721.892水泵效率s取用953除氧水中含氧量C1毫克/升原始資料，取6.04殘余含氧量C2毫克/升設計要求，取0.055換算系數(shù)k設計手冊0.056每m2水吸入脫氧氣體的計算容積V2m33.2137噴射系數(shù)A公斤（氣）/公斤（水）3.5x10-38系數(shù)R取用309系數(shù)C一般取用2×

29、10-610環(huán)形室空間壓力P3取用800011噴嘴出口斷面水速wm/s25.712噴射室內(nèi)動壓頭hd米水柱3513噴射室與水泵高差h1米水柱設備布置514解析器與入口阻力h2米水柱選取615混合管末端埋入水的深度h3米水柱一般取值116除氧水泵所需壓頭ha米水柱=35+5+6+14717壓頭備用系數(shù)取值1.118除氧水泵揚程H 米水柱1.1ha5219除氧水泵選擇型號KQWR-G25/200B-4/2流量Qt/h4.9揚程H米水柱52電動機型號112M-2功率NkW4轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分2900七、鍋爐房布置說明鍋爐房為單層布置三臺SZL2.10.7/95/70-AII型熱水鍋爐，總產(chǎn)熱量為6.3MW。云煤系統(tǒng)采用垂直單斗提升機上煤系統(tǒng)，除渣系統(tǒng)采用鏈式刮板除渣機聯(lián)合除渣。為減少建筑面積和保持鍋爐房