課程設(shè)計(jì)鍋爐及鍋爐房設(shè)備

1、石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)鍋爐及鍋爐房設(shè)備2009 級(jí) 電氣工程 系專(zhuān) 業(yè) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué) 號(hào) XXX 學(xué)生姓名 XXX 指導(dǎo)教師 X X 完成日期 2012 年 月 8 日目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容21.2設(shè)計(jì)基本要求2第二章主要技術(shù)指標(biāo)32.1工程概況32.2相關(guān)參數(shù)選擇3第三章鍋爐機(jī)組的選擇4第四章給水及給水設(shè)備的選擇54.1鍋爐循環(huán)水量的計(jì)算54.2循環(huán)水泵揚(yáng)程的計(jì)算54.3循環(huán)水泵的選擇6第五章定壓及水處理設(shè)備的選擇75.1膨脹容積的計(jì)算75.2定壓裝置及補(bǔ)水泵的選擇75.3軟化水設(shè)備及軟化水箱的選擇85.4鼓風(fēng)機(jī)的選擇85.5其他9第六章水器系統(tǒng)主要管道管徑的

2、確定106.1循環(huán)水主干管的確定106.2天燃?xì)饪偣軓降拇_定10第七章燃?xì)饧芭艧熛到y(tǒng)117.1煙氣量的計(jì)算117.2燃?xì)饧疤烊粴庑孤秷?bào)警裝置117.3循環(huán)水泵的選擇12第八章熱工控制和測(cè)量?jī)x表14第九章鍋爐房的布置15設(shè)計(jì)總結(jié)16參考文獻(xiàn)17第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、熱水鍋爐的選取；2、鍋爐房水動(dòng)力計(jì)算3、鍋爐房水處理及煙風(fēng)阻力計(jì)算4、熱水鍋爐房系統(tǒng)圖5、熱水鍋爐房平面圖1.2設(shè)計(jì)基本要求1、 熟練掌握所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題，具備一定的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，獲得了科學(xué)研究的基礎(chǔ)訓(xùn)練。2、在設(shè)計(jì)中著重培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工作做風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。3、

3、進(jìn)一步訓(xùn)練和提高分析設(shè)計(jì)能力、理論計(jì)算能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，以及查閱文獻(xiàn)資料和文字表達(dá)等基本技能。第二章 主要技術(shù)指標(biāo)2.1工程概況本設(shè)計(jì)為一燃?xì)鉄崴仩t房系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，主要為石家莊某住宅小區(qū)采暖提供所需的熱能。2.2 相關(guān)參數(shù)的選擇(1)供熱熱負(fù)荷：本設(shè)計(jì)位于石家莊，建筑面積46000m2，建筑高度為34 m，系統(tǒng)阻力30 m。(2)面積熱指標(biāo)：根據(jù)采暖通風(fēng)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)和城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ34-2002）規(guī)定：住宅供暖面積熱指標(biāo)qn,m為58-64(W/m2)。本設(shè)計(jì)取60(W/m2)。(3)氣象資料： 石家莊市屬于寒冷地區(qū)，地處東經(jīng)114.41°，北緯 38.03

4、6;，主要參數(shù)列于表2-1。表2-1 室外氣象參數(shù)表項(xiàng)目地表面年平均溫度（）地表面最冷月平均溫度（）地表面最熱月平均溫度（）參數(shù)值15.1-3.230.4 (4)水質(zhì)資料 ： 表2-2 水質(zhì)參數(shù)表給水總硬度（mmol/L）給水含氧量（mg/L）給水PH值（25)鍋水總堿度（mmol/L）鍋水總含鹽量（mmol/L）0.080.16505400第三章 鍋爐機(jī)組的選擇鍋爐房面積為46000 m2，面積熱負(fù)荷為60 W/m2，經(jīng)計(jì)算鍋爐的熱功率為2.76MW。根據(jù)鍋爐房的計(jì)算容量、所需熱水參數(shù)和供應(yīng)燃料品種，選用額定功率為2.8MW的天然氣熱水鍋爐，即WNS2.8-1.0-95/70-Q熱水鍋爐，鍋

5、爐房熱水供回溫度為95/70，根據(jù)威瑪山東鑄鐵有限工程公司提供的鍋爐樣本W(wǎng)NS2.8-1.0-95/70-Q型熱水鍋爐，其技術(shù)參數(shù)如下：表3-1 WNS2.8-1.0-95/70-Q機(jī)組技術(shù)參數(shù)鍋爐燃料額定熱功率(MW)額定出水壓力(MPa)供、回水溫度()燃料耗量(Nm3 /h)天然氣2.81.095/70310.7第四章 給水及給水設(shè)備的選擇4.1鍋爐循環(huán)水量的計(jì)算鍋爐循環(huán)水量的計(jì)算： t/h (4-1)式中 Q鍋爐額定熱負(fù)荷,kW； k管網(wǎng)散熱損失系數(shù)，取1.05； 管網(wǎng)熱水的平均比熱容，KJ/(Kg·)； 熱水供回水溫差，。鍋爐房循環(huán)水量為： t/h循環(huán)水泵的流量在計(jì)算出的鍋

6、爐房循環(huán)水量基礎(chǔ)上附加1.1，經(jīng)計(jì)算得水泵流量為： t/h；4.2循環(huán)水泵揚(yáng)程的計(jì)算循環(huán)水泵揚(yáng)程的計(jì)算循環(huán)水泵揚(yáng)程： (4-2)式中 鍋爐房阻力損失，取100 kPa； 供回水管網(wǎng)阻力損失，由計(jì)算的300 kPa； 最不利用戶(hù)內(nèi)部阻力損失，取50 kPa；循環(huán)水泵揚(yáng)程： kPa校核后：=450×1.2=540 kPa=54m循環(huán)水泵的流量在計(jì)算出的鍋爐房循環(huán)水量基礎(chǔ)上附加1.1，經(jīng)計(jì)算的水泵流量為： t/h；4.3循環(huán)水泵的選擇循環(huán)水泵臺(tái)數(shù)的選擇，為控制方便，以一臺(tái)鍋爐配一臺(tái)泵的形式，故選擇兩臺(tái)立式循環(huán)水泵（一臺(tái)備用），根據(jù)上海朝隆泵業(yè)有限公司所提供的水泵樣本選擇ISW系列80-25

7、0（1）A 型水泵，其性能參數(shù)如下：表4-1 80-250（1）A 型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)121.659.5673029004.0第五章 定壓及水處理設(shè)備的選擇5.1膨脹容積的計(jì)算水容量計(jì)算 Va =熱負(fù)荷×7.8L/KW Va =2800×7.8 = 21840L=21.84 m ³膨脹容積計(jì)算公式： (5-1)式中 水的單位體積膨脹系數(shù)，取0.0006； t水溫波動(dòng)的范圍，25； Va系統(tǒng)總的水容量，m³。 膨脹容積為： m³5.2定壓裝置及補(bǔ)水泵的選擇熱水系統(tǒng)

8、的補(bǔ)水量按熱網(wǎng)循環(huán)水量的2%計(jì)算，水泵補(bǔ)水量一般根據(jù)系統(tǒng)的正常補(bǔ)水和事故補(bǔ)水確定，并宜為正常補(bǔ)水的45倍，本設(shè)計(jì)按照4倍計(jì)算，系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量，宜為系統(tǒng)總的水容量的1%。補(bǔ)給水泵的揚(yáng)程，不應(yīng)小于補(bǔ)水點(diǎn)壓力加30-50kPa的富裕量。本設(shè)計(jì)取40kPa。 本設(shè)計(jì)中，建筑樓度取34m，鍋爐房循環(huán)水量經(jīng)計(jì)算為101.136m3 /h。補(bǔ)水泵的流量：101.136×2%×4=8.091m3 /h補(bǔ)水泵的揚(yáng)程：34+4=38m根據(jù)以上要求及系統(tǒng)的膨脹容積量、補(bǔ)水泵的流量和揚(yáng)程選擇落地式膨脹水箱， 參照陜西三維能源設(shè)備有限責(zé)任公司的樣本，選取落地膨脹水箱的型號(hào)為NZG800。 該落地膨

9、脹水箱定壓補(bǔ)水為一個(gè)整體裝置，屬于氮?dú)舛▔?。落地膨脹水箱的隔膜罐中，罐與囊之間充氮?dú)?。其相關(guān)參數(shù)如下： 表5-1 NZG800型膨脹水箱參數(shù)調(diào)節(jié)容量（m3）補(bǔ)水泵流量（m3 /h）補(bǔ)水泵揚(yáng)程（m）電機(jī)功率（kw）最高使用溫度（）4-11605.51205.3軟化水設(shè)備及軟化水箱的選擇根據(jù)自來(lái)水的水質(zhì)資料，選用NTS5-2/10型全自動(dòng)軟化水裝置一臺(tái)，其出水量為2m3/h，為不間斷供水。經(jīng)軟化厚出水硬度0.03mmol/L，符合工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB1576-2001總硬度0.6mmol/L的要求。全自動(dòng)軟化水裝置的技術(shù)參數(shù)如下：表5-2 SN-2-BLL-T型全自動(dòng)軟水器參數(shù)軟水流量（m3 /h

10、）產(chǎn)水硬度（mmol/L）電源（W）20.033選用2m3不銹鋼軟化水箱一個(gè)。5.4鼓風(fēng)機(jī)的選擇送風(fēng)量的計(jì)算： m3/h (5-2)式中，Bj計(jì)算燃料消耗量，310.7kg/h； 理論空氣量，9.68 kJ/m3； 爐膛出口處的過(guò)量空氣系數(shù)，1.10； 爐膛漏風(fēng)系數(shù)，取0.10； 燃料制備系統(tǒng)的漏風(fēng)系數(shù)，取0.05； 空氣預(yù)熱器中空氣漏入煙道的漏風(fēng)系數(shù)，一般取0.05； tlk冷空氣溫度，從鍋爐房?jī)?nèi)吸入冷空氣時(shí)，可取為30。計(jì)算可得：Vlk = 3338m3/h根據(jù)送風(fēng)量選風(fēng)機(jī),參照香港泓達(dá)國(guó)際集團(tuán)有限公司-汕頭公司的樣本，選取型號(hào)為SB-3.75A的風(fēng)機(jī)。其相關(guān)參數(shù)如下： 表5-3 SB-3

11、.75A型鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù)型號(hào)風(fēng)量（m3/h）功率（kw）SB-3.75A3000-44935.55.5 其他為調(diào)節(jié)鍋爐循環(huán)水的水質(zhì)，選用一臺(tái)DJ-100型自動(dòng)加藥裝置。鍋爐運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)可根據(jù)水質(zhì)情況選購(gòu)緩蝕劑、阻垢劑、除氧劑、堿度調(diào)節(jié)劑等，以改善鍋爐水質(zhì)。因熱水用戶(hù)較為單一，故本鍋爐房不設(shè)分水缸。第六章水氣系統(tǒng)主要管道管徑的確定6.1 循環(huán)水主干管管徑的確定1、 鍋爐房循環(huán)水進(jìn)出總管管徑總管流量可由下式計(jì)算 m³/h若取管內(nèi)流速為1.5m/s，則每臺(tái)循環(huán)水管管徑可由下式計(jì)算式中 d0管道內(nèi)徑，mm； G工作狀態(tài)下的體積流量，； v工作狀態(tài)下的流速，m/s。循環(huán)水進(jìn)出總管管徑取DN15

12、0。2、 循水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑水泵至鍋爐循環(huán)水管道為單管制，根據(jù)鍋爐循環(huán)水量 m³/h若取管內(nèi)流速為1.5m/s，則每臺(tái)循環(huán)水管管徑可由下式計(jì)算水泵至鍋爐循環(huán)水管管徑取DN1506.2天然氣總管管徑的確定根據(jù)鍋爐房總的天然氣耗量G=310.7，天然氣壓力為20kPa，工作狀態(tài)下的體積流量（不考慮溫度因素）可簡(jiǎn)化計(jì)算G310.7/1.2=258.92。若取管內(nèi)流速8m/s，則天然氣總管管徑為天然氣總管管徑取DN125。第七章燃?xì)饧芭艧熛到y(tǒng)7.1煙氣量的計(jì)算燃?xì)夥N類(lèi)為天然氣時(shí)：，k=2。1) 理論煙氣量2) 理論空氣量3) 實(shí)際空氣量4) 過(guò)量空氣系數(shù)5) 過(guò)量空氣6) 實(shí)際煙氣量7

13、.2燃?xì)饧疤烊粴庑孤秷?bào)警裝置在進(jìn)氣總管上裝有自動(dòng)切斷閥，設(shè)置在專(zhuān)門(mén)的天然氣切斷閥間內(nèi)，自動(dòng)切斷閥采用自動(dòng)關(guān)閉、現(xiàn)場(chǎng)人工開(kāi)啟型。切斷信號(hào)來(lái)自于控制室的泄漏警報(bào)裝置，連接報(bào)警裝置的探頭安裝在鍋爐房?jī)?nèi)燃?xì)庖仔孤短帯Ｌ筋^供選用4個(gè)。一旦燃?xì)庑孤舛却虻奖ㄏ戮€(xiàn)LET的1/4時(shí)報(bào)警，持續(xù)1min后通過(guò)自動(dòng)切斷閥，迅速切斷供氣，并同時(shí)啟動(dòng)連鎖的排風(fēng)系統(tǒng)（排風(fēng)系統(tǒng)由暖通專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)）將室內(nèi)的泄漏氣體排至室外，以確保鍋爐安全運(yùn)行。天然氣泄漏報(bào)警裝置選用一臺(tái)型號(hào)為4802C的可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)。另在切斷閥前及感官末端接放散管，并在放散管上裝設(shè)取樣管。燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：4802C測(cè)量范圍：0100%LEL

14、報(bào)警點(diǎn)：25%LEL報(bào)警方式：獨(dú)立光報(bào)警、公共聲報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：7.3煙囪1、煙囪出口直徑式中，Vyz通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h； n利用同一煙囪的同時(shí)運(yùn)行的鍋爐臺(tái)數(shù)； 煙囪出口煙氣流速，m/s，按下表3-1選用。式中 查煙囪出口處煙氣流速表可得，本設(shè)計(jì)取11m/s。表7-1 煙囪出口處煙氣流速 （m/s）通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-32、煙囪底部直徑式中 i煙囪錐度，通常取0.020.03。查表8-6可知，煙囪最低允許高度H=35m，所以鍋爐煙道及煙囪均采用不銹鋼保溫預(yù)制產(chǎn)品。煙囪內(nèi)徑為800mm同鍋爐出口，煙囪直接排至室外，高度為出屋面2

15、m。按鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)程，燃?xì)忮仩t煙道應(yīng)設(shè)置泄爆裝置，本鍋爐因無(wú)水平煙道，煙囪又直通室外，故未設(shè)防爆門(mén)。第八章熱工控制和測(cè)量?jī)x表鍋爐由它帶來(lái)的控制柜進(jìn)行控制，能顯示鍋爐運(yùn)行時(shí)水的壓力、溫度及燃?xì)鈮毫Φ葏?shù)，具有全自動(dòng)運(yùn)行功能。如具有火焰自動(dòng)調(diào)節(jié)、爐膛自動(dòng)吹掃和火焰、風(fēng)壓自動(dòng)檢測(cè)功能以及出水壓力高低自動(dòng)檢測(cè)功能；循環(huán)水溫度超過(guò)設(shè)定值后的自動(dòng)待機(jī)和溫度降低后的自動(dòng)啟動(dòng)等功能。具有多項(xiàng)安全連鎖功能，如水泵、風(fēng)機(jī)過(guò)載；點(diǎn)火失敗、異常熄火、風(fēng)機(jī)無(wú)風(fēng)、燃?xì)鈮毫^(guò)低過(guò)高、排煙溫度過(guò)高、循環(huán)水?dāng)嗨裙收线B鎖保護(hù)功能；循環(huán)水溫度超過(guò)(低于)設(shè)定值后的自動(dòng)待機(jī)(自動(dòng)啟動(dòng))等功能，以確保鍋爐的安全正常運(yùn)行。第九章鍋爐房

16、的布置 鍋爐房布置應(yīng)滿(mǎn)足各種設(shè)備的工作安全可靠，運(yùn)行管理和安裝檢修便利；同時(shí)還應(yīng)節(jié)省用地用材，提高建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 鍋爐房應(yīng)為一、二級(jí)耐火等級(jí)的建筑，鍋爐房與相鄰建筑物之間應(yīng)留有防火間距，具體要求與建筑物的耐火等級(jí)有關(guān)。 出于安全方面的考慮，鍋爐房應(yīng)采用輕型屋頂，門(mén)的數(shù)量和開(kāi)向也有要求。 鍋爐房地面應(yīng)平整無(wú)臺(tái)階。為防止積水，底層地面應(yīng)高于室外地面。設(shè)備布置在地下室時(shí)，應(yīng)有可靠地排水設(shè)施。 鍋爐房工藝布置原則：首先要考慮將來(lái)運(yùn)行的安全可靠和操作的方便靈活。 其次，設(shè)備的布置應(yīng)盡量順其工藝流程，使介質(zhì)和物料的流程簡(jiǎn)短、暢通、減少流動(dòng)阻力和動(dòng)力消耗，便利運(yùn)輸。 第三，布置時(shí)要為安裝、檢修創(chuàng)造良好

17、的條件。 第四，應(yīng)注重改善勞動(dòng)、衛(wèi)生條件，盡量減少環(huán)境污染。 第五，要重視和落實(shí)安全設(shè)施，保證安全生產(chǎn)，防止重大事故發(fā)生。 第六，在建筑結(jié)構(gòu)上，工藝布置時(shí)應(yīng)盡量參照建筑模數(shù)和其他有關(guān)規(guī)定。 第七，鍋爐房布置時(shí)還應(yīng)根據(jù)工廠(chǎng)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的近、遠(yuǎn)期規(guī)劃，留有擴(kuò)建的余地，設(shè)備選擇和布置，應(yīng)有一次設(shè)計(jì)分期建設(shè)的可能。 第八，當(dāng)鍋爐采用露天布置時(shí)，應(yīng)按漏天氣候條件因地制宜地采取有效地防凍、防雨、防風(fēng)和防腐等措施。設(shè)計(jì)總結(jié)熱水鍋爐系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的鍋爐房設(shè)計(jì)從最開(kāi)始的一片茫然到逐步一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)行，設(shè)計(jì)畫(huà)圖，知道最后可以及時(shí)的完成任務(wù)，在此過(guò)程中我收獲量很多。其中，使我感觸最深的就是設(shè)計(jì)中需要有獨(dú)立完成和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中很多數(shù)據(jù)和方法需要自己通過(guò)查閱技術(shù)措施以及相關(guān)產(chǎn)品的樣本獨(dú)立思考去完成，它鍛煉了我的獨(dú)立自主能力，與此同時(shí)，與同學(xué)的互相討論與合作的過(guò)程中，也讓我知道了自己的不足之處，更享受了難得的同學(xué)團(tuán)結(jié)合作的快樂(lè)。不僅這樣，課程設(shè)計(jì)中要做到仔細(xì)、細(xì)心也是我所收獲的，通過(guò)很多次得修改才最終完成這次的課程設(shè)計(jì)。有了這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，我會(huì)從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，牢記中途遇到的問(wèn)題及解