冷熱源系統(tǒng)設(shè)計.ppt

第十一章 冷熱源系統(tǒng)設(shè)計,11.2 燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)設(shè)計,11.1 燃燒計算,11.3 燃油供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計,11.4 鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計,11.5 冷熱源水處理系統(tǒng),11.1 燃燒計算,燃燒計算 是燃料系統(tǒng)設(shè)計、送風(fēng)機和引風(fēng)機設(shè)備選型的依據(jù),11.1.1燃料燃燒所需的空氣量計算,一、 計算簡化假設(shè) （1）所有氣體都當(dāng)作理想氣體； （2）完全燃燒； （3）所有氣體容積單位為Nm3/ kg。（氣體燃料：Nm3/ Nm3 ）,二、空氣需要量的計算,理論空氣量VK0：1 kg（或1m3）收到基燃料完全燃燒而沒有剩余氧存在時所需的空氣量（ Nm3/ kg 或（m3/m3）。,過量空氣系數(shù)：,為了保證燃料能夠完全燃燒,實際送入爐膛的空氣量要大于理論空氣量.,過量空氣系數(shù):,實際空氣量,對燃燒有影響的是爐膛出口過量空氣系數(shù) l ”。 其最佳值與燃料種類、燃燒方式、燃燒 設(shè)備結(jié)構(gòu)的完善程度等有關(guān)。運行中的最佳l ” 是通過燃燒試驗來確定的。,供熱鍋爐常用的層燃爐： l” 在1.3-1.6之間.,燃油、燃?xì)忮仩t： l” 在1.05-1.2之間.,實際空氣量:,VK = VK0,1.液體、固體燃料燃燒所需的理論空氣量,1 kg收到基燃料中的可燃成分：,碳完全燃燒的反應(yīng)方程： C + O2 = CO2 12 kg 22.4 N m3 22.4 N m3,即：1 kg碳完全燃燒時，需要1.866 Nm3的氧氣，并產(chǎn)生1.866 Nm3的二氧化碳。,氫完全燃燒的反應(yīng)方程 2 H 2 + O2 = 2H 2O 22.016 kg 22.4 N m3 2 22.4 N m3 即：1 kg氫完全燃燒時，需要5.55 N m3的氧氣，并產(chǎn)生11.1 N m3的水蒸氣。,硫完全燃燒的反應(yīng)方程： S + O2 = S O2 32 kg 22.4 N m3 22.4 N m3 即：1kg硫完全燃燒時，需要0.7Nm3的氧氣，并產(chǎn)生0.7Nm3的二氧化硫。,即:1 kg燃料中可燃成分完全燃燒所需的氧氣量為：,而1 kg燃料中自身含 kg的氧氣,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積為:,故燃燒1 kg燃料所需外界供應(yīng)的理論氧氣量為:,空氣中: VO2:VN2=21:79,1 kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量為:,L0=1.293 Vk0 (kg干空氣/kg燃料),2.氣體燃料燃燒所需的理論空氣量,任何碳?xì)浠衔锏姆磻?yīng)式為:,當(dāng)燃?xì)饨M成已知，可按下式計算標(biāo)態(tài)下燃?xì)馊紵璧睦碚摽諝饬浚?11.1.2 燃燒生成的煙氣量計算,理論煙氣量 ：當(dāng)燃料燃燒，供給理論空氣量(=1），且達(dá)到完全燃燒時，煙氣所具有的容積。,1. 理論煙氣的組成：,2. 實際煙氣量的計算,1) 完全燃燒，且（1） ,則煙氣的組成：,2) 燃燒不完全，且（1）,C 燃燒除了生成CO2外，還產(chǎn)生未完全燃 燒產(chǎn)物CO，也可能有未燃燒的氫和碳?xì)浠?合物CmHn（含量少可忽略）。即認(rèn)為不完 全燃燒產(chǎn)物只有CO。,二.氣體燃料的實際煙氣量,理論空氣的焓：1kg固體或液體燃料燃燒所需的理論空氣量，在等壓(通常為大氣壓)下從00C加熱0C到所需的熱量稱為理論空氣焓(H0k)。,11.1.3 煙氣和空氣的焓,煙氣的焓：1kg固體或液體燃料燃燒生成的煙氣量，在等壓（通常為大氣壓）下從00C加熱0C時所需的熱量稱為理論煙氣焓（Hy)。,空氣焓的計算： Hk0 = Vk0 (c）k kJ/kg Hk = Hk0 = Vk0（c）k kJ/kg 式中: Hk0 、Hk-理論空氣和實際空氣的焓(kJ/kg ）； （c）k -每Nm3干空氣連同帶入的水蒸氣在溫度為0C時的焓( kJ/ Nm3 ),煙氣焓的計算： 由熱力學(xué):混合氣體的焓等于各組成氣體的焓之和.,11.2 燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)設(shè)計,燃?xì)忮仩t房供氣系統(tǒng)，一般由調(diào)壓系統(tǒng)、供氣管道進(jìn)口裝置、鍋爐房內(nèi)配管系統(tǒng)以及吹掃放散管道等組成。,11.2.1鍋爐燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng),包括：燃?xì)庹{(diào)壓系統(tǒng)和鍋爐房內(nèi)燃?xì)庀到y(tǒng)。,一.燃?xì)庹{(diào)壓系統(tǒng),(1)幾種常用的調(diào)壓系統(tǒng): 分單路、多路，及單級、雙級調(diào)壓系統(tǒng)。,單路調(diào)壓系統(tǒng)：指安裝一個或兩個串聯(lián)調(diào)壓器的單管路系統(tǒng)。,多路調(diào)壓系統(tǒng)： 多個調(diào)壓器并聯(lián)安裝，調(diào)壓后燃?xì)饧休敵觥?當(dāng)鍋爐臺數(shù)較多或鍋爐房運行的最高負(fù)荷和最低負(fù)荷相差很大時，應(yīng)考慮采用多路調(diào)壓系統(tǒng)。,常年運行的鍋爐房，應(yīng)設(shè)置備用調(diào)壓器，備用調(diào)壓器和運行調(diào)壓器并聯(lián)安裝，組成多路調(diào)壓系統(tǒng)。,二級調(diào)壓系統(tǒng): 是在系統(tǒng)中串聯(lián) 安裝了兩臺適當(dāng) 的調(diào)壓器,經(jīng)過兩 次降壓達(dá)到調(diào)壓 要求。,當(dāng)調(diào)壓系統(tǒng)進(jìn)出口壓力差不超過1.0Mpa，調(diào)壓比不大于20 時，采用單級調(diào)壓系統(tǒng)；否則用兩級調(diào)壓系統(tǒng)。,帶輔助調(diào)壓器的調(diào)壓系統(tǒng)：在經(jīng)常工作的調(diào)壓器（主調(diào)壓器）旁并聯(lián)安裝的一臺小調(diào)壓器（輔助調(diào)壓器），當(dāng)系統(tǒng)處于很低的負(fù)荷下運行，主調(diào)壓器不能正常工作時，可以保證系統(tǒng)調(diào)壓穩(wěn)定。輔助調(diào)壓器的通流能力一般按主調(diào)壓器通流能力的2530%來選擇。,帶監(jiān)視調(diào)壓器的調(diào)壓系統(tǒng)：作為一種備用調(diào)壓器。在正常運行時，它完全開啟；當(dāng)工作調(diào)壓器失靈時，它投入工作，代替工作調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)壓，保持系統(tǒng)工作正常。 （監(jiān)視調(diào)壓器可安裝在工作調(diào)壓器的前面 或后面）。國內(nèi)很少用,(2).調(diào)壓系統(tǒng)的選擇 使通過每臺調(diào)壓器的流量在其銘牌出力的10%90%范圍以內(nèi),并能適應(yīng)鍋爐房負(fù)荷的變化,始終保持供氣壓力的穩(wěn)定性。,二.鍋爐房內(nèi)燃?xì)庀到y(tǒng) 由外網(wǎng)或鍋爐房供氣干管來的燃?xì)饨?jīng)過調(diào)壓器調(diào)壓后，再通過兩個串聯(lián)的主電磁閥和一個流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入燃燒器。,點火電磁閥：在主電磁閥之前引出點火管，點火管道上有關(guān)閉閥和兩個串聯(lián)的點火電磁閥，點火電磁閥由點火或熄火信號控制。 放散管：在主電磁閥和點火電磁閥之間設(shè)置。放散管上設(shè)置放散電磁閥。當(dāng)主電磁閥關(guān)閉時，放散電磁閥自動開啟，避免燃?xì)饴┤霠t膛。,主電磁閥與鍋爐高低水位保護(hù)裝置、蒸汽超壓裝置、火焰監(jiān)測裝置以及鼓風(fēng)機等連鎖。當(dāng)鍋爐在運行中發(fā)生事故時，主電磁閥自動關(guān)閉，切斷供氣。鍋爐點火時，點火電磁閥打開，點火成功后主電磁閥打開。 流量調(diào)節(jié)：燃?xì)饬髁靠筛鶕?jù)鍋爐負(fù)荷變化情況由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。,三.設(shè)計和確定燃?xì)廨斔拖到y(tǒng)時, 應(yīng)注意的其它技術(shù)問題: 在調(diào)壓器的總?cè)肟谔帲瑧?yīng)設(shè)置能將氣源切斷的總關(guān)斷閥；在調(diào)壓器入口段，應(yīng)設(shè)置放散管、壓力表；在每個調(diào)壓支管道的調(diào)壓器前后應(yīng)設(shè)切斷閥；每臺調(diào)壓器的后面應(yīng)設(shè)壓力表；在調(diào)壓器后的輸氣管或集氣箱上應(yīng)設(shè)安全閥或安全水封；在管道和設(shè)備的最低處應(yīng)設(shè)排水點。 調(diào)壓器應(yīng)有旁通管，旁通管上應(yīng)有切斷閥和調(diào)節(jié)閥。,若進(jìn)入調(diào)壓系統(tǒng)前，燃?xì)庵泻休^多的油和水，則應(yīng)在調(diào)壓系統(tǒng)入口處設(shè)置油水分離器。 燃?xì)膺M(jìn)入調(diào)壓器應(yīng)經(jīng)過過濾器過濾其中的固體雜質(zhì)。 在調(diào)壓系統(tǒng)容易聚集雜質(zhì)的設(shè)備、附件或彎頭附近，應(yīng)設(shè)吹掃管；在設(shè)備和管道的最高點設(shè)放散管；在安全閥或安全水封上設(shè)獨立的放散管。,11.2.2供氣管道系統(tǒng)設(shè)計的基本要求,一、燃?xì)夤艿拦鈮毫Υ_定,宜采用的供氣壓力: 次中壓（0.005MPap0.2MPa) 低壓（p0.005MPa）,鍋爐房燃?xì)膺M(jìn)口壓力:,p=pr+p,燃燒器前的燃?xì)鈮毫?管道阻力損失,二、鍋爐房燃?xì)庀到y(tǒng)的管道,1.鍋爐房燃?xì)庖牍艿?從調(diào)壓站到鍋爐房的供氣引入管一般采用單管。 當(dāng)鍋爐房對供氣可靠度要求高或雙氣源供氣時,可采用雙管引入（每根引入母管的流量按鍋爐房總耗氣量的70%考慮）。 引入總管應(yīng)在鍋爐房進(jìn)口處設(shè)總快速關(guān)斷閥，以便在鍋爐房管道檢修或事故時關(guān)斷總氣源。,引入管與鍋爐供氣管的連接可采用端部連接或中間連接。（鍋爐臺數(shù)超過4臺時，最好采用中間連接，以保證各鍋爐的供氣壓力相近）。,當(dāng)調(diào)壓站進(jìn)氣壓力大于0.3MPa，調(diào)壓比又較大時，為防止調(diào)壓站噪聲沿供氣管道傳入鍋爐房，調(diào)壓站至鍋爐房之間應(yīng)有1015m的管道埋地敷設(shè)。,.鍋爐房燃?xì)夤艿?鍋爐房內(nèi)燃?xì)夤艿篮透郊?yīng)明裝，便于檢修和維護(hù)，且不能裝在有高溫或危險的地方。 當(dāng)鍋爐房內(nèi)鍋爐臺數(shù)較多時，供氣管道應(yīng)分段設(shè)置，每段供應(yīng)23臺鍋爐，各段之間有閥門隔開。 每臺鍋爐的供氣支管上應(yīng)設(shè)關(guān)閉閥、快速切斷閥、流量調(diào)節(jié)閥、壓力表和放散管.,3.吹掃管和放散管道 鍋爐房內(nèi)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)應(yīng)設(shè)置吹掃放散管道。 鍋爐在長期停用后重新使用前，必須對燃?xì)夤艿肋M(jìn)行吹掃放散，以排出混合氣體；在鍋爐停用檢修之前（切斷氣源后），也必須將管道內(nèi)的燃?xì)馀懦觯员ＷC檢修安全。 吹掃系統(tǒng)可設(shè)專門惰性氣體（二氧化碳、氮氣）或水蒸氣吹掃管道，也可在燃?xì)夤艿郎显O(shè)置吹掃點。,吹掃點應(yīng)設(shè)在容易聚集雜質(zhì)的設(shè)備、附件或彎頭附近。放散管應(yīng)引至室外安全地點。,11.3 燃油供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計,11.3.1 燃油輸送系統(tǒng) 分為鐵路油罐車運輸、汽車油罐車運輸、油船運輸和管道輸送等四種方式。,1、燃油的運輸：,2、卸油方式 （1）上卸系統(tǒng)：可采用虹吸自流卸(圖a）或泵上卸（圖b）。適用于下部卸油口失靈或沒有下部卸油口的罐車。,1-油罐車；2-上卸油鶴管； 3-加熱鶴管；4-蒸氣閥門； 5- 蒸氣閥門； 6-上卸油閥門； 7-蒸氣閥門；8-下卸油閥門； 9-下卸油管接頭；10-蒸氣干管 11-集油管；12-上卸油閥門； 13-管接頭；14-移動泵,（2）下卸系統(tǒng)：根據(jù)卸油動力的不同分為泵卸油系統(tǒng)和自流卸油系統(tǒng)。 a)自流卸油系統(tǒng)：當(dāng)油罐車的最低油面高于貯油罐的最高油面時可采用。有敞開式下卸系統(tǒng)和封閉式下卸系統(tǒng)兩種。,敞開式下卸系統(tǒng)：卸油口流出的油，經(jīng)導(dǎo)油槽、集油溝、導(dǎo)油溝流入貯油罐。 1-油罐車；2-導(dǎo)油槽 3-集油溝；4-導(dǎo)油溝 5-地下式貯油罐,封閉式下卸系統(tǒng)：油罐車的出油口通過活動接頭與油管聯(lián)接，通過管道流入油罐。 1-油罐車；2-卸油軟管 3-閥門；4-集油管； 5-導(dǎo)油管；6-管溝； 7-地下式貯油罐,b)泵卸油系統(tǒng)：當(dāng)不能利用位差自流卸油時，可采用泵卸油系統(tǒng)將油從油罐車卸入貯油罐。 對于運輸重油的油罐車，為便于卸車，需要對重油進(jìn)行加熱.,1-油罐車；2-卸油軟管；3-閥門； 4-集油管；5-卸油管道；6-管溝； 7-卸油泵,11.3.2 鍋爐房油管路系統(tǒng) 鍋爐房油管路系統(tǒng)的主要任務(wù)是將滿足鍋爐要求的燃油送至鍋爐燃燒器，保證燃油經(jīng)濟安全的燃燒。 其主要流程是：先將油通過輸油泵從油罐送至日用油箱，在日用油箱加熱（如果是重油）到一定溫度后通過供油泵送至爐前加熱器或鍋爐燃燒器，燃油通過燃燒器一部分進(jìn)入爐膛燃燒，另一部分返回油箱。,圖10-10 燃燒輕油的鍋爐房燃燒系統(tǒng) 1供油泵；2臥式地下貯油罐；3卸油口（帶濾網(wǎng)）；4日用油箱；5全自動鍋爐,圖10-11 燃燒重油的鍋爐房燃油系統(tǒng) 1-卸油泵；2-快速接頭；3-地上貯油罐；4-事故油池； 5-日用油箱；6-全自動鍋爐；7-供油泵,11.3.3 燃油系統(tǒng)輔助設(shè)施,1、貯油罐 （1）貯油罐的容量 鍋爐房貯油罐的總?cè)萘繎?yīng)根據(jù)油的運輸方式和供油周期等因素確定。 火車和船舶運輸：一般不小于20-30天的鍋爐房最大消耗量；,一、油罐與油箱,汽車運輸：一般不小于5-10天的鍋爐房最大消耗量； 油管輸送：一般不小于3-5天的鍋爐房最大消耗量。 重油貯油罐不應(yīng)少于2個（對粘度較大的重油可在重油罐內(nèi)加熱，加熱溫度不應(yīng)超過90 oc）。,（2）貯油罐的形式 按油罐的形狀可分為立式油罐和臥式油罐；按布置方式可分為地下油罐、半地下油罐、地上油罐。 地下油罐：油罐的最高液面低于附近地面（距罐壁4m范圍的地面)最低標(biāo)高0.2m以上。,半地下油罐:油罐底埋入地下深度不小于罐高的一半,且罐內(nèi)液面不高于附近地面最低標(biāo)高2m 。 地上油罐:油罐底部在附近地面的最低標(biāo)高以上或深度小于罐本身高度的一半 。,（a）立式貯油罐 一般采用圓形油罐，用于地上式布置。 a-進(jìn)油口； b-排氣口; c-出油口 d-排油口 e-人孔,（b）臥式貯油罐 地上式臥式金屬油罐,地下式臥式金屬油罐：若埋入深度不受地下水位影響時，油罐（涂瀝青防腐層）可直接埋于夯實并鋪有不小于300mm厚砂墊層的罐坑內(nèi)，地下油罐埋置后周圍及罐頂均應(yīng)回填200-300mm厚的砂層，然后再覆土（地下式臥式金屬油罐覆土厚度不得超過1.0m）。人孔上方應(yīng)設(shè)置不小于800mm800mm。,2、日用油箱 若室外油罐距離 鍋爐房較遠(yuǎn)，或鍋 爐需經(jīng)常啟動、停 爐，或因管理不便， 應(yīng)在鍋爐房內(nèi)或就 近設(shè)置日用油箱。,日用油箱的容量一般應(yīng)不大于鍋爐房一晝夜的需用量（當(dāng)設(shè)置在鍋爐房內(nèi)時其容量對重油不超過5m3，對柴油不超過1m3）。 注意：室內(nèi)油箱應(yīng)采用閉式油箱；油箱上應(yīng)有將油排至室外事故油箱的緊急排放管；應(yīng)設(shè)置直同室外的通氣管，通氣管上裝設(shè)阻火器和防雨設(shè)施；油箱上不應(yīng)采用玻璃管式油位計；油箱應(yīng)設(shè)置在專用房間內(nèi)，嚴(yán)禁將油箱設(shè)置在鍋爐或省煤器的上方。 日用油箱由于貯存時間短一般不考慮脫水設(shè)施（對重油應(yīng)先在貯油罐內(nèi)沉淀脫水，然后送入日用油箱。,二、爐前重油加熱器,加熱方式有直接加熱和間接加熱兩種。 間接加熱是油罐車帶有下部蒸氣加熱套（蒸氣、油不直接接觸，油中不會浸入水分）。 直接加熱是通過由上部人孔進(jìn)入油中的蒸氣管向油中噴射蒸氣，適合于不帶蒸氣加熱套的罐車加熱。,三.燃油過濾器: 一般在供輸油泵前的管道上、燃燒器進(jìn)口管安裝過濾器。 常見的燃油過濾器：網(wǎng)狀過濾器、片狀過濾器和臟物過濾器。,泵前常采用網(wǎng)狀過濾器； 燃燒器前宜采用片狀過濾器； 臟物過濾器主要用于儀表閥門前。,四、油泵 1卸油泵:是將油罐車中的燃油輸入貯油罐. 一般設(shè)置2臺，其中一臺備用。一般要求流量大、揚程低。（可選蒸汽往復(fù)泵、離心泵、螺桿泵或齒輪泵）。 2、輸油泵:把燃油從卸油罐送到貯油罐或從貯油罐輸送到日用油箱。當(dāng)用于從貯油罐往日用油箱輸送燃油時，其容量不小于鍋爐房小時最大耗油量的110%。 不應(yīng)少于2臺，其中一臺備用。通常采用螺桿泵或齒輪泵，也可選蒸汽往復(fù)泵、離心泵。,3、供油泵:把燃油送到鍋爐燃燒器。要求流量小、壓力高，且油壓穩(wěn)定。（中小型燃油鍋爐房一般采用螺桿泵和齒輪泵） 集中設(shè)置時不應(yīng)少于2臺，當(dāng)其中一臺停止運行時，其余的總?cè)萘坎粦?yīng)少于鍋爐房最大計算耗量和回油量之和。,五、呼吸閥 安裝在輕油罐上,維持罐內(nèi)壓力正常,防止油罐變形;使燃油與外界空氣隔絕,防止輕油揮發(fā)。當(dāng)罐內(nèi)壓力過高或過低時,呼吸閥打開,釋放罐內(nèi)氣體或吸入外界空氣。 常用呼吸閥:全天候呼吸閥、防火安全呼吸閥和阻火透氣帽。 全天候呼吸閥：可在各種氣候條件下使用。 防火安全呼吸閥：由阻火器和呼吸閥兩部分組成，具有防火和呼吸兩種功能。 阻火透氣帽：是在呼吸閥頂帽中間設(shè)置阻火閥，主要用于小型油罐。,1負(fù)壓通風(fēng)：在煙囪前裝引風(fēng)機，用于克服煙，風(fēng)道的全部阻力。適用于小容量，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力不大的鍋爐，漏風(fēng)大。 2. 正壓通風(fēng)：只裝送風(fēng)機，用于克服全部煙風(fēng)道阻力，在燃油燃?xì)忮仩t上應(yīng)用 。,11.4 鍋爐通風(fēng)設(shè)計,11.4.1 通風(fēng)方式,3平衡通風(fēng)：送風(fēng)機用于克服從風(fēng)道入口到進(jìn)入爐膛（包括空預(yù)器，燃燒設(shè)備和燃料層）的全部風(fēng)道阻力。引風(fēng)機用于克服從爐膛出口到煙囪出口（包括爐膛出口負(fù)壓，鍋爐防渣管及以后各部分受熱面和除塵設(shè)備）的全部煙道阻力，（主要的通風(fēng)方式），爐內(nèi)和煙道處于負(fù)壓。,11.4.2風(fēng)機的選擇和煙、風(fēng)道布置,一、 風(fēng)機的選擇計算 風(fēng)機的主要參數(shù)：流量、壓頭。,1.計算流量: 引風(fēng)機的計算流量:,引風(fēng)機前的煙氣側(cè)壓力,送風(fēng)機的計算流量:,2.計算壓頭:,引風(fēng)機的計算壓頭: Hj=2. Hy 式中： Hy鍋爐煙道的全壓降（pa) 2 壓頭儲備系數(shù)，取2 =1.2。,送風(fēng)機的計算壓頭: Hj=2. Hk 式中： Hk鍋爐風(fēng)道的全壓降（pa）； 2 壓頭儲備系數(shù)，取2 =1.2。,鍋爐煙道全壓降的計算:,煙道的自生風(fēng)計算:,式中H-所計算煙道初、終截面之間的垂直高度差，（m）（為絕對值）；（即當(dāng)煙氣向上流動時，hzsy為正；當(dāng)煙氣向下流動時， hzsy為負(fù)）。 總的自生通風(fēng)力：,煙道流動阻力計算和煙囪流動阻力包括： 沿程摩擦阻力 hmc 橫向或縱向沖刷管束的阻力hhx 局部阻力 hjb 煙道總流動阻力Hsly :即從爐膛出口到引風(fēng)機前的所有煙道和受熱面及除塵設(shè)備流動阻力的累加.,折算到風(fēng)機廠設(shè)計條件(p0=101325pa，引風(fēng)機的溫度2000C）的壓頭為：,鍋爐風(fēng)道全壓降的計算:,風(fēng)道總流動阻力HslK :冷風(fēng)道、空氣預(yù)熱器、熱風(fēng)道和燃燒設(shè)備等流動阻力的累加.,鍋爐風(fēng)道中僅對二個區(qū)段計算自生風(fēng)： 空預(yù)器段：計算高度等于冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口的標(biāo)高差。 熱風(fēng)道段：計算高度等于空預(yù)器出口到爐室入口（即燃燒器的軸心或爐排面）的標(biāo)高差。,即風(fēng)道的總自生風(fēng)（未裝空預(yù)器的不計算此項）,折算到風(fēng)機廠設(shè)計條件（p0=101325pa，送風(fēng)機的溫度200C）的壓頭為：,11.4.3通風(fēng)系統(tǒng)的煙囪設(shè)計,一、煙囪高度的確定原則,1.原則： (符合現(xiàn)行國標(biāo)）即滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保規(guī)定的條件下，滿足鍋爐通風(fēng)的要求。 （1）工業(yè)“三廢”排放施行標(biāo)準(zhǔn) （2）工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) （3）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （4）大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),2.機械通風(fēng)時煙囪高度的確定,機械通風(fēng)時,風(fēng)、煙道阻力由送、引風(fēng)機克服（平衡通風(fēng)）。因此，煙囪的作用主要不是用來產(chǎn)生引力，而是使排出的煙氣符合環(huán)境保護(hù)的要求。 （1）煙囪高度按鍋爐房總?cè)萘看_定（針對煤和重油）,說明:(a)鍋爐房總?cè)萘看笥?8MW(40t/h)時,煙囪高度不得低于45m。,（c）對于以燃煤或重油的每個新建鍋爐房只能設(shè)一個煙囪。,（d）對于燃?xì)饣蛉驾p柴油的鍋爐房，煙囪高度應(yīng)按批準(zhǔn)的環(huán)境影響報告書要求確定，但不得低于8m。,（b）新建鍋爐房周圍半徑200m內(nèi)有建筑物時，煙囪應(yīng)高出最高建筑物3m 以上。,（2）按煙塵和二氧化硫允許排放量校核煙囪高度,3.自然通風(fēng)時煙囪高度的確定,對于采用自然通風(fēng)的鍋爐房,煙道的全部阻力要依靠煙囪的引力(即自生風(fēng)力),此時煙囪的高度必須滿足下式的要求:,采用自然通風(fēng)的鍋爐,煙囪高度應(yīng)使其產(chǎn)生的抽力克服鍋爐本體及煙道的全部阻力外,并能保證爐膛出口有40-80pa的負(fù)壓(對平衡通風(fēng)而言),二、煙囪直徑的計算,1.出口內(nèi)徑,2.磚煙囪底部(進(jìn)口)直徑,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)冬、夏季負(fù)荷分別計算。如負(fù)荷相差懸殊，則應(yīng)首先滿足冬季負(fù)荷要求.,三、高層建筑的煙囪布置,（1）高層建筑鍋爐房的煙囪一般是做成附壁煙囪或布置在管井內(nèi)，其位置應(yīng)使燃燒裝置的燃燒不受干擾，排煙通暢。 設(shè)計中應(yīng)盡可能在建筑的拐角或有遮擋的部位，并與建筑立面相協(xié)調(diào)(但實際中可能很難與建筑主體協(xié)調(diào),并且還存在若設(shè)計或施工上的問題容易造成煙囪和建筑墻面開裂等(主要針對燃煤鍋爐),1.煙囪布置要求,（2）煙囪頂部應(yīng)高出屋頂表面，其垂直距離為1m以上；當(dāng)建筑物頂上有開口部位時，煙囪與之水平距離應(yīng)在3m以上，煙囪出口處應(yīng)有防風(fēng)避雨的遮擋裝置； （3）煙囪的保溫或支撐物不得使用可燃材料；,（4）煙囪的常用材料為鋼筋混凝土、鋼板等，有些高層建筑鍋爐房的煙囪采用不銹鋼材質(zhì)，美觀耐用，但其價格較貴。設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行綜合分析比較后確定煙囪形式。,2、高層建筑群內(nèi)獨立鍋爐房煙囪布置 高層建筑群內(nèi)鍋爐房煙囪布置通常有兩種形式： 1)沿附近高層建筑的外墻或內(nèi)墻布置； 2)獨立布置。 獨立布置的煙囪其高度應(yīng)滿足鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。并應(yīng)避免附近高層建筑的風(fēng)壓帶對煙囪排煙的不良影響，煙囪高度應(yīng)超出風(fēng)壓帶。,3、高層建筑鍋爐房排煙系統(tǒng)阻力平衡措施 高層建筑鍋爐房排煙系統(tǒng)設(shè)計中，由于鍋爐房位置和煙囪受到建筑總平面布置的約束，出現(xiàn)兩種情況： 第一種情況，鍋爐位于底層，煙囪位置靠近鍋爐，煙囪抽力大于煙道阻力，造成鍋爐負(fù)壓太大；第二種情況，鍋爐遠(yuǎn)離煙囪，有較長的水平煙道，阻力大，造成煙氣阻滯或排煙不暢。,（1）平衡鍋爐負(fù)壓太大措施 1）減少煙囪及煙道尺寸，增加排煙阻力； 2）在煙道或煙囪上加抽風(fēng)控制器，吸入一部分空氣混進(jìn)煙氣，增加排煙阻力。,（2）克服排煙阻力過大的措施 1）提高鍋爐微正壓； 2）加裝煙氣引射器 在鍋爐房煙道中插入一段特殊形狀的煙管（文丘里管引射裝置），采用壓縮空氣噴射引流煙氣； 3）增加引風(fēng)機 由于目前小型燃?xì)馊加湾仩t排煙溫度高（一般為230左右），選用耐溫低壓頭的引風(fēng)機產(chǎn)品有困難，需要解決引風(fēng)機產(chǎn)品。,一水中的雜質(zhì)及危害,1 天然水中的雜質(zhì),（1）懸浮物：懸浮在水中的固體或液體物質(zhì)（可通過濾紙分離出來，10-4mm以上），包括動植物殘渣，油脂，粘土，泥沙和其它一切不溶性物質(zhì)。,（2）膠體：是許多物質(zhì)分子和離子的集合體，主要是鐵、鋁、硅、鉻等的化合物（粒徑在10-610-4mm，通過濾紙不能分離）。,（3）溶解物:主要是溶于水中各種鹽類（多以離子狀態(tài)存在水中，如Ca+、Mg + 、Na +、K +、H + 、Cl - 、SO4 - - ，它們十分穩(wěn)定,顆粒小于10-6mm ）和一些溶解氣體（主要為氧氣和二氧化碳）。,11.5 冷熱源水處理系統(tǒng),11.5.1 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo),2 危害 （1）熱力設(shè)備的結(jié)垢 （2）熱力設(shè)備的腐蝕 （3）過熱器及蒸汽管道的積鹽,二水質(zhì)指標(biāo),1.懸浮固形物：即水通過濾紙后被分離出來的固形物，經(jīng)干燥至恒重。以一升水中含固形物的毫克數(shù)來表示，（mg/L）。,2.溶解固形物：看作水中溶解的全部鹽類的總含量，（ mg/L ）。,(1) 暫時硬度:(即碳酸鹽硬度)指每升水中含鈣、鎂的重碳酸鹽的毫摩爾數(shù) .(天然水中鈣、鎂的碳酸鹽硬度的含量很少） （Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2，加熱至沸騰后能轉(zhuǎn)變成沉淀物析出）.,3.硬度（H）：指溶于水中能夠形成水垢的物質(zhì)鈣、鎂的含量。水中Ca2+、Mg 2+離子的總含量稱為總硬度（ mmol/L ）。,（2）永久硬度：（即非碳酸鹽硬度CaCl2、 MgCl2 、CaSO4、 MgSO4 ），只有在水不斷蒸發(fā)后使水中所含的濃度超過飽和極限時才會沉淀析出。 總硬度=暫時硬度+永久硬度,4.堿度（A）：指水中含有堿性物質(zhì)的多少。,天然水的堿度: 水中主要含HCO3-（重碳酸根）， CO32 - （碳酸根），還有 SiO3 2 - 硅酸根的鹽類組成。 天然水中不能同時有（OH - ）和HCO3-，因為,爐水中的堿度：水中含PO4 3 - （磷酸根）和OH - （氫氧根）。 堿度即表示上述陰離子的總含量（mmol/L）。,水中暫時硬度：由鈣、鎂與CO3 2 -及HCO3-形成的鹽類，也屬于水中的堿度（亦稱暫硬堿度）。,如:鈉鹽堿度（Na2CO3,次之NaHCO3 ）(亦稱負(fù)硬度) ：可以除去水中相應(yīng)的永硬（如CaSO4硫酸鈣）（負(fù)硬度=總堿度-暫時硬度）,水中所含的各種硬度和堿度的關(guān)系： 當(dāng)總硬度H 總堿度A時： H暫=A（總堿度）; H永=H（總硬度）- A（總堿度） 鈉鹽堿度=A（總堿度）- H暫（暫時硬度）=0 。,當(dāng)總硬度H =總堿度A時： H暫=A（總堿度）= H（總硬度）; H永=H- A=0 鈉鹽堿度=A（總堿度）- H暫（暫時硬度）=0 當(dāng)總硬度H 總堿度A時： H暫= H（總硬度）; H永=H- H暫=0 鈉鹽堿度= A（總堿度）- H暫（暫時硬度）,這種水質(zhì),可加熱除垢(除去暫硬),不斷排污（控制堿度）,若排污率小于10%,則不用進(jìn)行水處理.,5.相對堿度:指鍋水中游離的NaOH和溶解固形物之比值.,游離的NaOH:指水中氫氧根折算成NaOH的含量.,相對堿度是防止鍋爐苛性脆化的一項技術(shù)指標(biāo)，規(guī)定其值必須小于0.2。,鍋爐苛性脆化：即在金屬晶粒之間的腐蝕(是一種無任何變形的破壞),最初表現(xiàn)為肉眼看不見的細(xì)小裂紋,不易引起注意。常發(fā)生在鍋爐汽包等設(shè)備的鉚接或脹接管縫隙處。,6.PH值: 指水的酸堿性程度。 當(dāng)PH=7時，水呈中性; PH，水呈堿性,鍋爐給水:要求PH. 鍋水（即爐水）:PH值控制在1012.,7. 溶解氧（含氧量）：表示溶于水中的氧氣含量，以一升水中含有氧氣的毫克數(shù)表示(Mg/)。,鍋爐額定蒸發(fā)量大于等于6t/h(單臺)時應(yīng)除氧。 額定功率大于等于4.2MW的承壓熱水鍋爐給水應(yīng)除氧;額定功率小于4.2MW的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐給水應(yīng)盡量除氧.,8.磷酸根（3-） 作為鍋水的一項控制指標(biāo)，為消除鍋爐給水帶入汽鍋的殘留硬度，或為防止汽鍋內(nèi)腐蝕，可向鍋內(nèi)加入一定量的磷酸鹽。,磷酸鹽可在金屬表面形成保護(hù)膜。加入量太大，形成浪費，且使?fàn)t水含鹽量增加；太小，起不到作用。,9.含油量： 天然水一般不含油，可是蒸汽的凝結(jié)水或給水在使用過程中有可能混入油類。 鍋水含油及堿類等物質(zhì)，在水位表面易形成泡沫層，使蒸汽帶水量增加，影響蒸汽品質(zhì)，因此也規(guī)定了鍋爐給水的含油量。,蒸汽鍋爐：鍋外處理：（）給水水質(zhì)指標(biāo) （）鍋水水質(zhì)指標(biāo) 鍋內(nèi)加藥處理：水質(zhì)指標(biāo) 熱水鍋爐： 鍋內(nèi)加藥處理 鍋外化學(xué)處理,蒸汽鍋爐鍋外化學(xué)水處理的水質(zhì)指標(biāo),熱水鍋爐的水質(zhì)指標(biāo),鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐水質(zhì)指標(biāo),例：某水質(zhì)分析 總硬度：4.6 mmol/L 總堿度: 4.0 mmol/L 永久硬度:0.6 mmol/L 暫時硬度:4.0 mmol/L 溶解固形物:3.1g/L PH: 7.5,工業(yè)鍋爐水處理的主要任務(wù)：軟化、除氧和除堿。,水處理的方法: 鍋內(nèi)處理和鍋外處理。（以鍋外處理采用得最為普遍和有效）,離子交換水處理，即原水通過離子交換劑時，水中的Ca2+、Mg 2+、 HCO3-等，即可被離子交換劑吸收或被轉(zhuǎn)換成沉淀性的鹽類和氣體，從而使水達(dá)到軟化或除堿的目的。,11.5.2 離子交換原理,工業(yè)鍋爐房采用的離子交換劑主要是：人造有機質(zhì)的磺化煤和合成樹脂。,磺化煤 ：是碎的煙煤經(jīng)濃硫酸硫化處理后形成的 。 缺點：交換容量小，化學(xué)穩(wěn)定性差，特別對堿性強的水，抵抗力差，機械強度不高，易碎。,合成樹脂 ：化學(xué)方法合成制成 。 優(yōu)點：合成樹脂內(nèi)部具有較多的孔隙，故交換能力大；機械強度和工作穩(wěn)定性都較好，已廣泛采用。,一鈉離子交換原理,鈉離子交換劑：NaR（R-復(fù)合陰離子根）,反應(yīng)結(jié)果：水中的鈣、鎂鹽類都變成了鈉鹽，即除去水中的硬度；原水中的重碳酸鹽硬度均變成了鈉鹽堿度，水的堿度保持不變。（即鈉離子交換，只能軟化水，但不能除堿）,失效后的鈉離子交換劑，要用濃度為58%的食鹽水溶液進(jìn)行還原（也稱再生），使離子交換劑重新變成NaR。,二、氫-鈉離子交換系統(tǒng),氫離子交換劑：HR,反應(yīng)結(jié)果：經(jīng)氫離子交換，原水中的碳酸鹽硬度均變成了水和二氧化碳，即消除硬度的同時也降低了水的堿度和鹽分；非碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x酸，（由于形成酸性水，故氫離子交換器及其管道要有防腐措施，處理后的水也不能直接進(jìn)入鍋爐）。 通常氫離子交換與鈉離子交換聯(lián)合使用（即氫-鈉離子交換），使氫離子交換后產(chǎn)生的游離酸與經(jīng)鈉離子交換后生成的堿相互中和，進(jìn)一步達(dá)到除堿作用.,三、銨-鈉離子交換系統(tǒng),銨離子交換劑：NH4R,銨-鈉離子交換: 使銨鹽受熱分解所生成的酸與經(jīng)鈉離子交換后生成的堿相互中和，既消除了酸,又降低了鍋水中的堿度.,當(dāng)陽離子交換劑失效后,用銨鹽液再生使之成為銨 型離子交換劑(NH4R)。,注意：用硫酸銨（(NH4)2SO4）作還原劑時，取濃度為2.5%-3.0%;以氯化銨(NH4)Cl) 為還原劑時,其濃度不受限制.,11.5.3 離子交換設(shè)備,一、固定床鈉離子交換設(shè)備及運行,鈉離子交換器的運行通常分四個步驟，從交換失效后算起為： 反洗，再生，正洗和交換。,1.順流式再生,交換運行時的水流方向 與再生還原液運動方向 是一致的,通常由上向下流。,（1）反洗：交換器中的交換劑失效后，常用水自下而上進(jìn)行短時間的強烈反洗。,目的：a.松動交換劑層； b.清除交換劑上層中的懸浮物，碎粒，汽泡 。（由左側(cè)的排水管排出）,反洗一直進(jìn)行到出水不渾為止，一般需min。,（2）還原（再生）：可使失效的離子交換劑恢復(fù)其軟化能力。 鈉離子交換器的還原液為食鹽水，鹽水的濃度一般以為宜。 若采用分段還原：則先用濃度的鹽水還原,再用濃度的鹽水還原，可提高還原效果，降低鹽耗。還原速度一般為m/h 。,（3）正洗：可清除殘余的再生劑和再生產(chǎn)物（CaCl2，MgCl2）。鈉離子交換器的正洗速度m/h，正洗時間min。,順流再生時，正洗水是由交換器上進(jìn)下出，通常正洗過程的后期階段，將含有鹽分的正洗水送入反洗水箱儲藏起來，供下次反洗時使用，可節(jié)約交換器的自身用水量和再生時的鹽耗量。,（4）交換： 經(jīng)清洗合格后的離子交換器，可投入交換運行。 水流速度：根據(jù)原水水質(zhì)、交換劑的性質(zhì)選擇。,原水總硬度（mmol/L） 2.5 5.3 8.9 14 磺化煤 : 采用的水速(m/h) 25 15 10 5 合成樹脂 : 采用的水速(m/h) 1520,2.逆流式再生 再生液從交換器下 部進(jìn)入，上部排出，與 交換（軟化）運行時的 水流向相反。 （優(yōu)點：出水質(zhì)量高 ，鹽耗低。）,逆流再生離子交換器運行步驟： （）小反洗：在交換器失效并停止運行時，將反洗水由中間排水裝置引進(jìn)，并從交換器頂部排出，以沖去運行時積聚在壓實層表面及中間排水裝置以上的污物。 小反洗水速：m/h以下（以出口水中無外逸的樹脂為度）,洗至出水清澈為止。,（2）排水：小反洗結(jié)束后，待壓實的顆粒下降后，開啟空氣閥和再生流出口閥，放掉中間排水裝置上部的水。 （3）頂壓：如采用壓縮空氣頂壓時，可從交換器頂部送入壓縮空氣，以防止亂層。,（4） 進(jìn)再生液：從交換器下部送入。有頂壓時，再生液送入速度為56m/h；無頂壓時，采用低速送入（1.62m/h）。 （5） 逆流沖洗： 有頂壓時：將逆洗水從交換器下部送入，進(jìn)行逆流沖洗：逆流水的流速仍保持56m/h，逆流沖洗時間：3040min。 無頂壓時：采用的沖洗速度與低流速再生時的流速相同。,（6）小正洗：停止逆流沖洗和頂壓，從頂部進(jìn)水，中間排水裝置放水，以清洗滲入壓實層及壓實層上部的再生液，為時約10min左右。 （7）正洗：用水由上而下進(jìn)行正洗，正洗流速為1520m/h，直至出水符合給水標(biāo)準(zhǔn)，即可投入運行。,一般逆流式再生離子交換器在運行20個或更長周期后，進(jìn)行一次大反洗。反洗流速1820m/h，時間為1520 min 。以除去交換劑層中的污物和破碎的交換劑顆粒。 大反洗從底部進(jìn)水，廢水由交換器頂部排水放掉，大反洗松動了整個交換劑層，故大反洗后第一次再生時，再生劑耗量應(yīng)加大0.51倍以上.,說明: 1.當(dāng)原水硬度mmol/時，建議采用雙級鈉離子交換系統(tǒng)。 第二級交換器：由于進(jìn)水中要除去的離子濃度很低，故交換劑的高度可較?。ㄒ话?m左右），運行時可用較高的流速，一般為m/h。,二、氫-鈉離子交換系統(tǒng) （1）并聯(lián)系統(tǒng)：必須計算水量比例，才能避免氫、鈉交換器的混合水呈酸性。實際計算水量分配時，總是使混合后的軟水仍帶一點堿度（殘留堿度通?？刂圃?.3 0.5mmol/L).,(2)串聯(lián)系統(tǒng):部分原水進(jìn)氫離子交換器,全部的水最后都要通過鈉離子交換器,所以設(shè)備的投資比并聯(lián)系統(tǒng)高,但不會出現(xiàn)酸水,系統(tǒng)的可靠性要好。,三. 銨-鈉離子交換系統(tǒng) 1)系統(tǒng)形式: 并聯(lián)、混合式。 2）與氫-鈉交換效果的區(qū)別：銨離子的除堿及除鹽效果，必須在軟水受熱后才呈現(xiàn)；銨離子交換處理的水受熱后會產(chǎn)生氨氣，在有氧條件下對銅制設(shè)備有腐蝕；并聯(lián)銨-鈉系統(tǒng)不需要除氣器（經(jīng)鈉離子交換的水，在未受熱前不會生成CO2）。,四、部分鈉離子交換、部分氫離子交換系統(tǒng) 1.部分鈉離子交換： 原水一部分通過鈉離子 交換后的軟水與另一部 分原水相混合。（鍋內(nèi) 和鍋外相結(jié)合的水處理 方法） 用堿平衡來確定經(jīng)過 鈉離子交換后軟水中的 堿量。,2.部分氫離子交換：（當(dāng)原水堿度大于硬度時, 采用此種水處理方法） 經(jīng)過氫離子交換的那部分原水被除硬、除堿后生成的二氧化碳及酸，再與另一部