課程設計鍋爐及鍋爐房設備

1、石家莊鐵道大學四方學院課程設計鍋爐及鍋爐房設備2009 級 電氣工程 系專 業(yè) 建筑環(huán)境與設備工程學 號 XXX 學生姓名 XXX 指導教師 X X 完成日期 2012 年 月 8 日目 錄第一章 設計任務21.1設計內(nèi)容21.2設計基本要求2第二章主要技術指標32.1工程概況32.2相關參數(shù)選擇3第三章鍋爐機組的選擇4第四章給水及給水設備的選擇54.1鍋爐循環(huán)水量的計算54.2循環(huán)水泵揚程的計算54.3循環(huán)水泵的選擇6第五章定壓及水處理設備的選擇75.1膨脹容積的計算75.2定壓裝置及補水泵的選擇75.3軟化水設備及軟化水箱的選擇85.4鼓風機的選擇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天燃氣總管徑的確定10第七章燃氣及排煙系統(tǒng)117.1煙氣量的計算117.2燃氣及天然氣泄露報警裝置117.3循環(huán)水泵的選擇12第八章熱工控制和測量儀表14第九章鍋爐房的布置15設計總結(jié)16參考文獻17第一章設計任務1.1 設計內(nèi)容1、熱水鍋爐的選?。?、鍋爐房水動力計算3、鍋爐房水處理及煙風阻力計算4、熱水鍋爐房系統(tǒng)圖5、熱水鍋爐房平面圖1.2設計基本要求1、 熟練掌握所學的專業(yè)知識，能夠綜合運用所學知識，獨立分析和解決實際問題，具備一定的創(chuàng)新意識和實踐能力，獲得了科學研究的基礎訓練。2、在設計中著重培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作做風和嚴肅認真的科學態(tài)度。3、

3、進一步訓練和提高分析設計能力、理論計算能力、計算機應用能力，以及查閱文獻資料和文字表達等基本技能。第二章 主要技術指標2.1工程概況本設計為一燃氣熱水鍋爐房系統(tǒng)工藝設計，主要為石家莊某住宅小區(qū)采暖提供所需的熱能。2.2 相關參數(shù)的選擇(1)供熱熱負荷：本設計位于石家莊，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：根據(jù)采暖通風規(guī)范實施手冊和城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范（CJJ34-2002）規(guī)定：住宅供暖面積熱指標qn,m為58-64(W/m2)。本設計取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 鍋爐機組的選擇鍋爐房面積為46000 m2，面積熱負荷為60 W/m2，經(jīng)計算鍋爐的熱功率為2.76MW。根據(jù)鍋爐房的計算容量、所需熱水參數(shù)和供應燃料品種，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，其技術參數(shù)如下：表3-1 WNS2.8-1.0-95/70-Q機組技術參數(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 給水及給水設備的選擇4.1鍋爐循環(huán)水量的計算鍋爐循環(huán)水量的計算： t/h (4-1)式中 Q鍋爐額定熱負荷,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)水泵的流量在計算出的鍋

6、爐房循環(huán)水量基礎上附加1.1，經(jīng)計算得水泵流量為： t/h；4.2循環(huán)水泵揚程的計算循環(huán)水泵揚程的計算循環(huán)水泵揚程： (4-2)式中 鍋爐房阻力損失，取100 kPa； 供回水管網(wǎng)阻力損失，由計算的300 kPa； 最不利用戶內(nèi)部阻力損失，取50 kPa；循環(huán)水泵揚程： kPa校核后：=450×1.2=540 kPa=54m循環(huán)水泵的流量在計算出的鍋爐房循環(huán)水量基礎上附加1.1，經(jīng)計算的水泵流量為： t/h；4.3循環(huán)水泵的選擇循環(huán)水泵臺數(shù)的選擇，為控制方便，以一臺鍋爐配一臺泵的形式，故選擇兩臺立式循環(huán)水泵（一臺備用），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 型水泵技術參數(shù)流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)121.659.5673029004.0第五章 定壓及水處理設備的選擇5.1膨脹容積的計算水容量計算 Va =熱負荷×7.8L/KW Va =2800×7.8 = 21840L=21.84 m ³膨脹容積計算公式： (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定壓裝置及補水泵的選擇熱水系統(tǒng)

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

9、脹水箱定壓補水為一個整體裝置，屬于氮氣定壓。落地膨脹水箱的隔膜罐中，罐與囊之間充氮氣。其相關參數(shù)如下： 表5-1 NZG800型膨脹水箱參數(shù)調(diào)節(jié)容量（m3）補水泵流量（m3 /h）補水泵揚程（m）電機功率（kw）最高使用溫度（）4-11605.51205.3軟化水設備及軟化水箱的選擇根據(jù)自來水的水質(zhì)資料，選用NTS5-2/10型全自動軟化水裝置一臺，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)標準GB1576-2001總硬度0.6mmol/L的要求。全自動軟化水裝置的技術參數(shù)如下：表5-2 SN-2-BLL-T型全自動軟水器參數(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。5.4鼓風機的選擇送風量的計算： m3/h (5-2)式中，Bj計算燃料消耗量，310.7kg/h； 理論空氣量，9.68 kJ/m3； 爐膛出口處的過量空氣系數(shù)，1.10； 爐膛漏風系數(shù)，取0.10； 燃料制備系統(tǒng)的漏風系數(shù)，取0.05； 空氣預熱器中空氣漏入煙道的漏風系數(shù)，一般取0.05； tlk冷空氣溫度，從鍋爐房內(nèi)吸入冷空氣時，可取為30。計算可得：Vlk = 3338m3/h根據(jù)送風量選風機,參照香港泓達國際集團有限公司-汕頭公司的樣本，選取型號為SB-3.75A的風機。其相關參數(shù)如下： 表5-3 SB-3

11、.75A型鼓風機性能參數(shù)型號風量（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DJ-100型自動加藥裝置。鍋爐運行時，用戶可根據(jù)水質(zhì)情況選購緩蝕劑、阻垢劑、除氧劑、堿度調(diào)節(jié)劑等，以改善鍋爐水質(zhì)。因熱水用戶較為單一，故本鍋爐房不設分水缸。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)水進出總管管徑總管流量可由下式計算 m³/h若取管內(nèi)流速為1.5m/s，則每臺循環(huán)水管管徑可由下式計算式中 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，則每臺循環(huán)水管管徑可由下式計算水泵至鍋爐循環(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）可簡化計算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。第七章燃氣及排煙系統(tǒng)7.1煙氣量的計算燃氣種類為天然氣時：，k=2。1) 理論煙氣量2) 理論空氣量3) 實際空氣量4) 過量空氣系數(shù)5) 過量空氣6) 實際煙氣量7

13、.2燃氣及天然氣泄露報警裝置在進氣總管上裝有自動切斷閥，設置在專門的天然氣切斷閥間內(nèi)，自動切斷閥采用自動關閉、現(xiàn)場人工開啟型。切斷信號來自于控制室的泄漏警報裝置，連接報警裝置的探頭安裝在鍋爐房內(nèi)燃氣易泄露處。探頭供選用4個。一旦燃氣泄漏濃度打到爆炸下線LET的1/4時報警，持續(xù)1min后通過自動切斷閥，迅速切斷供氣，并同時啟動連鎖的排風系統(tǒng)（排風系統(tǒng)由暖通專業(yè)設計）將室內(nèi)的泄漏氣體排至室外，以確保鍋爐安全運行。天然氣泄漏報警裝置選用一臺型號為4802C的可燃氣體檢測系統(tǒng)。另在切斷閥前及感官末端接放散管，并在放散管上裝設取樣管。燃氣體檢測系統(tǒng)的技術參數(shù)：型號：4802C測量范圍：0100%LEL

14、報警點：25%LEL報警方式：獨立光報警、公共聲報警響應時間：7.3煙囪1、煙囪出口直徑式中，Vyz通過煙囪的總煙氣量，m3/h； n利用同一煙囪的同時運行的鍋爐臺數(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，本設計取11m/s。表7-1 煙囪出口處煙氣流速 （m/s）通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風10-204-5自然通風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。按鍋爐房設計規(guī)程，燃氣鍋爐煙道應設置泄爆裝置，本鍋爐因無水平煙道，煙囪又直通室外，故未設防爆門。第八章熱工控制和測量儀表鍋爐由它帶來的控制柜進行控制，能顯示鍋爐運行時水的壓力、溫度及燃氣壓力等參數(shù)，具有全自動運行功能。如具有火焰自動調(diào)節(jié)、爐膛自動吹掃和火焰、風壓自動檢測功能以及出水壓力高低自動檢測功能；循環(huán)水溫度超過設定值后的自動待機和溫度降低后的自動啟動等功能。具有多項安全連鎖功能，如水泵、風機過載；點火失敗、異常熄火、風機無風、燃氣壓力過低過高、排煙溫度過高、循環(huán)水斷水等故障連鎖保護功能；循環(huán)水溫度超過(低于)設定值后的自動待機(自動啟動)等功能，以確保鍋爐的安全正常運行。第九章鍋爐房

16、的布置 鍋爐房布置應滿足各種設備的工作安全可靠，運行管理和安裝檢修便利；同時還應節(jié)省用地用材，提高建設和運行的經(jīng)濟性。 鍋爐房應為一、二級耐火等級的建筑，鍋爐房與相鄰建筑物之間應留有防火間距，具體要求與建筑物的耐火等級有關。 出于安全方面的考慮，鍋爐房應采用輕型屋頂，門的數(shù)量和開向也有要求。 鍋爐房地面應平整無臺階。為防止積水，底層地面應高于室外地面。設備布置在地下室時，應有可靠地排水設施。 鍋爐房工藝布置原則：首先要考慮將來運行的安全可靠和操作的方便靈活。 其次，設備的布置應盡量順其工藝流程，使介質(zhì)和物料的流程簡短、暢通、減少流動阻力和動力消耗，便利運輸。 第三，布置時要為安裝、檢修創(chuàng)造良好

17、的條件。 第四，應注重改善勞動、衛(wèi)生條件，盡量減少環(huán)境污染。 第五，要重視和落實安全設施，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，工藝布置時應盡量參照建筑模數(shù)和其他有關規(guī)定。 第七，鍋爐房布置時還應根據(jù)工廠企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的近、遠期規(guī)劃，留有擴建的余地，設備選擇和布置，應有一次設計分期建設的可能。 第八，當鍋爐采用露天布置時，應按漏天氣候條件因地制宜地采取有效地防凍、防雨、防風和防腐等措施。設計總結(jié)熱水鍋爐系統(tǒng)工藝設計的鍋爐房設計從最開始的一片茫然到逐步一點點的進行，設計畫圖，知道最后可以及時的完成任務，在此過程中我收獲量很多。其中，使我感觸最深的就是設計中需要有獨立完成和團結(jié)協(xié)作的能力。在設計過程中很多數(shù)據(jù)和方法需要自己通過查閱技術措施以及相關產(chǎn)品的樣本獨立思考去完成，它鍛煉了我的獨立自主能力，與此同時，與同學的互相討論與合作的過程中，也讓我知道了自己的不足之處，更享受了難得的同學團結(jié)合作的快樂。不僅這樣，課程設計中要做到仔細、細心也是我所收獲的，通過很多次得修改才最終完成這次的課程設計。有了這次課程設計的經(jīng)驗，我會從中吸取經(jīng)驗教訓，牢記中途遇到的問題及解