鍋爐課程設計的計算書南京工業(yè)大學

1、鍋爐及鍋爐房設備課程設計目錄第1章 鍋爐型號和臺數(shù)的選擇11.1 熱負荷計算11.1.1最大計算熱負荷11.1.2 平均熱負荷11.2鍋爐的型號與臺數(shù)選擇2第2章 給水及水處理設備的選擇32.1 水處理設備生產(chǎn)能力32.1.1鍋爐給水需要的水處理32.1.2 鍋爐給水量的確定32.2 軟化方法與設備選擇42.2.1軟水器的選擇42.2.2軟化水箱的選擇42.3 除氧方法與設備選擇42.4 排污系統(tǒng)5第3章 給水設備和主要管道的選擇計算63.1 給水系統(tǒng)及系統(tǒng)草圖的擬定63.2 給水泵的選擇63.3 給水箱選擇73.3.1 給水箱的容積和個數(shù)73.3.2給水箱的安裝高度73.4 熱水系統(tǒng)的管徑確

2、定7第4章 燃氣系統(tǒng)設計84.1確定燃氣供應系統(tǒng)方案；84.2燃氣管道的設計84.2.1管材的選用84.2.2燃氣管道直徑的設計84.2.3放散管直徑的確定94.3燃氣系統(tǒng)注意事項9第5章 輔助設備105.1 閥門10第6章 鍋爐房工藝布置116.1 鍋爐房設備布置116.2 鍋爐房建筑11第7章 管道的保溫及防腐137.1 管道的保溫137.2 管道的防腐13參考文獻15小結(jié)15第1章 鍋爐型號和臺數(shù)的選擇1.1 熱負荷計算表1-1 熱 負 荷 資 料用熱部門熱源要求熱負荷（KW）夏 季冬 季最大平均最大平均生活熱水65856700898728采暖95/7040003000根據(jù)生產(chǎn)、采暖、通

3、風、制冷及生活需要的熱負荷，計算出鍋爐房設計的最大計算熱負荷、平均熱負荷，作為選擇鍋爐類型、臺數(shù)、確定鍋爐房規(guī)模和計算各種耗量的依據(jù)。1.1.1最大計算熱負荷 QmaxK(K1Q1十K2Q2十K3Q3十K4Q4十K5Q5) (1-1)式中 Qmax 最大計算熱負荷，t/h； Q1,Q2，Q3，Q4，Q5生產(chǎn)、采暖、通風、空調(diào)、生活最大熱負荷， t/h； K管網(wǎng)熱損失及鍋爐房自用熱系數(shù)，一般可取1.11.2;K1生產(chǎn)熱負荷同時使用系數(shù)，一般可取0.70.9；K2采暖熱負荷同時使用系數(shù)，一般取1.0；K3通風熱負荷同時使用系數(shù)，一船可取0.71.0，或分別計算；K4空調(diào)熱負荷同時使用系數(shù)，一船取0

4、.71.0；K5生活熱負荷同時使用系數(shù)，可取0.5， 由式（1-1）得：冬季鍋爐最大計算熱負荷Q=1.1×(1×4000+0.5×898)=4893.9 KW=4.9 MW夏季鍋爐最大計算熱負荷Q=1.1×(0.5×856)=470.8 KW=0.478 MW1.1.2 平均熱負荷 QcpK(Q1cp+Q2cp+Q3cp+Q4cp+Q5cp) (1-2) 式中 Qcp平均熱負荷，t/h；K同前； Q1cp，Q2cp，Q3cp，Q4cp，Q5cp生產(chǎn)、采暖、通風、空調(diào)、生活平均熱負荷，t/h;由式(1-2)得鍋爐平均熱負荷Qcp1.1×

5、(3000+728)=4100.8KW1.2鍋爐的型號與臺數(shù)選擇根據(jù)熱源設備房計算熱負荷的大小、負荷特點、參數(shù)、燃料種類等條件，并考慮技術(shù)經(jīng)濟方面的合理性等綜合因素后，選定兩臺臥式鍋殼內(nèi)燃式熱水鍋爐設備，一臺型號為CWNS4.2-95/70-Y(Q)，另一臺為CWNS0.7-95/70-Y(Q)，冬季是兩臺同時運行，夏季的時候只運行型號為CWNS0.7-95/70-Y(Q)的鍋爐，鍋爐型號及參數(shù)見表1.2表1-2 所選鍋爐型號及主要參數(shù)鍋爐型號熱功率(MW)壓力(Mpa)出/回水溫度()熱效率(%)天然氣消耗量(m3/h)水容量(L)出(回)水口徑(mm)排空口徑排污口徑(mm)排煙口徑(mm

6、)外形尺寸(mm)CWNS0.7-95/70-Y(Q)0.7095/7091.677.91460DN125DN125DN50DN300266×1350×1760CWNS4.2-95/70-Y(Q)4.2924555990DN200DN200DN600425×2250×2560第2章 給水及水處理設備的選擇2.1 水處理設備生產(chǎn)能力2.1.1鍋爐給水需要的水處理鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，根據(jù)原水水質(zhì)指標，其硬度不符合鍋爐給水要求(水質(zhì)要求見表2-1)，需進行軟化處理。鍋爐房水處理的任務通常是軟化和除氧，某些情況下也需要除堿或部分除鹽。根據(jù)低壓鍋

7、爐水質(zhì)標準規(guī)定，對于溫度 不大于95度的熱水鍋爐，補給水和循環(huán)水的水質(zhì)要求如下表所示：表2-1 水 質(zhì) 要 求項目補給水循環(huán)水懸浮物mg./L5總硬度me/L0.6 PH值(25)7 8.510溶解氧mg/L0.1 0.12.1.2 鍋爐給水量的確定鍋爐補給水量是鍋爐給水量與凝結(jié)水回收量之差。鍋爐給水量包括蒸發(fā)量、排污量，并應考慮設備和管道漏損。鍋爐給水量計算公式為： G=KD(1+Ppw) t/h (2-1)式中 K-給水管網(wǎng)漏損系數(shù) 取1.03D-鍋爐房蒸發(fā)量 t/hPpw-鍋爐排污率，本設計根據(jù)水質(zhì)計算，取10%因為1t/h=0.7 MW, 所以鍋爐房額定熱功率為4.9÷0.7

8、=7 t/h給水量為G =1.03×7（1+0.1）=7.93 t/h軟化設備生產(chǎn)能力由鍋爐補給水量（對熱水鍋爐，則為熱水管網(wǎng)補給水量）、生產(chǎn)工藝需要軟水量和水處理設備自耗水量決定，但后兩項不是經(jīng)常需要的。2.2 軟化方法與設備選擇本鍋爐房原水的硬度超過給水水質(zhì)標準，故需進行軟化處理。由于熱水鍋爐不存在水的蒸發(fā)，水中鹽類濃度不會增加，堿度也不會提高，而且保持一定的堿度還可以對金屬壁起到一定的保護作用。據(jù)此，本設計擬采用鈉離子交換軟化給水。采用低速逆流再生鈉離子交換器進行軟化。2.2.1軟水器的選擇全自動水處理設備具有無人操作、工作可靠、結(jié)果簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、出水可靠的特點。

9、操作人員無需開關(guān)任何閥門，僅需按確定時間向鹽液箱投入定量的在生用食鹽即可 。故選擇全自動軟水器一臺，型號為：HT-CLSN-2其余參數(shù)見表2-2表2-2 所選全自動軟水器的參數(shù)型號額定流量m3/h進出水管徑（英寸）樹脂罐（mm）D×H×個數(shù)鹽 罐（mm）D×H×個數(shù)樹 脂（L）安裝尺寸（LWH)(m)HT-CLSN-8681-1/2"600×1800×1600×1100×13251.5×1.2×2.52.2.2軟化水箱的選擇軟化水箱的容積一般可按系統(tǒng)水容量的2%選擇，則V=0.16 m

10、3所以所選的軟化水箱尺寸為600×600×500mm2.3 除氧方法與設備選擇 除氧方法采用現(xiàn)在最新的解析除氧，克服了目前常規(guī)的熱力除氧、真空除氧、化學除氧等方法中存在的不足。其原理是基于亨利定律, 將無氧的氣體與含氧水強烈混合，使溶解在水中的氧析出至氣體中去, 而使給水達到水質(zhì)要求。由額定出水量選取一臺YJX-10型解析除氧器，其參數(shù)見表2-3表2-3 所選除氧器型號型號額定出水量（t/h）給水溫度 （）功耗（KW）自重（Kg）YJX-106-10常溫3.4675除氧水溶解氧0.1 mg/L，外形尺寸為L×B×H=1200×600&

11、#215;1400 mm3。2.4 排污系統(tǒng)選用的排污方式為：定期排污排污水應冷卻到允許溫度派入下水道，一般宜設排污減溫池進行冷卻。排污系統(tǒng)為鍋爐自帶的自動排污裝置。第3章 給水設備和主要管道的選擇計算給水設備是指鍋爐房給水系統(tǒng)中各種水泵和水箱，它與鍋爐安全運行有密切關(guān)系。給水的中斷可能引起重大鍋爐事故，因此設計中應使給水設備能可靠、有效滿足鍋爐給水的需要。3.1 給水系統(tǒng)及系統(tǒng)草圖的擬定鍋爐給水可采用不同的給水系統(tǒng)，如凝結(jié)水箱和給水箱分設兩段給水系統(tǒng)，凝結(jié)水箱和給水箱合用一段給水系統(tǒng)等。給水箱和全自動軟水器設置在與鍋爐間相鄰的水處理間。設備平面布置及給水系統(tǒng)圖如下：圖3-1 設備平面布置及給

12、水系統(tǒng)圖3.2 給水泵的選擇對于壓力較低的鍋爐，給水泵的揚程可用近似式計算：H=P+(0.10.2) MPa （3-1）故給水泵的揚程為1.11.2MPa，取1.5MPa，為150m水柱由2.1.2節(jié)得給水量為7.93 t/h根據(jù)水泵的流量和揚程，選擇規(guī)格型號為DG2.0-67×3的離心式水泵。為保證在停電、正常檢修或發(fā)生機械故障等情況下，使鍋爐仍能安全運行及正常給水應設置一備用的汽動給水泵，兩者容量相同。3.3 給水箱選擇3.3.1 給水箱的容積和個數(shù)給水箱的作用有兩個：一是軟化水和凝結(jié)水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總

13、有效容量為所有運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需2060分鐘的給水量。此處取60分鐘，則V=8 m3故選用2000×2000×2000的給水箱。3.3.2給水箱的安裝高度 鍋爐給水箱的布置高度，應使鍋爐水泵有足夠的灌注頭。灌注頭不應小于下列各項的代數(shù)和：1、 給水泵進水口處水的汽化壓力和水箱的工作壓力；2、 給水泵的氣蝕余量；3、 給水泵進水管的壓力損失；4、 采用35KPa的富裕量。假設架高為0.5m,給水泵進水口處的汽化壓力為4.75m，給水箱的工作壓力為一個標準大氣壓10m，給水泵的氣蝕余量為5米，給水泵進水管的壓力損失為0.1m。故給水泵的最小架高為：HO=0.35故之前設

14、定的架高0.5m滿住要求。3.4 熱水系統(tǒng)的管徑確定給水管道管徑：給水母管可采用單管或雙管，由于此鍋爐房非常年供熱，故給水母管采用單母管形式。單臺鍋爐本身自帶出水法蘭口徑及回水法蘭口徑 ，見表1-2。第4章 燃氣系統(tǒng)設計4.1確定燃氣供應系統(tǒng)方案；鍋爐房燃氣系統(tǒng)宜采用低壓（小于5kPa）和中壓（5150kPa）系統(tǒng)，不宜采用高壓（0.30.8MPa）系統(tǒng)。該燃氣系統(tǒng)采用低壓系統(tǒng)。4.2燃氣管道的設計4.2.1管材的選用現(xiàn)有管材主要有鋼管、鑄鐵管和PE管。鋼管承載應力大、可塑性好、便于焊接，與其他管材相比，壁厚較薄、節(jié)省金屬用量，但耐腐蝕性較差，必須采取可靠的防腐措施；鑄鐵管抗腐蝕性能很強，但抗

15、拉強度、抗彎曲、抗沖擊能力和焊接性能均不如鋼管好；PE管具有良好的柔韌性且具有良好的耐腐蝕性，埋地敷設不需要做防腐和陰極保護，彌補了鋼管的缺點。此設計中選用焊接鋼管。4.2.2燃氣管道直徑的設計鍋爐房內(nèi)部燃氣管道直徑可根據(jù)燃氣流量Q和選取流速來計算。對于天然氣管道，管內(nèi)實際流速不應大于25 m/s。當燃氣管道允許流速選定后，可根據(jù)式（4-1）確定管道直徑 （4-1）式中d 管道直徑，mm Q燃氣在設計狀態(tài)下的流量，/h w燃氣允許流速，m/s2號鍋爐的燃氣支管的流速取15 m/s，流量Q=77.9/h，由式（4-1）得d=42.9mm，取d=40mm1號鍋爐的燃氣支管的流速取15 m/s，流量

16、Q=455/h，由式（4-1）得d=103mm，取d=100mm燃氣干管的流速取10 m/s，流量Q=532.9/h，由式（4-1）得d=137mm，取d=150mm4.2.3放散管直徑的確定放散管管徑根據(jù)燃氣管道直徑確定，詳見表4-1表4-1 鍋爐房燃氣系統(tǒng)放散管直徑選用表燃氣管道直徑/mm25506580100125150200250300350放散管直徑/mm2532405065804.3燃氣系統(tǒng)注意事項 在引入鍋爐房的燃氣母管上，應裝設總關(guān)閉閥，并裝設在安全和便于操作的地點。當燃氣質(zhì)量不能保證時，應在調(diào)壓裝置前或在燃氣母管的總關(guān)閉閥前設置除塵器、油水分離器和排水管。鍋爐房燃氣管道宜架空

17、敷設。輸送密度比空氣小的燃氣的管道,應裝設在空氣流通的高處；輸送密度比空氣大的燃氣的管道，宜裝設在鍋爐房外墻和便于檢測的地點。每臺鍋爐的燃氣干管上,應裝設關(guān)閉閥和快速切斷閥。每個燃燒器前的燃氣支管上,應裝設關(guān)閉閥，閥后串聯(lián)裝設2個電磁閥。點火用的燃氣管道，宜從干管上的關(guān)閉閥后或燃燒器的關(guān)閉閥前引出，并應在其上裝設關(guān)閉閥，閥后串聯(lián)裝設2個電磁閥。燃氣管道上應裝設放散管、取樣口和吹掃口，其位置應能滿足將管道內(nèi)燃氣或空氣吹凈的要求。放散管應引至室外，其排出口應高出鍋爐房屋脊2m以上，并使放出的氣體不致竄入鄰近的建筑物和被吸入通風裝置內(nèi)。密度比空氣大的燃氣放散，應采用高空或火炬排放，并滿足最小頻率上風

18、側(cè)區(qū)域的安全和環(huán)保要求。當工廠有火炬放空系統(tǒng)時，宜將放散氣體排入該系統(tǒng)中。燃氣放散管管徑應根據(jù)吹掃段的容積和吹掃時間確定。其吹掃量可按吹掃段容積的1020倍計算，吹掃時間可采用1520min。第5章 輔助設備5.1 閥門閥門通過改變其流量面積的大小，從而控制流體流量、壓力和流向，各種閥門都有各自的特點：閘閥具有流動阻力小、啟閉較省力、便于安裝的特點，適用于全開全關(guān)的場合，主要用于水泵的進口、水箱進口、自來水管道和公稱直徑大于200mm的各種場合；截止閥具有結(jié)構(gòu)簡單制造維修方便、密封性好壽命長，阻力較大等特點。止回閥主要應用于要求介質(zhì)單向流動的場合。閥門的選用如下：1. 在水泵的進口和出口處所設

19、置的閥門分別是：水泵進口處安裝截止閥，出口處安裝截至閥和止回閥。管道的其它部分一般都安裝截至閥，因其密封性好。2. 在鍋爐排污管上應安裝快速排污閥。3.鍋爐房燃油引入管應設手動快速切斷閥,按燃油流動方向,切斷閥前應安裝放散管。此閥門應裝置在安全和便于操作的地方。4.每臺鍋爐的燃油干管上應設置關(guān)閉閥和快速切斷閥。每個燃燒器前的供氣支管上,應裝置手動關(guān)閉閥,該閥后再串聯(lián)裝設一個電磁閥。5.在通往每臺鍋爐的干管上安裝快速切斷閥是為了防止鍋爐在運行中熄火,來不及迅速切斷氣源而引起鍋爐爆炸。6.安裝關(guān)閉閥是為了切斷油源和調(diào)節(jié)流量。第6章 鍋爐房工藝布置鍋爐房布置的內(nèi)容，包括各種設備及其連接管道的布置，并

20、配備必要的管理，檢修和生活用房間。鍋爐房設備布置應滿足各種設備的正常操作，便于運行管理和安裝檢修等條件的要求，同時還應顧及建設和運行的經(jīng)濟性，做到有效地使用建筑面積和空間，簡化和縮短各種管道等。6.1 鍋爐房設備布置鍋爐房設備布置包括鍋爐本體和水處理和給水等輔助設備的布置。對于只決定方法而未進行設備選擇計算的部分，只標明與有關(guān)部分的相對位置，可用簡單外形或中心線繪于圖中，需要時可加文字說明。設備布置應注意下列各點：(1)設備的位置應按設備特點、工藝流程、操作要求等條件決定。(2)決定設備布置尺寸時，首先要了解設備正常操作對場地和空間的要求，還要了解施工安裝和檢修對場地和空間的要求，然后決定布置

21、方法及所需尺寸。各設備之間或設備與建筑物之間，因操作、監(jiān)視，維護等而需要通行的地方，必須有足夠的通道尺寸。 6.2 鍋爐房建筑在本課程設計中，主要進行鍋爐房工藝設計，但應盡可能考慮到建筑方面的基本要求。鍋爐房一般為獨立建筑，鍋爐房與相鄰建筑物、燃料場(或庫)之間距必須滿足建筑防火要求。新建鍋爐房的布置應考慮發(fā)展的可能性，燃料儲存場地和鍋爐房發(fā)展端均應留有擴建余地。鍋爐房的柱距、跨度、標高等尺寸應盡量符合建筑模數(shù)的要求。炎熱地區(qū)的鍋爐房，或容量較大的鍋爐房，一般應設有天窗，以便排除余熱和灰塵。鍋爐房操作面應有良好的通風，采光條件。 凡樓層布置的鍋爐房，鍋爐基礎與樓板連接處，應考慮有沉降的可能。鍋

22、爐間的樓梯，門的數(shù)量和開向等應符合鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程和建筑設計防火規(guī)范的 求。此外，還應考慮操作通行的方便，例如，當鍋爐間后部布置除塵器和引風機時，后墻上應有門。鍋爐間的地坪應略高于室外地平，以防止積水，其它房間如局部地方必須低于室外地坪時，也應有有效的排水措施。 地下回水室應盡量采用半地下建筑，以滿足采光和通風要求。鍋爐房內(nèi)的化驗、機修、辦公、更衣飛浴室和廁所等房間夕其配備情況與面積大小應視鍋爐房容量、工作人數(shù)和其他具體條件而定。第7章 管道的保溫及防腐7.1 管道的保溫下列的各種熱設備、熱管道及其閥門附件均應保溫：一、煤粉倉、換熱器、蓄熱器、油加熱器和重油供油管道等外表面溫度大于50 時；二

23、、外表面溫度小于或等于50，需要回收熱量時；三、需要保溫的凝結(jié)水管道。保溫層厚度應根據(jù)現(xiàn)行國家標準設備與管道保溫技術(shù)通則、設備及管道保溫設計導則中的經(jīng)濟厚度計算方法確定.當散熱損失超過規(guī)定值時，可根據(jù)最大允許散熱損失計算方法復核確定。 保溫材料的選擇，宜采用成型制品，并應符合下列要求： 一、宜采用就近的保溫材料；二、保溫材料及其制品的允許使用溫度，應高于正常操作時設備和管道內(nèi)介質(zhì)的最高溫度；三、宜選用導熱系數(shù)小、吸濕性小、密度小、強度大，耐用、價格低，并便于施工的保溫材料及其制品。 保溫層外的保護層應具有阻燃性能。當熱設備和架空熱管道布置在室外時，其保護層應具有防水性能。采用復合保溫材料及其制品時，應選用耐高溫且導熱系數(shù)較小的材料做內(nèi)保溫層。其厚度可按表面溫度法確定。內(nèi)層保溫材料及其制品的外表面溫度應小于或等于外層保溫材料及其制品的允許最高使用溫度。閥門及附件和其他需要經(jīng)常維修的設備和管道，宜采用便于拆裝的成型保溫結(jié)構(gòu)。 7.2管道的防