建筑环境与设备工程专业毕业设计(论文)指导书

建筑环境与设备工程专业毕业设计(论文)指导书吉林建筑工程学院市政与环境工程学院建筑环境与设备工程教研室工业锅炉房毕业设计指导书本指导书是根据任务书的要求，提出了进行锅炉房工业设计的程序、考虑原则。依据，指导学生参考有关资料，学习、运用有关知识去完成这一设计任务。并对设计中应注意的问题及设计要求做简要的说明。一、设计程序1、调查、了解工厂生产工艺的性质对供热的要求，如供热介质的种类、参数、负荷大小等，并了解采暖通风和生活对供热的要求2、搜集各项必需的原始资料3、制订设计方案（1）确定供热介质的种类和参数。（2）选择锅炉的型号和台数。（3）选择锅炉房的辅助设备。（4）确定锅炉房的热力系统，水处理系统、送引风系统及燃料运输系统。（5）提供土建、电气、给水排水、采暖通风等专业所需资料。4、在方案已定，设备落实的基础上进行设计计算5、绘制施工图6、编制设计说明书二、设备的选择计算（一）锅炉型号和台数的选择1、热负荷计算热负荷计算的目的是求出锅炉房的计算热负荷、平均热负荷和全年热负荷，作为锅炉设备选择的依据。（1）计算热负荷计算热负荷是选择锅炉的主要依据。根据各项原始热负荷，考虑同时使用系数、锅炉房自用和热损失系数后得出，参见“设计手册”Ｐ811公式（13—1）。热负荷原始资料中的生产用汽是各种生产设备的铭牌耗量之和；采暖通风用热是指计算温度下采暖通风耗热量；生活用汽是指浴室开水房和食堂等各方面耗汽量之和。由于用汽设备不一定同时使用，而且使用中的各设备也不一定同时出现最大用汽量，因此需要考虑同时使用系数，以使计算热负荷符合实际出现的最大热负荷，依此选择锅炉。这样既能满足实际需求，又避免容量偏大造成浪费。锅炉房内部和蒸汽输送过程中还消耗一部分蒸汽，如汽动泵、蒸汽吹灰、加热给水或燃料用汽、管道散热和漏损等。一般难以计算这些耗热量，通常以占总用汽量的比值的经验系数表示。系数的选择应考虑设备特点、介质种类、供热方式和运行管理水平等条件。同学在使用公式时应理解各个符号表示的意义。（2）平均热负荷生产和生活用热的平均热负荷在原始资料中给出。采暖通风平均热负荷根据采暖期室外平均温度计算。平均热负荷表明负荷的均衡性，表明所选锅炉能否在平均负荷或更低负荷下运行。对于有季节性负荷（主要指采暖、通风负荷）的锅炉房，其计算负荷和平均负荷，均应按采暖季和非采暖季分别计算得出。（3）全年负荷根据平均负荷和使用小时数决定，全年负荷是计算全年燃料耗量的依据，也是技术经济比较的根据。最后将计算结果，汇总于热负荷表之中。热负荷表应按采暖季和非采暖季分别列出生产、采暖通风、生活和整个锅炉房的计算热负荷和平均热负荷。参见“设计手册”P810—814。2、锅炉型号和台数选择锅炉型号和台数是根据锅炉房热负荷、介质、参数、燃料种类和燃烧方式等因素选择，并应考虑技术经济方面的合理性。参见“设计手册”P828—P839。（1）锅炉型号：选用锅炉的总容量必须满足计算负荷的要求以保证用汽的需要，但也不应超过太多，以免造成浪费。锅炉的容量应适应锅炉房负荷变化的需要，特别是有季节性负荷的锅炉房，应避免锅炉在很低的负荷下运行。对于有近期发展的锅炉房、单机容量可选偏大些。锅炉房中一般尽量选用同一型号的锅炉，便于布置、运行和检修。但是在某些特殊情况下也可采用不同型号的锅炉。例如生产使用蒸汽，采暖通风使用热水，此时可选用蒸汽及热水两种型号的锅炉。（2）锅炉台数选用锅炉台数应考虑对负荷变化的适应性、备用性、建设和运行的经济性，一般单机容量大的锅炉热效率高、占地少，但台数过少适应负荷变化的能力和备用性差。一般工业锅炉房不少于两台。（3）其它方面选用锅炉的燃烧设备应尽可能适应所使用燃料，当使用燃料质量低于锅炉原设计燃料质量时，则燃烧不稳定，且达不到额定出力。工业锅炉房一般不设备用锅炉，检修可利用非采暖季或生产设备正常停运期间进行，对于不允许中断供热，从而无法停炉检修的锅炉房，可设置备用锅炉。（4）方案分析设计中应选择几个方案，进行技术经济比较，包括初投资、经常运行费用、占地面积、人员数量、锅炉效率等，最后选出较佳方案。本课程设计由于时间所限，不要求进行，但同学应了解这是设计中必不可少的程序。（二）水处理设备的选择锅炉房水处理的任务通常是软化、除氧、某些情况下要除碱或部分除盐。水处理系统的选择原则参见“设计手册”P257。1、确定水处理设备生产能力，参见“设计手册”P257。锅炉补给水需经软化处理，以减少钙、镁离子含量，而除氧设备则需处理锅炉全部给水，补给水是指锅炉给水量与凝结水回收量之差，而锅炉给水量包括蒸发量和排污量，并应考虑设备和管道的漏损。一般依据下列公式计算。Db=D+Dlp+Ddp-Dh式中Db——锅炉补给水量，t/h；D——锅炉额定蒸发量，t/h；Dlp——锅炉连续排污量，t/h；参见“设计手册”P253Ddp——锅炉定期排污量，t/h；参见“设计手册”P224Dh——回水量，t/h。一般情况下定期排污量、连续排污膨胀器的二次蒸汽量、热力除氧用汽的回水量均忽略不计。小型快装锅炉无连续排污。Dc=1.25Db式中Dc——水处理设备的生产能力，t/h；Db——锅炉补给水量，t/h。2、软化设备的选择一般均采用阳离子软化法，依据上面计算出的水处理设备的生产能力选择离子交换器的型号，当原水总硬度小于10mmol/l时，一般采用单级软化处理，交换器一般不少于两台，以保证连续供水。依据计算的还原剂用量选取相应的还原设备。食盐溶液制备系统参见“设计手册”P169~171锅炉水质标准及离子交换器的计算参见“数据手册”3、除氧一般情况下，单机容量达6.5t/h以上的锅炉，都应装设除氧器，单机容量低于6.5t/h的锅炉，有条件的也宜装设除氧器。高温热水锅炉一般应进行除氧。容量较大的供热锅炉通常采用大气式热力除氧，效果较好，但当锅炉房容量较小时，采用热力除氧会使设备的选择和布置发生困难。此外，较高的给水温度也会使铸铁省煤器的升温幅度受到限制。其他除氧方法虽有使用，当锅炉房负荷波动较大时，其效果不太稳定。故对较小容量锅炉房一般不除氧，以后同学们在工作中用到除氧可参见“设计手册”P225~252。以上所需设备均从“设备手册”选取。（三）给水设备的选择1、决定给水系统并拟定系统草图。容量较大的锅炉房一般采用两段给水系统，即软化后的补给水送入凝结水箱，与凝结水一起作为锅炉的给水，再由除氧水泵送入除氧器，除氧后的水流入除氧水箱，而后由锅炉给水泵直接送入锅炉。容量较小的锅炉房由于无除氧设备，给水温度较低，一般采用一段给水系统，即软化后的补给水送入凝结水箱，再由锅炉给水泵送入锅炉。此时凝结水箱也作为给水箱。但这种系统只有用压力回水，且工作可靠时，凝结水箱才可做地上布置。对于自流回水，凝结水箱一般做地下布置。如果给水温度较高，则给水泵的正水头难以满足，设计时应注意。2、给水泵的选择参见“设计手册”P264~266。（1）给水泵的容量和台数给水泵的容量应满足锅炉房所有运行锅炉额定负荷时给水量的要求，并要有一定的裕量。由于工业锅炉房负荷不均衡，特别是具有季节性负荷的锅炉房，给水泵的容量和台数应考虑负荷变化的需要。一般不少于两台，一台备用，每台容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的110%。通常情况下，每台锅炉应有一台电动给水泵，再集中设置备用泵。当以电动泵为主要给水设备时，一般采用汽动给水泵为备用泵，并应符合下列要求：a．停电后不能正常燃烧和供汽的锅炉，当停止给水有可能造成锅炉缺水事故时，备用汽动给水泵的流量应满足所有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的40%~60%。b．停电后能正常燃烧和供汽的锅炉，备用汽动给水泵的流量应满足供汽要求。当属于一级电力负荷的锅炉或停电后不能正常燃烧且停止给水不会造成事故的锅炉可用电动给水泵为备用泵。汽动泵与电动泵不能并联工作。额定蒸发量不大于2t/h。工作压力不大于0.8mpa的锅炉，备用汽动泵可用注水器代替。（2）给水泵的扬程给水泵的扬程应根据安全阀开启压力、省煤器和给水管道阻力、给水系统水位高差，并计入一定的裕量来确定，参见“设计手册”P265。3、给水箱的选择参见“设计手册”P271~273。给水箱的容量主要根据锅炉房的容量确定，一般用两个，以免检修时影响锅炉给水。给水温度较高的给水箱安装高度必须满足给水泵正水头的要求。小型锅炉房可将给水箱与凝结水箱合一，既储存凝结水，又储存全部软化后的补给水。这样可降低水温，减少蒸发。4、凝结水泵和凝结水箱的选择当厂区凝结水不能自流回锅炉房时在厂区应有凝水箱，并用凝结水泵将厂区凝结水送到锅炉房内凝结水箱内。凝结水泵一般选两台，一台备用，凝结水箱的容积按凝结水量选择，参见“设计手册”P276。水箱选取查“设备手册”。5、其它水泵（1）原水加压泵当进入锅炉房的原水压力不能满足水处理设备的要求时，应设原水加压泵，可不设备用。（2）地下室排水泵当凝结水箱和凝结水泵布置于地下室时地下室积水难于排入下水道，应设排水泵，小型锅炉房也可用手摇泵，一般不设备用泵。（3）当还原液用盐水制备时，还应设盐水泵。泵类选取查“设备手册”。6、主要管道及分汽缸直径的确定管道依据推荐流速选取直径，参见“设计手册”P391。分汽缸应依据配管数量、配管管径确定其长度及直径，相关内容查自“设备手册”。（四）送、引系统的设计锅炉产品出厂时，一般都配套供应送风机，引风机和除尘器。本课程设计主要是确定送、引风机连接系统，决定烟囱尺寸，根据所选燃料核对配套风机的性能。计算中用到的锅炉效率、排烟温度、锅炉的烟风道阻力和锅炉各烟道的过量空气系数，用锅炉厂产品计算书中的数据。1、计算送风量和排烟量在缺乏煤质资料或只是粗略估算时，可用“教材”中有关近似公式计算送风量和排烟量P26及P27并求出计算燃煤量，而后依据式（8—36）及式（8—26）分别计算工作状态下送风量和排烟量，再依据式（8—55）确定或校对送、引风机风量。2、依据经济流速（见“教材”P212）决定烟风管道的断面尺寸。室内用钢板管道，室外可用砖烟道，钢板管道一般为圆形或矩形、烟道应考虑清除积灰的方便。3、确定送引风系统及其布置为了确定管道系统，首先应进行锅炉、送、引风机、除尘器的初步布置，然后确定连接管道的走向，烟囱位置和所采用的部件。如进风口、弯头、三通、阀门等，并绘出布置简图，而后进行阻力的计算，如果最终布置与初步考虑有出入时，对气流阻力一般影响不大，因前后变动管道长短影响沿程阻力，不必修改。4、烟风管道阻力计算本课程设计略。5、烟囱的确定主要是确定烟囱的高度及出口截面或出口内径。采用机械通风时，烟囱高度主要取决于卫生标准，按国家颁发的卫生标准和排放标准确定。见“教材”P211。烟囱的出口截面按高负荷时的推荐流速计算，对于新建锅炉房，考虑发展的可能，选用流速时应留有余地。（五）锅炉房的运煤除灰锅炉房的运煤除灰设计牵涉问题较多，特别是技术经济比较和非标准设备的设计计算。一般均由机械专业人员协作完成，由于学时所限，本设计从略。三、锅炉房的工艺布置锅炉房的工艺布置包括各种设备及连接管道的布置，并配备必要的管理，检修及生活用房间。设备的布置应满足各种设备的正常运行，便于操作管理和安装、检修的要求。同时还应考虑到建设运行的经济性，充分利用建筑面积和空间，简化和缩短各种管道，用简图表示。1、锅炉房设备布置锅炉房设备布置包括锅炉、送、引风机、除尘器、水处理设备、水箱给水设备及运煤除灰设备等的布置。在本设计中由于没有计算选择运煤除灰设备，可以用虚线表示出相对位置，需要时用文字加以说明。设备布置时应注意下列各点：（1）燃煤锅炉房应根据锅炉型式，出渣方式及是否采用热力除氧来确定锅炉房是采用多层布置还是采用单层布置。（2）设备的布置应按设备特点、工艺流程、操作要求等条件决定。对于产生噪音、散发湿、热或灰尘的设备应单独设置房间隔开布置，如风机间、除尘间、水泵水箱间等。（3）决定设备布置尺寸时，首先要了解设备正常运行，操作时对场地、空间的要求，还要了解施工安装及检修时对场地和空间的要求，然后确定设备位置及所需相关尺寸。各设备之间或设备与建筑物之间，因操作