锅炉房工艺与设备设计说明书

1前言本设计为哈尔滨某场锅炉设计。从锅炉房的设计原则出发，即遵守规范、安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境。根据课本当中的理论知识和设计所给的原始资料与实际应用相结合，仔细的完成本次课程设计。本次锅炉房设计，因用于工厂的生产、生活和采暖，故设计的锅炉形式为蒸汽锅炉，使用燃料为Ⅲ类无烟煤，选用3台SZL4-1.25-WⅢ型锅炉以满足设计计算出的全年热负荷31800.1t/年，该设计严格按照《锅炉房设计规范GB50041-2008》，本说明书系统地阐述了锅炉房设计的基本理论和计算过程，设有水处理系统，分别对给水进行除氧、软化等工序进行设计计算，在对排污率进行计算时，采用碱和盐两种方法计算，取其最大值10.6%，还设有汽水系统、引送风系统等，同时对所用燃料进行校核计算，根据该燃料的具体成分，设计相应的燃烧、排污、出渣设备。在设计计算之后的设备选择中，秉持经济节约的原则，在参考资料中也是选用的与计算匹配，与实际符合的设备，不留有一点浪费。本设计说明书共分为六大章节，以图表结合的形式，使每一章的数据资料能系统、明了的展现给读者。2目录一．锅炉型号和台数的选择…………………………………………………………3二．水处理设备的选择及计算………………………………………………………6三．汽水系统的确定及其设备选择计算……………………………………………13四．送、引风系统的设计……………………………………………………………17五．运煤除灰方法的选择……………………………………………………………23六．锅炉房设备明细表……………………………………………………………26参考文献………………………………………………………………………………27小结……………………………………………………………………………………283一．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)计算热负荷锅炉房最大计算热负荷Qmax是选择锅炉房的主要依据，可根据各项原始热负荷、同时使用系数、锅炉房自耗热量和管网热损失系数由下式求得：Qmax=K0(K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4)+Q5t/h式中Q1，Q2，Q3，Q4——分别为采暖、通风、生产和生活最大热负荷，t/h，由设计资料提供；Q5——锅炉房除氧用热，t/h；K1,K2,K3,K4——分别为采暖、通风、生产和生活负荷同时使用系数；K0——锅炉房自耗热量和管网热损失系数，取K0为1.15。其中Q1为3.52t/hQ2不考虑Q3为7.3t/hQ4为0.5t/hK1为1.0K3为0.8K4为0.5代入计算采暖季：05.115.05.03.78.052.3115.1maxQt/h非采暖季：00.75.05.03.78.015.1max）（Qt/h(2)平均热负荷采暖通风平均热负荷pjiQ根据采暖期室外平均温度计算：iwnpjnpjiQttttQt/h式中Qi——采暖或通风最大热负荷，t/h；tn——采暖房间室内计算温度，℃；tw——采暖期采暖或通风室外计算温度，℃；tpj——采暖期室外平均温度，℃。其中Qi为3.52t/htn为18℃tw为-24.1℃tpj为-9.9℃代入计算2.3352.324.1189.918pjiQt/h采暖季：21.72.06.333.215.1）（pjiQt/h非采暖季：37.42.06.315.1）（pjiQt/h(3)全年热负荷这是计算全年燃料消耗量的依据，也是技术经济比较的一个依据。全年热负荷D0可根据平均热负荷和全年使用小时数按下式计算：）max54321001)((QQDDDDKDt/年4式中D1，D2，D3，D4——分别为采暖、通风、生产和生活的全年热负荷，t/年；Q5/Qmax——除氧用热系数。其中D1，D2，D3，D4分别可用以下公式计算求得：fpjQSSQnD1111-38）（t/年pjSQnD2228t/年pj3338SQnDt/年pjSQnD4348t/年式中n1，n2，n3——分别为采暖、通风天数和全年工作天数；S——每昼夜工作班数；pjpjpjpjQQQQ4321,,,——分别为采暖、通风、生产及生活的平均热负荷，t/h；Q1f——非工作班时保温用热负荷，t/h；取Q1f=0t/h算出27.90478.12-333.22175821）（DDt/年6.176256.3230683Dt/年2.9792.0230684Dt/年11.3180012.9796.1762527.904715.10）（Dt/年热负荷计算汇总表表1采暖季（t/h)非采暖季（t/h）全年（t/年）备注最大计算平均最大计算平均采暖通风3.522.33--9047.27K1=K2=1.0生产7.33.67.33.617625.6K3=0.8生活0.50.20.50.2979.2K4=0.541iKiQi小计9.616.276.093.827652.3410iiiQKK总计11.057.217.004.3731800.1K0=1.152.锅炉型号和台数选择锅炉型号和台数根据锅炉房热负荷、介质、参数和燃料种类等因素选择，并应考虑技术经济方面的合理性，使锅炉房在冬、夏季均能达到经济可靠运行。(1)设计方案5方案一：选用2台6t/h的工业蒸汽锅炉因为该厂全年工作306天，除去国家法定节假日，剩下的时间可用于锅炉的检修工作，故不需设置备用锅炉。6t/h的锅炉其额定蒸汽压力为1.0MPa，额定蒸汽温度为饱和。方案二：选用3台4t/h的工业蒸汽锅炉因为该厂全年工作306天，除去国家法定节假日，剩下的时间可用于锅炉的检修工作，故不需设置备用锅炉。4t/h的锅炉额定蒸汽压力为1.25MPa，额定温度为饱和。两种方案比较，因为该厂用汽参数最大为0.5MPa，且在非采暖季时锅炉只需运行3台，比方案一仍需运行2台更加经济，故选择与其接近的方案二。(2)燃料种类确定及校核已知：Vdaf=7.85%＞6.5%，Qnet,v,ar=24420KJ/kg＞21MJ/kg，所以该煤属于Ⅲ类无烟煤。用门捷列夫公式计算Qnet,v,ar并校核：ararararararvnetMSOHCQ25)(1091030339,,825-51.0-91.3109-2.64103065.65339）（4482.082KJ/kg校核Ad=19.02%/0.92=22.67%〈25%，ΔQnet,v,ar=24420-24482.08=-600KJ/kg＜600KJ/kg故煤质资料正确。(3)锅炉型号及台数根据计算热负荷的大小和燃料特性决定锅炉型号，并考虑负荷变化和锅炉房发展的需要。由设计热负荷及相关规范规定，选择使用3台额定蒸发量为4t/h的工业蒸汽锅炉，其工作压力为1.25MPa，额定蒸汽温度为饱和。选择锅炉本体形式为SZ型因为燃料使用的是Ⅲ类无烟煤，锅炉蒸发量为4t/h，所以燃烧设备选择链条炉排。故锅炉所选型号为SZL4-1.25-WⅢ型。6二．水处理设备的选择及计算锅炉房用水一般来自城市或厂区供水管网，水质已经过一定的处理。锅炉房水处理任务通常是软化和除氧，某些情况下也需要除碱或部分除盐。1.水质资料硬度LmmolGHz/5.301357.04.8514.851碱度LmmolGAz/1.899357.05.325.322.排污率及相对碱度的计算由于锅炉水处理任务的确定（如补给水是否采取除碱措施）需根据锅炉排污率和炉水相对碱度的大小进行，因此在确定任务前应先算出次二量。(1)锅炉排污率计算a.按碱度：假设采暖季排污率P1=5.6%，非采暖季排污率P1’=7.5%。锅炉房总给水量：）（lspwgsPPDG1t/h式中D——锅炉房总额定蒸发量，D=12t/h；Ppw——排污率，%；Pls——给水管路的漏损率，0.5%。采暖季：73.12%)5.0%6.51(12gsGt/h非采暖季：64.8%)5.0%5.71(8gsGt/h凝结水总回收量：3331211)(hhhsQKQQKG式中αh1、αh3——分别为采暖和生产回水率，αh1=95%，αh3=40%。采暖季：68.54.03.78.095.052.30.1hsGt/h非采暖季：34.24.03.78.0hsGt/h补给水量：hsgsbsGGGt/h采暖季：05.768.573.12bsGt/h7非采暖季：3.634.264.8bsGt/h计算排污率：%100%100bsbgbsbgsggsAAAAAAP式中Ags——给水碱度，Ags=αbAbs，mmol/L；Ag——锅水允许碱度，6～26mmol/L，取Ag=20mmol/L；Abs——补给水碱度，Abs=2.50mmol/L；αb——补给水率，%100gsbsbGG。采暖季：%5.589.173.1205.7-2089.173.1205.7P非采暖季：%4.789.168.83.6-2089.168.83.6P检验采暖季：3%%9.1%1005.55.6-5.5%100-1＜PPP非采暖季：3%%9.1%1004.75.7-4.7%100-'1＜PPP故上述计算有效。b.按含盐量计算排污率采暖季：假设排污率P2=7.2%，则92.12%)5.0%2.71(12gsGt/h68.54.03.78.095.052.30.1hsGt/h24.768.5-92.12bsGt/h计算排污率：取含盐量标准值为3500mg/L%4.743092.1224.7-350043092.1224.7P8检验%3%7.2%1004.72.74.7%100-2＜PPP非采暖季：假设排污率P2’=9.6%，则8.8%)5.0%6.91(8gsGt/h34.24.03.78.0hsGt/h46.62.34-8.8bsGt/h计算排污率：%8.94308.846.6-35004308.846.6P检验%3%04.2%1008.96.9-8.9%100-'2＜PPP(2)相对碱度的计算查阅《锅炉房使用设计手册》，其中α取值为0.25。%20%53.8430483.04089.1%10040＜bsbsxdSAA将上述计算结果汇总于表2中。各种水量及排污率计算汇总表表2采暖季非采暖季P1P2P1'P2'假定排污率/%5.67.27.59.6Ggs/(t/h)12.7312.928.648.8Ghs/(t/h)5.685.682.342.34Gbs/(t/h)7.057.246.36.46计算排污率/%5.57.47.49.8相对误差/%1.92.71.92.04%10040bsbsxdSAA0.08533.水处理任务的确定根据水质资料，锅炉补给水总硬度Hz=14.85°=5.3mmol/L，即使与凝结水混合后，其硬度也远大于蒸汽锅炉水质标准要求的0.03mmol/L，因此补给水必须软化处理。根据排污率最大值P=10.6%，本应经技术经济比较后，确定其是否要采取除碱措施。根据有关研究资料介绍，对于小容量锅炉房，排污率在10%左右，从经济角度考虑，一般不9宜采取除碱措施，而且，相对碱度Axd=0.0538。因此，无论从经济角度或防止锅炉发生苛性脆化的角度，本设计不考虑补给水的除碱。根据补给水温度为20℃，查得其含氧量9.09mg/L，远大于水质标准要求的0.1mg/L，因此为了防止水中溶解氧对锅炉的腐蚀，本设计确定采用补给水除氧。4.软化系统的确定及设备选择计算低流速逆流再生的钠离子交换系统具有出水水质好、再生耗液量低、效果好等优点，故本设计水处理软化系统选用“低流速逆流再生”钠离子交换系统。