毕业设计锅炉房设计说明书

毕业设计（论文）报告纸1/73前言随着生产的发展，锅炉房设备日益广泛的运用于现代化工业建设的各个部分，成为发展国民经济的重要热工设备之一。从量大面广这个角度来看，除电力以外的各个行业中运行的主要是中小型锅炉，但目前能源的增长大大落后于生产的增长。面对这些锅炉，如何发掘潜力提高他的热效率，有着极为重要的实际意义。此外，使锅炉能因地制宜的有效使用地方燃料，并未满足环境的要求而努力解决烟尘问题，以及在提高经济效益的同时减轻工作强度，保证锅炉额定压力及运行效率，安全可靠的运行锅炉也是需要进一步研究的课题。毕业设计是对毕业生大学四年所学知识的一次系统检测，同时也是对学生综合能力的一次系统提升。通过毕业设计，可以培养学生独立思考、解决工程实际问题的能力。通过本设计，学生可以基本掌握空调系统设计的基本流程，对以后参与工程建设及设计有很大的帮助。本次锅炉房的毕业设计是石家庄筑路机械厂锅炉房工艺设计，该锅炉是新建锅炉房。本设计给出了锅炉房设计的全部过程，包括锅炉设备的选型、水处理系统、运煤系统、除渣系统、除尘系统等的设计。在设计过程中，本人多方查找锅炉房的资料，征求老师和同学们的意见，力求设计符合规范，达到老师给定的设计要求。设计过程中遇到了许多以前课程设计中从未遇到过的工程实际问题，对本人来说是一次不小的考验，但同时也在解决这些问题的过程中慢慢的提高自己的知识运用能力，具备了一些基本的设计能力，使我受益匪浅。设计过程中，本人不但专业综合素质得到提高，而且提高了许多办公软件的熟练度，如Excel，Word。特别是CAD制图，本人已能熟练运用。本次设计得到了田安民老师的悉心指导及教研室其他老师的教诲，在此特向诸位老师表示衷心的感谢，同时也感谢同组人员的帮助与协作。由于本人所学知识有限、经验不足，设计中的错误及不合理之处在所难免，敬请各位老师批评指正。毕业设计（论文）报告纸2/73概述1.设计题目石家庄筑路机械厂锅炉房工艺设计2.设计任务本题目设计任务是为该厂新建锅炉房的工艺设计，同时考虑扩建的要求，使新建锅炉房既能满足工程结束后，该厂生产、生活及供暖通风对用热的需要，又要使扩建时顺利进行且不影响已装锅炉的正常运行，同时还要使新建和扩建工程总投资费用最经济。3.热负荷特点本设计为石家庄某工厂锅炉房工艺设计，该锅炉房以全年生产热负荷为主，皆有采暖、通风及生活热负荷。供暖通风最大热负荷为5.57MW，采暖系统为低温热水（110/70℃）采暖方式，采用一台7MW热水锅炉。生产和生活用热均为饱和蒸汽，最大负荷为28.01t/h，采用三台10t/h蒸汽锅炉。4.系统方案根据甲方提供的热负荷资料、燃料资料、水质资料、气象资料、水文地质资料及其他等原始资料，经比较，主要系统方案确定如下：采用一台7MW热水锅炉，采暖季运行，非采暖季停止运行，锅炉检修在非采暖期进行。三台10t/h蒸汽锅炉，蒸汽锅炉平均负荷为18.82t/h，在负荷需求低的情况开两运行，此时可安排检修，负荷需求大时三台运行。锅炉水处理系统采用逆流再生钠离子交换软化系统，交换剂为001×7强酸性苯乙烯阳离子交换树脂；型号为FNN-1200/20，选用两台一用一备。工作周期为30小时25分钟。给水除氧设备采用大气式热力喷雾热力除氧器，除氧水箱下部装设再沸腾用的蒸汽管。规格为20t/h，选用两台，正常情况两台同时运行，当一台出现故障时另一台低负荷工作。锅炉给水系统为单母管集中式二段给水系统；蒸汽采用单母管引至分汽缸；定期排污，排至排污降温池；为了节能，连续排污引至连续排污扩容器，二次蒸汽引到除氧器。热水锅炉循环泵选用两台变频泵，一用一备，定压方式：补给水泵定压，并设置安全阀泄水，解决水的膨胀问题。毕业设计（论文）报告纸3/73蒸汽锅炉给水采用三台泵，往复式蒸汽泵作为备用泵。凝结水箱与软水箱合二为一，为带隔板的水箱。凝结水泵设两台。锅炉引、送风系统：采用分散式平衡通风系统；除尘器采用水域脱硫除尘器。架空风道采用矩形钢风道，地下采用混凝土风道。架空烟道采用矩形烟道，出风机间采用砖烟道，合并后汇集在砖烟囱排出，烟囱上口内经为1700mm，高50m，制作方法参考标准图集《砖烟道》（04G211）。锅炉房平均小时最大耗煤量为4.98t/h，运煤系统采用全胶带输送机输送系统，共设三级，一、二级为倾斜提升输送，第三级为水平输送，除渣设备采用链条除渣机系统，除渣量为5t/h。毕业设计（论文）报告纸4/73第一章锅炉型号及台数选择1.热负荷计算1)锅炉房的最大计算热负荷Qmax，作为确定锅炉房的设计出力（容量）的依据。锅炉房设计容量Q按下式计算：【依据《实用供热空调设计手册》式6.2-1】Q=K0(K1Q1+K2Q2+K3Q3+K4Q4)+K5Q5式中Q1、Q2、Q3、Q4——分别为采暖、通风、生产、生活的最大热负荷，t/h；Q5——锅炉房自用热负荷，t/h；K0——室外管网热损失及漏损系数，按【表1.1-1】查得；K1、K2、K3、K4、K5——分别为采暖、通风（空调）、生产、生活和锅炉房自用热负荷同时系数，见【表1.1-2】室外管网热损失及漏损系数K0表1.1-1管道种类敷设方式架空地沟蒸汽管网1.1~1.151.08~1.12热水管网1.07~1.101.05~1.08同时使用系数K1、K2、K3、K4、K5表1.1-2项目K1K2K3K4K5推荐值1.00.8~1.00.7~1.00.50.8~1.0注：生活用热负荷同时使用系数采取0.5，若生活用热和生产用热时间错开，则K4=0对于本设计：由于甲方用热需求，生产用热和生活用热介质为蒸汽，故采用蒸汽锅炉供热，热负荷计算如下：Q=K0(K3Q3+K4Q4)其中：K0=1.12，关于敷设方式，考虑架空敷设还是地沟敷设，假如有该工厂有生活区和生产区。蒸汽管道采用架空敷设方式。毕业设计（论文）报告纸5/73K3=0.9，Q3=25.4t/h；K4=0.5由于生活用热和生产用热时间不能错开。Q4=4.3t/h。Q=K0(K3Q3+K4Q4)=1.12×(0.9×25.4+0.5×4.3)=28.01t/h即蒸汽锅炉的最大计算热负荷Qmax=28.01t/h供热通风用热介质采用热水，故采用热水锅炉供热，热负荷计算如下：Q=K0(K1Q1)MW其中：K0=1.05，关于敷设方式，考虑架空敷设还是直埋敷设，假如有该工厂有生活区和生产区。热水管道生产区采用架空敷设方式，生活区采用直埋敷设方式。K1=1，Q1=5.3MW；Q=K0(K1Q1)=1.05×1×5.3=5.57MW2)平均热负荷Qipj【参考《锅炉房实用设计手册》式13-2】Qpj=K0（Q1pj+Q2pj+Q3pj+Q4pj）t/h对于蒸汽锅炉：生产平均热负荷Q3pj=15.7t/h生活平均热负荷Q4pj=1.1t/hQpj=K0（Q3pj+Q4pj）=1.12×(15.7+1.1)=18.82t/h对于热水锅炉：采暖季通风平均热负荷根据采暖期室外平均温度计算Qipj=tn−tpjtn−twQit/h式中Qi——采暖或通风最大热负荷t/h；tn——采暖室内计算温度℃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℃依据设计已知气象资料得：tn=18℃、tw=−6.0℃、tpj=−0.8℃、Q1=5.3MW毕业设计（论文）报告纸6/73计算得：Q1pj=18−（−0.8）18−（−6）×5.3=4.15MWQpj=K0∙Q1pj=1.05×4.15=4.36MW3)全年热负荷D（t/年）【参考《锅炉房实用设计手册》式13-5】D=K0(D1+D2+D3+D4)(1+Q5Qmax)t/年式中D1、D2、D3、D4——分别为采暖、通风、生产和生活的全年热负荷，t/年；Q5Qmax——除氧用热系数对于蒸汽锅炉：生产和生活的全年热负荷：D3=8n3SQ3pj=8×365×3×15.7=137532t/年D4=8n3SQ4pj=8×365×3×1.1=9636t/年式中n3——全年工作天数，本设计为365天。S——每昼夜工作班数；本设计为三班制。D=K0(D3+D4)=1.12×(137532+9636)=164828.16t/年对于热水锅炉：采暖通风全年热负荷：D1=8n1SQ1pj=8×111×3×4.15=11055.6MW/年式中n1——采暖通风天数，本设计为111天。D=K0D1=1.05×11055.6=11608.38MW/年4)锅炉房负荷汇总：毕业设计（论文）报告纸7/73蒸汽锅炉热水锅炉名称最大热负荷t/h平均热负荷t/h全年热负荷t/年名称最大热负荷MW平均热负荷MW全年热负荷MW/年生产用热28.0115.7137532采暖通风5.574.1511055.6生活用热1.19636锅炉房18.82164828.16锅炉房4.3611608.382.锅炉型号及台数确定1)燃料选择【依据《工业锅炉房设计规范》第11条】锅炉燃煤的选择，应根据国家的能源政策，按供需的可能，采用就近煤种，并应尽量采用低质煤种。由于本设计给出煤的低位发热量Qdwy=17618kJ/kg，挥发物Vy=25.04%。依据【《实用供热空调设计手册》表6.2-4我国工业锅炉用煤分类和锅炉设计代表性煤种特性】得知该煤质为Ⅱ类烟煤。2)锅炉设备的选择依据【《工业锅炉房设计规范》第8条规定】锅炉的选择，应综合考虑下列要求：①应能满足供热参数的要求；②应能有效地燃烧所采用的燃料；③应有较高的热效率，并应使锅炉的出力、台数和其它性能均能有效地适应热负荷变化的需要；④应有较低的基建和运行管理费用；⑤宜选用燃烧设备相同的锅炉。故初步判断该工厂锅炉采用蒸汽锅炉加热水锅炉或蒸汽锅炉加换热器。对于换热器的选择计算：【依据《锅炉房实用设计手册》】换热器采用汽水换热器加水水换热器，如下示意图：毕业设计（论文）报告纸8/73传热量的计算：Qj=（1.05~1.1）∑Q式中：Qj——计算热负荷（W）；∑Q——累计热负荷（W）；1.05~1.1——损失系数。代人数值得：Qj=(1.05~1.1)∑Q=1.1×5.3MW=5.83MW由于循环水温为110/70℃，温差为40℃，假设水水换热器将水由70℃换热到85℃，换热温差为15℃；汽水换热器将水由85℃换热到110℃。蒸汽凝结水温为90℃。故由公式Q=G∙c∙∆t得：对于汽水换热热负荷与水水换热热负荷分别为：Q1=5.83MW∙2540=3.64MWQ2=5.83MW∙1540=2.19MW依据换热流体的性质及设计经验，选取换热器的传热系数。选管壳式（光管）换热器。对于汽水换热器k=2000w/(m2∙℃)；对于水水换热器k=950w/(m2∙℃)。计算对数平均温差：饱和蒸汽压力为0.5MPa，查饱和蒸汽性质表得tzb=151.84℃汽水换热器：∆tp=t2−t1ln∆td∆tx式中：∆td——最大温差端温差（℃）毕业设计（论文）报告纸9/73∆tx——最小温差端温差（℃）故：∆td=tzb−t1=151.84−85=66.84℃∆tx=tzb−t2=151.84−110=41.84℃代人数值得汽水换热器的平均对数温差∆tp=t2−t1ln∆td∆tx=110−85ln66.8441.84=53.4℃水水换热器：∆tp=∆td−∆txln∆td∆tx式中：∆td——最大温差端温差（℃）∆tx——最小温差端温差（℃）故：∆td=tzb−t2=151.84−85=66.84℃∆tx=t2＇−t1=90−70=20℃图水水换热时温度变化图代人数值得汽水换热器的平均对数温差∆tp=∆td−∆txln∆td∆tx=66.84−20ln66.8441.84=38.7℃确定换热器换热面积F：由公式：F=（1.05~1.1）QjK∙∆tp对于汽水换热器：F=1.05∙Q1K∙∆tp=1.05×3.64×1062000×53.4=35.79m2对于水水换热器：F=1.05∙Q2K∙∆tp=1.05×2.19×106950×38.7=62.55m2选择设备：对于汽水换热器：选管壳式（光管）换热器DN800、