锅炉课程设计说明书Word下载.docx
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（4）管道水力计算；
（5）设备及附件选择；
（6）保温计算；
（7）施工图绘制。
四、设计图纸：
（1）锅炉房平面布置图1张，锅炉房热力系统图1张；
（2）供热管网平面布置图、管道横断面大样图、检查井大样图。
五、命题发出日期：
2011.6.28设计应完成日期：
2011.7.14
设计指导人（签章）：
系主任（签章）：
日期：
年月日
指导教师对课程设计评语
指导教师（签章）：
日期：
摘要
随着国民经济和工农业生产的迅速发展及人民生活水平的不断提高，我国的供暖和集中供热事业得到了迅速的发展。
供热工程是以热水或蒸汽为热媒为用热系统（如供暖、通风、空调、热水供应和生产工艺）提供热能的供暖系统和集中供热系统。
本设计为供热工程设计，主要包括小区供热室外管网及锅炉房的规划。
生活区住宅面积达179011m2。
本设计的主要内容包括：
锅炉及锅炉房设计，其中主要进行负荷的计算、方案的确定、给水及水处理设备的选择、汽水系统的设计、送引风机的设计、运煤除灰方法的选择、锅炉房工艺布置、绘制平面布置图、热力系统图、剖面图等；
小区供热管网的设计，其中主要进行负荷的计算、方案的确定、管道水力计算、供热管网的平面布置及敷设、设备及附件的选择、保温计算、绘制简图、施工图、材料表统计等。
关键词：
锅炉；
锅炉房；
供热；
管网；
水力计算；
设计；
1锅炉设计原始资料……………………………………………………………......
（1）
1.1热负荷资料………………………………………………………………………
（1）
1.2燃煤资料……………………………………………………………………………
（1）
1.3气象资料.…………………………………………………………………………
（1）
1.4室内设计参数……………………………………………………………………..
（1）
1.5水质资料……………………………………………………………………………
（1）
1.6建筑资料…………………………………………………………………………..
（2）
1.7设计地区…………………………………………………………………………..
（2）
2热负荷计算及锅炉选择…………………………………………………………
（2）
2.1热负荷计算………………………………………………………………………
（2）
2.1.1采暖季热负荷计算……………………………………………………………
（2）
2.1.2非采暖季热负荷计算…………………………………………………………...
（2）
2.2锅炉型号与台数的选择………………………………………………………...
（2）
2.2.1锅炉型号………………………………………………………………………..
（2）
2.2.2锅炉台数………………………………………………………………………..（3）
2.2.3燃烧设备………………………………………………………………………..（3）
3水处理设备及给水设备选择……………………………………………..（4）
3.1水处理系统设计及设备选择………………………………………………...（4）
3.1.1锅炉房给水量计算…………………………………………………………….（4）
3.1.2给水泵的选择…….……………………………………………………………（4）
3.1.3水处理系统的设计及设备的选择……………………………………………（5）
4汽水系统的设计…………………………………………………………………..（6）
4.1给水管管径的选择……………………………………………………………..（6）
4.2蒸汽系统主要管道直径的确定……………………………………………….（7）5送引风系统设计………………………………………………………………..（9）
5.1锅炉燃料消耗量的计算………………………………………………………..（9）
5.2理论空气量和理论烟气量…………………………………………………..（10）
5.3送风机、引风机的选择计算…………………………………………………（10）
5.4烟囱的高度与直径的设计计算…………………………………………….（12）
5.4.1烟囱的高度计算………………………………………………………………（12）
5.4.2烟囱的直径计算…………………………………………………………….（12）
6运煤、除渣和除尘设备的选择…………………………………………...........（13）
6.1锅炉房耗煤量的计算与运煤方式的选择…………………………………（11）
6.2锅炉房灰渣量的计算与除渣设备的选择…………………………………（13）
6.3煤场和灰渣场面积的确定……………………………………………………（14）
6.4除尘设备的选择……………………………………………………………..（14）
7锅炉房工艺布置…………………………………………………………………..（15）
7.1锅炉房建筑……………………………………………………………………（15）
7.1.1一般原则……………………………………………………………………...（15）
7.1.2锅炉间、辅助间和生活间的布置…………………………………………….（15）
7.1.3锅炉房建筑安全要求………………………………………………………...（15）
7.1.4锅炉房建筑布置形式………………………………………………………...（16）
7.2.1一般原则……………………………………………………………………...（16）
7.2.2锅炉布置……………………………………………………………………...（16）
7.3风烟管道和主要汽水管道的布置…………………………………………（17）
8小区供热管网的设计………………………………………………………………（17）
8.1采暖设计热负荷和设计流量的计算…………………………………….（17）
8.1.1采暖设计热负荷的计算……………………………………………………..（17）
8.1.2采暖设计流量的计算………………………………………………………...（19）
8.2供暖方案的确定………………………………………………………………（19）
8.2.1室外供热管道的平面布置………………………………………………..（19）
8.2.2室外供热管道的定线原则…………………………………………………（19）
8.3管段的水力计算………………………………………………………………..（20）
8.3.1确定各管段的计算流量……………………………………………………（20）
8.3.2确定热水网路主干线和沿程比摩阻………………………………………（20）
8.3.3确定主干线各管段的管径和实际比摩阻……………………………………（21）
8.3.4确定各管段局部阻力当量长度……………………………………………（21）
8.3.5计算主干线各管段的压力损失及主干线的总压降………………………（21）
8.3.6支干线、支线水力计算及估算比摩阻的确定………………………………（21）
8.3.7支干线、支线管段的实际比摩阻和管径的确定……………………………（21）
8.3.8确定支干线、支线管段的局部阻力当量长度和实际压降…………………（21）
8.4供热管道……………………………………………………………………….（21）
8.4.1供热管道的保温……………………………………………………………（22）
8.4.2供热管道的防腐……………………………………………………………（22）
8.4.3供热管道的敷设……………………………………………………………（22）
8.5管材及附件…………………………………………………………………（22）
8.5.1换热器………………………………………………………………………（22）
8.5.2管材及阀门…………………………………………………………………（23）
8.5.3补偿器………………………………………………………………………（24）
8.6管材及附件……………………………………………………………………（24）
8.6.1换热器………………………………………………………………………（24）
8.6.2管材及阀门…………………………………………………………………（24）
8.6.3补偿器………………………………………………………………………（24）
8.7保温措施…………………………………………………………………………（25）
总结…………………………………………………………………………………..…..（26）
参考文献…………………………………………………………………………..（27）
附录……………………………………………………………………………………（28）
1锅炉设计原始资料
1.1热负荷资料
用汽部门
蒸汽
凝结水回收率
（%）
压力
（MPa）
温度
（℃）
消耗量
（t/h）
生产热负荷
P1=0.4
饱和
D1=3.3
采暖热负荷
P2=0.3
D2=6.7
=65
生活热负荷
P3=0.3
D3=0.6
1.2燃煤资料
元素分析成分：
=57.42%,
=3.81%,
=7.16%,
=0.93%,
=0.46%,
=8.85%,
=21.37%，煤的干燥无灰基挥发份成分
=38.48%，应用基低位发热量为
=21350KJ/Kg。
1.3气象资料
采暖室外计算温度-7℃
采暖室外平均温度-0.9℃
采暖期天数106天
1.4室内设计参数
采暖室内计算温度18℃
1.5水质资料
溶解固形物：
396mg/l
碳酸盐硬度:
195mg/l
非碳酸盐硬度：
95mg/l
总硬度：
285mg/l
碱度：
PH值7.6
水文地质资料：
地下水位-1.5m
最大冻土深度35cm
地耐力6T/m2
1.6建筑资料
小区总平面图（详见规划图纸）；
1.7设计地区
青岛市
2热负荷计算及锅炉选择
2.1热负荷计算
2.1.1采暖季热负荷计算
（1）最大计算热负荷锅炉房计算最大热负荷Qmax是选择锅炉的主要依据，可根据各项原始热负荷、同时使用系数、锅炉房自耗热量和官网热损失系数由下式求得：
（式2-1）
式中：
——分别是采暖、生产和生活最大热负荷，t/h，由设计资料提供
——锅炉房自耗热量和管网热损失系数，取1.25；
——分别为生产、采暖和生活负荷同时使用系数，分别取0.8、1、0.5。
所以：
=1.25×
（0.8×
3.3+1×
6.7+0.5×
0.6）
=12.05t/h
2.1.2非采暖季热负荷计算
非采暖季最大热负荷主要包括生产和生活最大热负荷，计算公式如下：
（式2-2）
所以，
3.3+0.5×
=3.675t/h
2.2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。
2.2.1锅炉型号和锅炉台数
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。
选用锅炉的总容量必须满足计算负荷的要求，以保证用气的需要。
但也不应使锅炉的总容量超过计算负荷太多而造成浪费。
锅炉的容量还应适应锅炉房负荷变化的需要，特别是某些季节性锅炉房，要力免锅炉长期在低负荷下运行。
从煤质资料来看煤的低位发热量为煤的干燥无灰基挥发成分Vdaf=38.48%，应用基低位发热量为Q=21350kJ/kg。
根据《锅炉及锅炉房设备》中的表2-6可确定为烟煤Ⅲ，因此可以选用DZL系列快装水火管蒸汽锅炉。
它的特点有：
1）它采用单锅筒纵置式，双集箱快装布置，水火管快装结构，节省锅炉房占地，且土建工程投资少，有效地降低锅炉安装费用和基建投资。
2）采用炉内烟尘惯性分离，配以高效的脱硫除尘器，高锅炉排放浓度低，黑度低，可达到国家一类地区环保指标要求；
3）锅炉采用自然循环方式，炉水始终保持高速紊流状态，强化传热，提高锅炉热效率；
4）蒸汽锅炉有较大的汽相空间，并配置高效汽水分离器，蒸汽湿度降低到2%以下。
可以选用的锅炉型号组合为：
DZL6-1.25-AⅢ型锅炉三台,DZL4-1.25-AⅢ锅炉四台。
根据锅炉房确定的原则：
1）锅炉台数应按照所有运行锅炉在额定蒸发量工作时，能满足锅炉房最大热负荷。
2）锅炉的出力、台数应能有效适应热负荷变化的需要，且在任何工况下，应保证锅炉有较高的热效率。
3）应考虑热负荷发展的需要。
4）锅炉台数应根据热负荷的调度、锅炉检修和扩建的可能性确定。
一般新建锅炉房以不少于2台、不超过5台为宜。
5）以生产负荷为主或常年供热的锅炉房，应设置一台备用锅炉。
以采暖、通风空调为主的锅炉房，一般不设备用锅炉。
从以上原则可以看出，对于DZL6-1.25-AⅢ型锅炉和DZL4-1.25-AⅢ型锅炉均符合条件，在非采暖季节DZL6-1.25-AⅢ型锅炉和DZL4-1.25AⅢ型锅炉均只需要运行一台锅炉，虽然DZL6-1.25-AII型锅炉负荷率仅为61.3%，相比之下，DZL4-1.25-AⅢ型锅炉则达到了91.9%，但考虑到初投资以及运行费用方面，最终我们决定选用三台DZL6-1.25-AⅢ型锅炉。
DZL6-1.25AⅢ的主要参数如下受热面积：
锅炉本体148.2m²
省煤器（SMQ4）87.2m²
炉排有效面积7.7m²
燃料消耗981.3Kg/h，最大件运输尺寸L×
B×
H=6.5×
2.7×
3.6,最大件运输量25t。
锅炉效率>
80%。
在采暖季三台锅炉基本上满负荷运行；
非采暖季一台锅炉运行，锅炉的维修保养可在非采暖季进行，而且本设计中的锅炉房以采暖为主，故不设置备用锅炉。
2.2.2燃烧设备
选用锅炉燃烧设备应能适应所使用的燃料、便于燃烧调节和满足环境保护的要求。
本设计中，选用层燃炉链条炉排，对燃煤粒度的要求不大于50mm；
过量空气系数为1.3；
未完全燃烧热损失：
气体＜2%，固体5～10%。
它的优点是燃烧效率高，运行平稳可靠，负荷适应性好，飞灰损失和对环境污染较小，司炉劳动强度较小，操作简便。
缺点是结构复杂，制造工作量大。
3水处理设备及给水设备的选择
3.1给水设备的选择
3.1.1锅炉房给水量计算
锅炉房给水量计算公式：
t/h（式3-1）
——给水管网漏损系数，取1.03；
——锅炉房额定蒸发量，t/h；
——锅炉排污率，%，本设计根据水质计算，取10%。
所以，采暖期锅炉给水量：
G1=1.03×
12.05×
（1+10%）=13.653t/h；
非采暖期锅炉给水量：
G2=1.03×
3.675×
（1+10%）=4.164t/h。
3.1.2给水泵的选择
（1）给水泵的容量和台数
给水泵的流量应满足锅炉所有运行锅炉在额定蒸发量时给水量的1.1倍的要求；
由于锅炉房的负荷一般都不均衡，特别是季节性负荷的锅炉房负荷变化更大，因此水泵的容量和台数还应适应全年负荷变化的要求。
（2）备用给水泵
设置备用给水泵是为了保证在停电，正常检修和发生机械故障等情况下，锅炉仍能得到安全、可靠的供水。
为此，设计规范和监察规程都明确规定：
锅炉房应设置备用给水泵，当任何一台水泵停止运行时，其余给水泵的总流量应满足所有锅炉蒸发量的1.1倍。
在本设计中，选用一台备用。
（3）给水泵的扬程
水泵扬程的计算，根据经验公式计算：
KPa（式3-2）
——锅炉工作压力；
（100～200）为压力附加值。
=1000×
1.25+150=1400KPa=140m。
根据给水泵的流量和扬程，本设计中，拟选用四台电动给水泵，其中一台备用。
采暖季三台启动，其总流量应大于水泵总流量Q=1.1×
13.653=15.0183t/h。
由于设计中选用三台同型号的水泵，因此一台水泵的流量大于5.01t/h。
现选择1
GCA-5型单吸分段式离心泵：
级数：
7
流量：
6m³
/h
扬程：
161m
电机型号：
Y132S2-2
功率：
7.5KW
转速：
2950r/min
汽蚀余量为3.7m
进水管DN40，出水管DN40
（4）给水箱的选择
1）给水箱的容积和个数
给水箱的作用有两个：
一是软化水和凝结水与锅炉给水流量之间的缓冲，二是给水的储备。
本设计中，给水箱的总有效容量选为运行锅炉在额定蒸发量时所需30min的给水量。
因此其大小为8m³
选用一个有隔板的方形开式给水箱，其尺寸为3.4×
1.8×
1.6m.
2）给水箱的高度
给水泵输送温度较高的给水，要求给水箱有一定的安装高度，使给水泵有足够的灌注头，以免发生正常给水和影响正常给水。
给水泵最小灌注高度
H
m（式3-3）
本设计中，给水箱安装高度为6m。
3.1.3水处理系统的设计及设备选择
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。
锅炉房水处理的任务通常是软化和除氧。
（1）锅炉排污量的计算
锅炉排污量通常通过排污率来计算。
排污率的大小，可由碱度和含盐量的平衡关系式求出，取其两者的最大值。
根据GB1576-2001规定，蒸汽锅炉的给水和锅水水质标准为：
给水总硬度≤0.04mmol/L
给水PH值≥7
锅水总碱度6～24mol/L
锅水含盐量＜3500mg/L
原水硬度符合给水要求：
，（式3-4）
，（式3-5）
其中，
；
∴
由水质资料知：
396mg/l,
=3500mg/l,
195mg/l=3.9mmol/l，
=24mmol/l,
求得
7.79%，
11.58%。
其值在10±
3%之内，因此取排污率为10%。
（2）软化水量
由以下公式计算：
锅炉房采暖季的最大给水量与凝结水回收量之差，即为本锅炉房所需要的补充软化水量：
（式3-6）
=1.03×
（1+0.10）-0.65×
6.7
=9.30t/h
（3）软化系统的选择
锅炉用水应进行软化处理。
碱度高的水有时需要进行除碱处理，通常可根据锅水箱对碱度和按碱度计算的锅炉排污率高低来决定。
采用锅水化学处理时，补给水、给水、锅水中碱度与溶解固形物的冲淡或浓缩可认为是同比例的。
在采用亚硫酸钠除氧时，溶解固形物中还应计入相应值。
根据《低压锅炉水质标准》规定，锅水的相对碱度应小于0.2，若不符合规定，应考虑除碱处理。
设计规范规定，锅炉蒸汽压力小于或等于1.6MPa时，排污率不应大于10%，压力大于1.6MPa时，则排污率不应大于5%。
水的软化方法一般采用离子交换软化法，其效果稳定，易于控制。
当需要除碱时，一般考虑氢——钠离子交换法。
石灰预处理的系统较复杂，操作要求比较高，处理水量较小场合不宜采用。
本设计采用了两台JK200-400×
2全自动组合式离子交换器。
4汽水系统的设计
4.1给水管管径的确定
（1）锅炉房最大用水量及自来水总管管径的计算
锅炉房最大用水量包括以下几项:
①引风机及给水泵的冷却水流量，约为1.3t/h；
②煤厂、渣厂用水量，约为0.5t/h；
③化验及其它用水量，约为0.7t/h；
④生活用水量，约为1t/h；
⑤锅炉房给水量，13.65t/h；
则锅炉房最大用水量为（13.65+1.3+0.5+0.7+1）=17.15t/h
给水管内径的计算公式：
（式4-1）
G—管内介质的质量流量，t/h
ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s）
可得给水管道内径
，
由此，自来水总管选择镀锌焊接钢管Ф75.5×
3.75的管材。
（2）给水管内径的计算公式：
内径
mm
ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为2m/s）
由此，给水箱出水管选择Ф57×
3.5mm的无缝钢管。
给水母管管径确定与给水箱出水总管相同，即Ф57×
3.5mm。
进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同，即Ф38×
3mm无缝钢管，且在每一支管上装设调节阀。
4.2蒸汽系统主要管道直径的确定
蒸汽管道内径的计算公式：
（式4-2）
G——管内介质的质量流量，t/h
ω——推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为30m/s）
ν——管内介质的比容，m3/Kg（由手册查得ν=0.1572m3/Kg）
（1）蒸汽母管管径
为便于操作以及确保检修的安全，每台锅炉的蒸汽母管直接接入分汽缸，其直径为133×
4mm；
在每台锅炉出口和分汽缸入口分别装有闸阀和截止阀。
（2）生产用蒸汽管管径
生产用汽管的蒸汽流量
1.05×
3.6=3.465t/h，生产用汽压力为0.4MPa，比容
。
蒸汽流流速取30m/s，则：
决定选取管径Ф159×
4.5无缝钢管
（3）采暖用蒸汽管管径
采暖用汽管流量
6.7=7.035t/h，蒸汽压力为0.3MPa流速按35m/s计算，
决定选取管径Ф219×
6mm无缝钢管。
（4）生活用蒸汽管管径
蒸汽流量
0.6=0.63t/h，蒸汽压力为0.3MPa，流速按30m/s计算，
决定选用管径为Ф76×
4.3分汽缸的选用
（1）分气缸直径的确定
已知采暖期最大计算热负荷
，蒸汽压力P=0.4MPa，比容
，若蒸汽在分汽缸中流速
取用15m/s，则分汽缸所需直径为
本设计拟采用Ф377×
9mm的无缝钢管作为分汽缸的筒体
（2）分汽缸筒体长度的确定
分汽缸筒体
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