锅炉课程设计正文.docx
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锅炉课程设计正文
工业锅炉设备课程设计任务书
一、课程设计题目:
某厂锅炉房工艺设计
二、设计目的:
课程设计是“锅炉及锅炉房设备”课程的主要教学环节之一。
通过课程设计,了解锅炉房工艺设计内容、程序和基本原则,学习设计计算方法和步骤,提高设计计算和制图能力,巩固所学的理论知识和实际知识,并学习运用这些知识解决锅炉房工程设计中的实际问题。
三、设计原始资料:
1、热负荷资料
项目
用汽量(t/h)
用汽参数
凝结水
回收率%
同时
使用系数
最大
平均
压力/MPa
温度
采暖用汽
7.5
0.2
饱和
60
1.0
生产用汽
3.6
3.2
0.4
饱和
20
0.80
生活用汽
0.8
0.2
0.3
饱和
0
0.4
2、煤质资料:
元素分析成分:
Mar(Wy)=9.00%,Aar(Ay)=32.48%,Car(Cy)=46.55%,Har(Hy)=3.06%,Sar(Sy)=1.94%,Oar(Oy)=6.11%,Nar(Ny)=0.86%.
煤的干燥无灰基挥发分:
Vdaf(Vr)=38.5%,
接受基低位发热量Qnet,v,ar(Qydw)=17693KJ/Kg
3、水源资料:
以自来水为水源,供水水温10℃,供水压力0.6MPa
1)总硬度:
3.3mol/L
2)永久硬度:
1.1mol/L
3)暂时硬:
2.2mol/L
4)总碱度:
2.1mol/L
5)PH值:
6.9
6)溶解氧:
6.5~8.9mg/L
7)悬浮物:
0mg/L
8)溶解固形物:
450mg/L
4、气象资料:
1)年主导风向:
冬夏西北;
2)平均风速:
3.0m/s
3)大气压:
97880Pa
4)海拔高度:
396.9m
5)最高地下水位:
-3.5m
6)土壤冻结深度:
无土壤冻结情况
7)冬季采暖室外计算温度:
-5℃
8)冬季通风室外计算温度:
-1℃
9)采暖期平均室外计算温度:
0.5℃
5、其他资料
1)生产为三班制,全年工作300天
2)采暖用汽天数90天
3)通风用汽天数90天
4)凝结水回收为自流方式
四、设计内容与要求
1、热负荷计算
包括最大计算热负荷和年热负荷的计算。
对于具有季节性负荷的锅炉房,应分别以采暖季和非采暖季求出最大计算热负荷和平均热负荷。
计算结果应以表格方式汇总。
2、选择锅炉型号和台数
要求提出2-3种选型方案,就其燃烧设备或燃料适应性,负荷适应性或负荷率、备用性、锅炉效率、占地面积、建筑造价、扩建余地、人员编制、环境污染、投资高低等方面进行简单的分析比较后确定最佳选炉方案。
3、水处理系统的确定及其设备选择计算
(1)计算各种水量包括回水量、补给予水量、总给水量,按采暖季和非采暖季分别计算。
(2)计算排污率和相对碱度排污率要用试算法确定,并按采暖季、非采暖季碱平衡和盐平衡分别计算。
(3)确定水处理的任务根据水质资料,锅炉给水标准、排污率和相对碱度,说明原水是否需要软化、除碱和除氧。
(4)软化系统的确定及其设备选择计算要求确定软化方法,绘出软化系统草图;确定软化设备的生产能力;确定交换剂,选择软化设备,计算药剂量和耗水量;盐液池和盐液泵的计算。
4、给水系统、蒸汽系统、排污系统的确定及其设备选择计算
(1)确定给水系统、蒸汽系统、排污系统的形式,并绘出各系统草图。
(2)选择各系统的设备,包括给水箱、给水泵、分汽缸、连续排污扩容器、取样冷却器、排污冷却池等。
(3)计算给水母管各蒸汽母管及分汽缸接管管径。
(4)确定管路附件。
5、送、引风系统的确定及其设备选择计算
(1)燃料校核。
(2)计算燃料消耗量、计算送风量和引风量。
(3)确定送、引风系统并拟定草图。
(4)确定烟、风道断面尺寸。
(5)选择送、引风系统设备。
包括确定烟囱高度及断面,选择风机,消声器、除尘器。
6、燃料输送及出灰渣系统的确定
(1)计算锅炉房最大负荷时的小时燃料消耗量;计算锅炉房最大负荷季节时的小时燃料消耗量;计算锅炉房最大负荷时的昼夜燃料消耗量;计算年燃料消耗量;计算与上述燃料量相应的灰渣量。
(2)计算煤、灰场的面积。
(3)确定燃料输送及出渣方式。
7、进行锅炉房工艺布置,绘制热力系统草图及布置草图
8、整理编写设计说明书
设计说明书的第一章要求写出总论或概述,应包括设计指导思想和原则,热负荷、系统方案的主要特点,区域布置的特点及设计中欠考虑的问题和特别需要说明的问题。
说明书的其他章节主要写明各系统方案及设备确定的依据、理由、过程和结果,对于计算公式要求写出公式中的符号的含义、单位、计算过程和计算结果。
说明书要装订成册,内容包括封面、目录、正文、后记(结束语)和参考文献目录等。
原则上,设计说明书用Word文件格式A4纸张排版打印。
排版(字体字号行距等)参照湖南工业大学毕业设计(论文)的格式。
五、绘图要求(图中必须有简明的设计说明与技术要求)
(1)热力系统图一张。
要求附出图例、标出设备编号及管径。
用1号图完成。
(2)设备平面布置图一张。
要求绘出锅炉间、风机间、水处理间和辅助间等。
设备平面布置图中的设备以外形绘制,标明设备编号并附设备明细表。
设备定位尺寸要齐全清晰。
平面布置图中还应标明指北针。
用1号图完成。
(3)设备布置剖视图一张,用2号图完成。
(4)条件具备时,加绘锅炉房区域图一张,用2号图完成。
图纸用计算机绘制,必要时加绘手工图纸1张。
六、时间安排(二周)
(1)编写说明书4天;
(2)草图2天;
(3)绘图5天;
(4)并装订成册1天;
(5)答辩2天(分组进行)
工业锅炉设备课程设计说明书
七、热负荷计算及锅炉选择
1、热负荷计算
(1)采暖最大计算热负荷
t/h
式中——考虑热网热损失以及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数,取1.05;
——生产用汽的同时使用系数,取0.8;
——采暖用汽的同时使用系数,取1.0
——生活用汽的同时使用系数,取0.4。
∴1.05(0.8×3.6+1.0×7.5+0.4×0.8)=10.7t/h
(2)非采暖季节最大计算热负荷
=1.05(0.8×3.6+0.4×0.8)=3.2t/h
2、锅炉型号与台数的选择
根据最大计算热负荷10.7t/h以及生产、采暖和生活用汽有利均不大于0.4MPa,从煤质资料来看煤的低位发热量为17693KJ/Kg,根据《工业锅炉房》中的表1-4可确定为烟煤Ⅰ,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:
DZL(W)6-1.25-AII型锅炉两台,DZL(W)4-0.7(1.25)-AII型锅炉三台,DZL(W)2-0.7(1.25)-AII型锅炉六台。
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,选用DZL(W)2-0.7(1.25)-AII型锅炉需要六台,台数太多,不适宜使用。
对于DZL(W)6-1.25-AII型锅炉和DZL(W)4-0.7(1.25)-AII型锅炉均符合条件,但是在非采暖季节DZL(W)6-1.25-AII型锅炉和DZL(W)4-0.7(1.25)-AII型锅炉均只需要运行一台锅炉,但是DZL(W)6-1.25-AII型锅炉负荷率仅为53%,相比之下,DZL(W)4-0.7(1.25)-AII型锅炉则达到了80%,因此最终我们决定选用三台DZL(W)4-0.7(1.25)-AII型锅炉。
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。
八、给水及水处理设备的选择
1、给水设备的选择
(1)锅炉房给水量的计算
t/h
式中——给水管网漏损系数,取1.03;
——锅炉房蒸发量,t/h;
——锅炉排污量,%,本设计根据水质计算,取10%。
对于采暖季,给水量为:
=1.03×10.7(1+0.10)=12.1231t/h
对于非采暖季,给水量为:
=1.03×3.2(1+0.10)=3.6256t/h
(2)给水泵的选择
给水泵台数的选择,应能适应锅炉放全年负荷变化的要求。
本锅炉房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1.1×12.1231t/h,即大约为13.34t/h,所以每台给水泵的流量应该大于4.45t/h。
现选用型给水泵:
流量:
6m3/h
扬程:
1127kPa
电机型号:
Y132S2-2
功率:
7.5KW
转速:
2950r/min
进水管DN40,出水管DN40
(3)给水箱体积的确定
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。
给水箱的体积,按储存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计,外形尺寸为3600×2500×2000mm,计18。
2、水处理系统设计及设备选择
(1)软化系统的选择
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6~26mol/L
锅水含盐量<3500mg/L
原水硬度不符合给水要求,必须进行水质处理。
按碱平衡计算锅炉排污率
按盐平衡计算锅炉排污率
因为均小于10%,所以不需要除碱。
根据原水水质情况,采用低流速逆流再生单级钠离子交换系统。
交换剂采用001×7强酸苯乙烯型阳离子交换树脂。
(2)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。
在上面“软化系统选择”中已经计算了由碱度和含盐量的平衡关系式求出的排污率,其值小于10%,且在10±3%之类,所以,锅炉排污率取10%。
(3)软化水量的计算
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:
=1.03×10.7(1+0.10)-0.2×3.6-0.6×7.5
=12.1231-5.22≈6.90t/h
(4)钠离子交换器的选择计算(见表1)
序号
名称
符号
单位
计算公式或数据来源
数值
1
软化水量
Grs
t/h
先前计算
6.90
2
软化速度
m/h
根据原水H0=3.3me/L
18
3
所需交换器截面积
F’
㎡
Grs/=6.90/18
0.383
4
实际交换器截面积
F
㎡
选用ø750交换器2台
0.442
5
交换剂层高度
h
m
交换器产品规格
2
6
运行