锅炉及锅炉工艺课程设计

牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书1设计概况本设计为一蒸汽锅炉房，为生产、生活以及厂房和住宅采暖生产饱和蒸汽。生产和生活为全年用气，采暖为季节型用气。生产用气设备要求提供的蒸汽压力最高为0.6MP，用气量为3.5t/h;凝结水受生产过程的污染，不能回收利用。采暖用气量为6.2t/h，其中生产车间为高压蒸汽采暖，住宅则采用低压蒸汽采暖；采暖系统的凝结水回收率达25%通风用气的凝结水回收率达80%。生活用汽主要供应食堂和浴室的用热需要，用气量为0.4t/h,凝结水回收率达80%。一、设计原始资料1、蒸汽负荷及参数：生产用汽1D=3.5t/h,1P=0.4~0.6MPa,无凝结水回收采暖用汽2D=6.2t/h,2P=0.4~0.6MPa,凝结水回收率=25%通风用汽3D=0.88t/h,3P=0.2MPa,无凝结水回率=80%生活用汽4D=0.6t/h,4P=0.06MPa,无凝结水回收2、媒质资料：元素分析成分：%48.32%,00.9%,86.0%11.6%,94.1%,06.3%,55.46yyyyyyyAWNOSHC煤的可燃基挥发分：%,5.38rV应用基低位发热量17693ydwQKJ/Kg.3、水资资料；总硬度：H=3.1me/L永久硬度：FTH=1.0me/L总碱度：TH=2.1me/LPH值：PH:7.5溶解氧：6.5~8.9mg/L悬浮物：0溶解固形物：380me/L4、气象资料：1)年主导风向：西北2)平均风速:2.2m/s3）大气压：98540Pa4）海拔高度:241.4m5）最高地下水位：-3.5m6）土壤冻结深度:无土壤冻结情况-1.91m7）冬季采暖室外计算温度：--24C0牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书28）冬季通风室外计算温度：-19C09）采暖用气天数：150天10)通风用气天数：100天二、热负荷计算及锅炉选择1、热负荷计算：（1）采暖季最大计算热负荷5443322110maxQ)QKQKQKQK(QK式中：0K——考虑热网热损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数，取1.15；1K——生产用汽的同时使用系数，取.0.8；2K——采暖用汽的同时使用系数，取1.0；3K——通风用汽的同时使用系数，取1.10；4K——生活用汽的同时使用系数，取0.5；max1Q1.15(0.83.5+1.06.2+1.100.88+0.50.4)=11.69t/h（2）平均热负荷QttttQjwnpjnPJit/h式中：QI采暖或通风的最大热负荷tn采暖房间的设计温度tw采暖期采暖或通风室外计算温度tpj采暖室外平均温度所以得：pjQ=12.98t/h（3）全年热负荷QQDDDDKQmax54321001t/h牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书35Q=%Q5197.045.251-3.2706167-45.25125）（）（5Q=0.895kg/hQ0=12.875t/h(4)非采暖季最大计算热负荷Qmax2=Ko（K1D1+K4D4=1.15(0.83.5+0.50.4)=3.45t/h2．锅炉型号与台数的确定根据最大计算热负荷11.19t/h及生产、采暖和生活用均不大于0.6Mpa，SHL4-0.7/160-AI型锅炉3台。四、水处理设备的选择及计算1、给水设备的选择水处理设备的生产能力的确定:2.1G(bglG+bRWG+Gzh+Ggy)t/h式中：bglG锅炉补给水量t/hbRWG热水管网补给水量t/hGzh水处理设备自耗软水量t/hGgy工艺生产需要软水量t/h裕量系数取1.2所以得：G=25t/h锅炉补给水量bglG=（1001ppw）D—Gnt/hD锅炉房额定蒸发量t/h,由锅炉型号可知D=4t/hGn合格的凝结水回收量t/h、设备和管道漏损这里取0.5%Ppw——锅炉排污率，%，本计算根据水质计算，取10%。所以得：bglG=13.56t/h因为：Gzh=Ft/h得：Gzh=510.441=2.205t/h牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书42、决定软化方法，并选择设备型号和台数，计算药剂消耗量。(1)给水泵的选择给水泵台数的选择，应能适应锅炉房全年负荷变化的要求。本锅炉房拟选用4台电动给水泵，其中1台备用。采暖季3台启用，其流量应大于1.2x12.68=16.27t/h，现选用：型号6BA—9流量9sm/3扬程1325KPa电机型号21322sY功率9.5KW转数3860r/min进水管Dg50，出水管Dg50。（2）给水箱体积的确定给水箱体积，按储存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计，外行尺寸300025002000mm，合计15m3。锅水相对碱度=bglbglSA=0.05bglA锅炉补给水碱度2.1me/LbglS锅炉补给水溶解固形物：380me/L碳酸钠在锅内分解率，根据所选锅炉型号查表的10根据《低压锅炉水质标准》规定，锅水相对碱度应小于0.2，所以符合要求。根据原水水质指标，本设计拟采用钠离子交换法软化给水。由于原水总硬度为3.1lme/，属中硬度水，所以决定选用逆流再生钠离子交换器两台，以732#树脂为交换剂。牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书5软化水量rsG=10.42t/h软化速度根据原水LmeHg/1.3得'rsv20m/h所需交换器截面积'F=20/42.10'rsrsvG=0.5212m实际交换器截面积根据选用选用750交换器两台得F=0.4412m运行时实际软化速度V=rsG/F=10.42/0.441=23.63m/h交换剂体积V=Hf=1.50.4410.663m当选用732#树脂时交换剂工作能力0E1100~1500这里取15003/mge交换剂的工作容量E=990150066.001EV再生剂（食盐）纯度=95再生剂单耗q=90g/ge再生一次所需再生剂量yG=Eq/1000=79290/10000.95=75.03再生液浓度yC=7%稀盐溶液池的体积：yyCVB102.113mB一次再生用盐量103（由下面计算可得）Cy盐溶液浓度一般取4%—5%这里取4%y盐溶液密度这里取1.0268所以得：V1=1.653m贮盐池体积V2=nA2.13mA每昼夜用盐量，这里取85Kgn贮盐天数，这里取10天盐的视密度1.0268（查下表得）所以得：V2=2.323m牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书6一次再生耗盐量B=KgFhbyE10000E0交换剂工作交换量这里取1500mol/m3F交换器截面积0.4412mh交换剂层的高度1.5my盐的纯度这里取0.96b再生剂单耗这里取100所以得：B=103Kg盐液泵的选择盐液泵的作用：其一是把浓盐液提升到稀盐液池；其二是输送稀盐液至离子交换器，过量的部分稀盐液池进行扰动，使之浓度均匀。盐液泵运行时间短，不需设制备用泵。为防盐液腐蚀，选用102型塑料泵一台：流量6t/h，扬程196Pa，电极功率1.7KW，转速2900r/min。该泵进口管径Dg40，Dg40。原水加压泵的选择有时自来水水压偏低，为了确保再生时所需的反洗水压和软化过程所需克服交换器阻力的水压，特设置原水加压泵1台：型号6BA—9流量9sm/3扬程1325KPa电机型号21322sY功率9.5KW转数3860r/min进水管Dg30，出水管Dg30。型号5211GC，流量63m/h,计算锅炉排污量，并拟定排污系统和热回收方案。牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书7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，可由碱度或含盐量的平衡关系式求出，取两者的最大值。按给水的碱度计算排污率：%1001gsggsAAAP式中：gsA——给水的碱度，由水质资料可知为2.1me/L;gA——锅水允许碱度，根据水质标准，对燃用固体燃料的水火管锅炉为22me/L;1P=1.2221.2100%=10%按给水中含盐量（溶解固形物）计算排污率：%2gsggssSSSP其中：给水含盐量gsS，已知380me/L，锅炉的含盐量，gS为4000me/L，所以：3804000380sP=10%因为，根据设计规范规定锅炉蒸汽压力小于1.6MPa时，锅炉的排污率不应超过10%，故锅炉排污率取10%符合要求。（1）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，即为本锅炉房所需补充的软化水水量：=1.0311.19（1+0.1）-（0.256.2-0.80.88）=10.42t/h（2）钠离子交换器的选择计算钠离子交换器的选择计算表（表1）逆流再生离子交换器逆流再生离子交换器在连续运行8—10周期后，一般宜进行一次大反洗，以除去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。大反洗流速取10hm/。时间约15min。大反洗后的第一次再生，其再生剂耗量比正常运行时约增大一倍。大反洗前，应先进行小反洗，以保护中间排管装置。（3）再生液（盐液）的配置和储存设备为减轻搬运食盐等的劳动强度，本设计采用浓盐液池保存食盐的方法，即将3322max1)1(PPPKDGpwrs牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书8运来食盐直接倒入浓盐液池。再生时，把浓盐液提升到稀盐液池，用软水稀释至要求的程度，再由盐液泵输送至离子交换器再生。1）浓盐液池体积的计算本锅炉房钠离子交换器运行周期为24.8+2.83=27.63，每再生一次需耗盐75.03kg，如按储存10天的食盐用量计算，则浓溶液（浓度26%）池的体积为347.2100026.02803.752410m2）稀盐液池体积的计算再生一次需稀盐液（浓度5%）的体积为1.073m，若按有效容积系数0.8计算，稀盐液池体积为1.5m3。本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为200020001000盐池。浓，稀盐池各一半。3）盐液泵的选择盐液泵的作用：其一是把浓盐液提升到稀盐液池；其二是输送稀盐液至离子交换器，过量的部分稀盐液池进行扰动，使之浓度均匀。盐液泵运行时间短，不需设制备用泵。为防盐液腐蚀，选用102型塑料泵一台：流量6t/h，扬程196Pa，电极功率1.7KW，转速2900r/min。该泵进口管径Dg40，Dg40。4）原水加压泵的选择有时自来水水压偏低，为了确保再生时所需的反洗水压和软化过程所需克服交换器阻力的水压，特设置原水加压泵1台：型号6BA—9流量9sm/3扬程1325KPa电机型号21322sY功率9.5KW转数3860r/min进水管Dg30，出水管Dg30。型号5211GC，流量63m/h,除氧设备的选择计算根据水质标准9规定，额定恒发量大于2t/h的蒸汽锅炉，需要设置除氧设备，本设计方案中采用的是SHL4-0.7/160-AI型锅炉牡丹江市燃煤蒸汽锅炉房设计说明书9，五、汽水系统主要管道管径的确定1锅炉房最大的用水量及自来水总管管径的计算2自来水总管的流量，即为锅炉最大用水量，包括以下几项：（1）运行交换器的软水流量Grs=10.42t/h（2）备用交换器再生过程中的最大瞬量流量，以正洗流量计，6v取18FV6=0.44118=7.94t/h（3）引风机及给水泵的冷却水流量，按风机轴承箱进水管径Dg40，水速4m/s计算，冷却水流量约2.5t/h；（4）煤厂，渣厂用水量，估计约0.5t/h；（5）化验及其他用水量，大约0.7t/h；（6）生活用水量，粗略取计1t/和。（7）如此锅炉房最大小时用水量大约为(10.42+7.94+2.5+0.5+0.7+1)=23.06t。若取管内水速为1.5m/s，则自来水总管管径可由下式计算：d0=23600G0=m0774.05.1360043.252本设计选用自来水总管管径0d=894mm2与离子交换器相接的各管管径的确定交换器上个连接管管径与其本体的对应管径一致，即除进盐液管管径为Dg30外，各管管径均为Dg50。3给水管管径的确定（1）给水箱出水总管管径出水总管的流量，按采暖季给水量G1