锅炉课程设计:正文

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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7.50.2饱和601.0生产用汽3.63.20.4饱和200.80生活用汽0.80.20.3饱和00.42、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/Kg3、水源资料:以自来水为水源,供水水温10℃,供水压力0.6MPa1)总硬度:3.3mol/L2)永久硬度:1.1mol/L3)暂时硬:2.2mol/L4)总碱度:2.1mol/L5)PH值:6.96)溶解氧:6.5~8.9mg/L7)悬浮物:0mg/L8)溶解固形物:450mg/L4、气象资料:1)年主导风向:冬夏西北;2)平均风速:3.0m/s3)大气压:97880Pa4)海拔高度:396.9m5)最高地下水位:-3.5m6)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)(3322110max1DKDKDKKDt/h式中0K——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;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1.03K——生活用汽的同时使用系数,取0.4。∴max1D1.05(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)(33110max1DKDKKD=1.05(0.8×3.6+0.4×0.8)=3.2t/h2、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)1(maxpwPKDGt/h式中K——给水管网漏损系数,取1.03;maxD——锅炉房蒸发量,t/h;pwP——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(max11pwPKDG=1.03×10.7(1+0.10)=12.1231t/h对于非采暖季,给水量为:)1(max22pwPKDG=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5211GC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183m。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%34.8%1001.2151.2)7.106.32.05.76.01()()()(1bbgbbaJDJDaJDP按盐平衡计算锅炉排污率%03.9%1004503000450)7.106.32.05.76.01(2bbgbbaSSaSP因为21PP、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:2211max1)1(DDPKDGpwrs=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Grst/h先前计算6.902软化速度'rsvm/h根据原水H0=3.3me/L183所需交换器截面积F’㎡Grs/'rsv=6.90/180.3834实际交换器截面积F㎡选用ø750交换器2台0.4425交换剂层高度hm交换器产品规格26运行时实际软化速度vm/hGrs/F=6.90/0.44215.617交换剂体积Vm3hF=2×0.4420.8848交换剂工作能力E0gol/m3732#树脂1100~150011009交换器工作容量EmolVE0=0.884×1100972.410运行延续工作时间Th)04.03.3(90.614.972)(0HHGnErs48.611小反洗时间1min取用1012小反洗水流速度1vm/h取用913小反洗耗水量V1m3F11v=0.442×10×9/600.66314静置时间2min交换剂回落、压脂平整,取用415再生剂纯度%工业用盐,取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