锅炉房课程设计说明书.docx

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锅炉房课程设计说明书

设计题目：

青岛市械制造厂锅炉房设计

该厂设在青岛市。

本设计任务是新建一集中锅炉房，以满足该厂生产、采暖通风及生活用汽需要。

1设计的原始资料

1.1热负荷资料

表1-1热负荷资料

用汽部门

蒸汽

凝结水回收率

（%）

备注

压力

（MPa）

温度

（℃）

消耗量（t/h）

最大

平均

生产热负荷

0.4~0.8

饱和

13.70

7.12

50

采暖热负荷

0.2

饱和

1.80

90

通风热负荷

0.2

饱和

1.10

90

生活热负荷

0.2~0.3

饱和

2.20

0.275

0

此表中的蒸汽消耗量为采暖季热负荷，非采暖季热负荷中无采暖、通风热负荷，其他相同。

1.2煤质资料

Car=58.0%,Har=2.5%,Oar=3.0%,Nar=0.8%,Sar=0.8%,

War=10.9%,Aar=24.0%，Var=10.5%，Qnet，ar=20977Kj/kg。

1.3水质资料

总硬度H02.9me/L；

非碳酸盐硬度HFT1.0me/L；

碳酸盐硬度HT1.9me/L；

总碱度A1.9me/L；

pH值7.9；

溶解氧7.7~9.6mg/L；

溶解固形物434mg/L；

悬浮物和含油量微量，可忽略不计；

夏季平均水温26℃，

冬季平均水温13℃；

供水压力0.4MPa。

1.4气象与地质资料

海拔高度260.6m；

冬季采暖室外计算温度4℃，

冬季通风室外计算温度8℃，

采暖期室外平均温度9℃，

采暖室内计算温度18℃；

采暖天数60；

夏季通风室外计算温度33℃；

年主导风向东南；

大气压力冬季99.19kPa，

夏季97.33kPa；

平均风速冬季1.3m/s，

夏季1.6m/s；

最高地下水位-2.5m；

土壤冻结深度本地区冻土厚度一般在0.5m。

1.5工作班次

三班制全年工作306天。

2锅炉型号和台数选择

2.1锅炉房最大计算热负荷

锅炉房最大小时用汽量按下式计算：

式中K0——官网热损失及锅炉房自用系数，考虑到蒸汽管网漏损较大和采用热力喷雾式除氧，锅炉房自用蒸汽较多等因素，故K0取为1.25；

D1、D2、D3、D4——生产、采暖、通风及生活的最大小时热负荷，t/h；

K1、K2、K3、K4——生产、采暖、通风及生活的同时使用系数，分别为0.8、1、1、及0.5。

非采暖季节最大小时用热量为：

2.2锅炉房平均热负荷计算

（1）系数计算式

式中tn——采暖室内计算温度，℃；

tpj——采暖室外平均温度，℃；

tw——采暖季采暖（或通风）室外计算温度，℃。

（2）采暖系数

∴采暖平均热负荷

（3）通风系数

∴通风平均热负荷

（4）锅炉房平均热负荷

由热负荷资料提供：

生产平均热负荷7.12t/h，

生活平均热负荷0.275t/h，

所以，锅炉房平均热负荷为

2.3锅炉房年热负荷计算

锅炉房三班制运行，按全年工作306天计算：

生产年热负荷

，

采暖年热负荷

，

通风年热负荷

，

生活年热负荷

。

锅炉房全年热负荷

。

2.4锅炉型号和台数选择

根据锅炉房最大计算热负荷为18.70t/h、用汽压力不高于0.8Mpa的饱和蒸汽，燃料为贫煤，同时考虑该厂热负荷是以生产负荷为主，生产用汽昼夜变化较大的特点，本设计确定选用SHL10-1.3-P型锅炉两台。

锅炉房低负荷时（即厂区主要用汽设备检修时）一台运行，最大负荷时两台同时运行。

如此，锅炉房容量为20t/h。

考虑生产上各车间热负荷可以进行适当调度，锅炉与主要用汽设备同时检修而不至影响生产，故本锅炉房未设置备用锅炉。

3水处理设备的选择

3.1软化系统选择

SHL10-1.3-P型锅炉对给水和锅水的水质要求：

给水总硬度≤0.03me/L，

给水含氧量≤0.1mg/L，

给水pH值≥7

锅水总碱度≤20me/L，

锅水含盐量＜3500mg/L。

本锅炉房原水为城市自来水，其硬度不符合锅炉给水要求，需进行软化处理。

阳离子交换软化法处理效果稳定，设备及运行管理都比较简单。

而低流速逆流再生钠离子交换系统具有出水水质好，再生液的耗量低，且再生效果亦比顺流再生好等优点。

故本设计水处理确定选用“低流速逆流再生”钠离子交换系统。

树脂作为交换剂，还原剂采用食盐。

选用两台钠离子交换器，轮换运行使用。

3.2锅炉房总软化水量的计算

本设计锅炉房总软化水量Gzr等于锅炉房总给水量Gzg与锅炉房凝结水回收量Ghs之差。

（1）锅炉房总给水量

式中D——锅炉房额定总蒸发量，t/h；

Pls——给水管路的漏损率，取0.5%；

Ppw——锅炉排污率，%。

锅炉排污率的大小与给水品质有关，可根据给水及锅水的碱度和含盐量由下式计算，取二者中较大值。

式中α——凝结水回收率（%），即锅炉房凝结水总回水量Ghs占锅炉房额定蒸发量D的百分数；

Ags——补给水中的碱度，1.9me/L或含盐量，434mg/L；

Ag——锅水允许碱度，20me/L或允许含盐量，3500mg/L。

锅炉房凝结水总回水量Ghs=10.19t/h（详见后面计算）。

按碱度计算的锅炉排污率为

按含盐量计算的锅炉排污率为

按含盐量计算的锅炉排污率较大，故本设计锅炉排污率为6.94%。

∴锅炉排污量为

最后求得锅炉房总给水量为

（2）锅炉房凝结水总回收量（图3—1）

图3—1水量计算示意图

锅炉房凝结水总回收量Ghs，等于生产负荷、采暖负荷、通风负荷等厂区凝结水回收量G’hs及除氧器凝结水回收量G”hs之和。

生产负荷凝结水回收量为

；

采暖负荷凝结水回收量为

；

通风负荷凝结水回收量为

。

厂区热用户凝结水回收量为

若忽略除氧器顶部排气损失，除氧器凝结水回收量G”hs即为除氧器耗汽量Dq，t/h。

计算如下：

热力喷雾式除氧器工作压力为0.023MPa，除氧器水温tcs为104℃，除氧器热效率为0.98。

izr、tzr——软水的焓，kJ/kg及温度，13℃；

ihs、ihs——厂区用户凝结水回水的焓，kJ/kg及回水温度，95℃；

iq——进入除氧器蒸汽的焓，2682kJ/kg；

ios——除氧器出口水的焓，kJ/kg；

D’q、Dwq——除氧用二次蒸汽及新蒸汽量kJ/kg。

根据除氧器进出口介质量和热平衡关系：

将

（1）式中G”hs代以Dq，并将

（1）、

（2）两式中各项数值代入后得：

将（3）、（4）两式整理化简后得：

即除氧用蒸汽带来的凝结水回收量G”hs为2.10t/h。

故锅炉房凝结水回收量为：

。

如此，锅炉房总软化水量为：

3.3离子交换器的选择计算

表3—1离子交换器的选择计算

序号

名称

符号

单位

计算公式或数据来源

数值

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

总的软化水量

软化速度

总的软化面积

实际软化面积

树脂装填高度

实际软化速度

交换剂密度（干燥状态）

交换剂重量

交换剂的工作能力

离子交换器的软化能力

每小时需软化的克当量

时间裕度

连续软化时间

小反洗、还原、逆洗、

小正洗及正洗时间

工作周期

还原时食盐单位耗量

食盐纯度

每次还原理论耗盐量

小反洗流速

小反洗时间

小反洗用水量

小反洗小时用水量

逆流冲洗流速

逆流冲洗时间

逆洗用水量

逆流小时用水量

小正洗流速

小正洗时间

小正洗用水量

小正洗小时用水量

正洗流速

正洗时间

正洗用水量

正洗小时用水量

离子交换器还原一次总用水量

离子交换器小时最大耗水量

Gzr

W

F

F’

h

W’

ρ

gR

E

E0

E’0

t

t’

T

b

B

W1

t1

G1

G’1

W2

t2

G2

G’2

W3

t3

G3

G’3

W4

t4

G4

G’4

∑G

∑G’

t/h

m/h

m2

m2

m

m/h

t/m3

t

ge/m3

ge

ge/h

h

h

h

g/ge

%

kg

m/h

min

t

t/h

m/h

min

t

t/h

m/h

min

t

t/h

m/h

min

t

t/h

t

t/h

计算值

根据原水硬度H选定

Gzr/W=11.30/20

选用φ1000交换器

离子交换器规格

Gzr/F’=11.30/0/785

离子交换剂特性

Fhρ=0.785×1.5×1000

据树脂特性

FhE=0.785×1.5×0.4

Gzr（H-H’）=11.30（2.9-0.03）

取用

取定

t+t’=34.53+2.5

选取

取用

选取

选取

W1F’==12×0.785

选取

选取

W2F’==2×0.785

选取

选取

W3F’==15×0.785

选取

选取

W4F’==15×0.785

G1+G2+G3+G4=3.14+0.785+1.96+1.96

Gzr+G4’=11.30+11.78

11.30

20

0.565

0.785

1.5

14.38

0.4

0.471

1000

1177.5

32.40

0.95

34.53

2.5

37.03

110

95

136.34

12

20

3.14

9.42

2

30

0.785

1.57

15

10

1.96

11.78

15

10

1.96

11.78

7.845

23.08

3.4盐溶液制备设备的计算

采用盐溶解器制备盐溶液，有浓度不易控制，设备腐蚀严重等缺点。

所以，本设计采用盐溶液池作为还原液的制备设备。

考虑到工业用盐含杂质物较多，因此在浓盐溶液池中装有过滤装置。

（1）配置盐液用水量Q1，

，

其中B——每次还原的理论耗盐量，又计算得136.34kg（表2）

Cy——还原盐液浓度，一般5~8%，本设计取6%。

（2）还原一次所需浓盐液池的体积V1

其中Cby——饱和盐液浓度，在室温下为26%。

（3）还原一次稀盐液溶液池的体积V2

。

（4）盐溶液泵的容量Qy

，

式中τh——还原时间，设计中由再生一次用盐液量及再生流速而定。

离子交换器再生（盐液）系统简单，管路不长，盐溶液泵扬程Hy可取150~200kPa。

所以，本设计盐溶液泵选用102型塑料泵两台，一台运行，一台备用。

盐泵流量为6t/h，扬程为196kPa；电机功率1.7kW，转速2900r/min。

3.5锅炉给水的除氧

（1）决定除氧方法、选择除氧设备

该型锅炉要求给水含氧量低于0.1mg/L，给水温度为104℃，而原水中溶解