10吨锅炉计算书.docx
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10吨锅炉计算书
某工业锅炉房工艺设计
原始资料
1•地区:
哈尔滨
2•热负荷资料
项目
压力(Pa)
温度(C)
平均耗热量
(t/h)
取大耗热量
(t/h)
回收率(%)
生产用汽
0.6
饱和
4.0
5.88
采暖用汽
0.6
饱和
6.2
25
通风用汽
0.2
饱和
—
0.88
80
生活用汽
0.2
饱和
—
0.6
80
总计
1.6
13.56
3•煤质资料
⑴煤种:
烟煤
⑵煤元素元素分析
Cy=55.5%Hy=3%Oy=3.8%Ny=0.9%Sy=0.5%
Ay=26.3%Wy=10%
4.水质资料
总硬度:
H=4.84mge/LpH=7.8
溶解氧含量:
3.5mge/L
5.气象资料
⑴采暖室外计算温度:
-26°
⑵采暖期室外平均温度:
-9.5°
⑶采暖天数:
179天
⑷最大冻土层深度:
2米
⑸海拔高度:
127.95米、
⑹大气压力:
冬:
745.9mmHg
夏:
735.9mmHg
一、热负荷计算
1.小时最大计算热负荷
Dmax=k0(k1D1+k2D2+k3D3+k4D4)k5D5
ko――室外管网散热损失和漏损系数,取1.10
ki――采暖热负荷同时使用系数,取1.0
k2――通风热负荷同时使用系数,取0.8〜1.0
k3――生产热负荷同时使用系数,取0.7〜0.9
k4――生活热负荷同时使用系数,取0.5
Di――采暖设计热负荷,为5.88t/h
D2――通风设计热负荷,为6.2t/h
D3――生产最大热负荷,为0.88t/h
D4生活最大热负荷,为0.6t/h
所以;Dmax1.15(t/h
2.小时平均热负荷
Dpj=ko(Dpji+Dpj2+Dpj3+Dpj4)+Dpj5
Dpji采暖小时平均热负荷
Dpji=」Di
tntw
由原始气象资料查得:
tn=18Ctpj=-9.5Ctw=-26C
Dpj1=18(9.5)*1.7=1.063t/h
18(26)
Dpj2通风小时平均热负荷
由采暖小时平均热负荷得Dpj2=0.875t/h
Dpj3――生产用热平均热负荷Dpj3=3.5t/h
Dpj4生活平均热负荷
Dpj4=1D4=1*0.9=0.1125
88
Dpj5锅炉房用热平均热负荷Dpj5=0.4
二Dpj=1.063+0.875+3.5+0.1125+0.4=5.9505t/h
二、锅炉型号及台数的确定
本设计锅炉最大计算热负荷14t/h及生产、采暖和生活用均不
大于0.6MP,本设计选用锅炉型号为:
QXL10-1.25/95/70-A□型
锅炉三台,两用一备,负荷率约在80%左右。
主要技术参数如下:
额定供热量:
14t/h
额定设计压力:
1.25MPa
供水温度:
95C
回水温度:
70C
锅炉受热面:
H=390.9m2
设计效率:
n=80%
排烟温度:
+165C
炉排受热面:
11.7m2
外形尺寸:
11.43*6.4*4.87m
三、送引、风系统的设计计算
1•计算送风量和引风量
1•燃料低位发热量
Qdw=339Cy+1030Hy-109*(Oy-Sy)-25WykJ/kg
由原始资料:
Cy=55.5%Hy=3%Oy=3.8%Sy=0.5%
Wy=10%
QdW=339*0.555+1030*0.03-109(0.038-0.005)-25*0.1
=21294.8kJ/kg
2.理论空气量
vo=0.251也+0.278
1000
=5.62N•m3/kg
3
.额定耗热量
Qed热水锅炉的循环水量kg/h
Ded――蒸汽锅炉的额定蒸发量10t/h
hcs——热水锅炉出水的焓值kJ/kghcs=482.9kJ/kg
his=293.53kJ/kg
100
his――热水锅炉进水的焓kJ/kg
n――锅炉效率80%
=0.526t/h
Bd_1.015*3600*0.526
e21294.8*0.8
=11.29t/h
燃料消耗量Bj=B(1■卫)
100
q4机械不完全燃烧热损失q4=5~12取10
二Bj=11.29*(1-卫)=10.16t/h
100
4每小时锅炉所需空气量
v=Bl?
v0(LLky)2?
273tkm3/h
L――炉膛出口处过量空气系数1.3
L炉膛的漏风系数,取0.1
27325
273
tk——冷空气温度25C
v=10.16*5.63*(1.3-0.1+0.1)
=81.165Nm3/kg
5实际烟气量
vpy=vy+(a-1)v°*1.0161Nm3/kg
V――理论空气量
v0=O.248蛊+0.77Nm3/kg
=0.24821294.8+0.77
1000
=6.05Nm3/kg
过量空气系数a'=1.6
•••vpy=6.05+(1.6-1)*5.62+1.0161=10.44Nm3/kg
烟气中烟气流量
=199.9m3/h
2.确定送、引风管道的断面尺寸
⑴送风管道断面尺寸:
F=3600
V——空气量m3/h
宀一一介质选用流速宀=12m/s
6920
二F=3600*12=0.16m2
确定尺寸为:
300*550mm
⑵烟道断面尺寸
室内部分
184962
F=3600=3600*12=0.428m
尺寸为:
750*1000mm
3.
计算风道和烟道阻力
hmf风道的摩擦阻力
L――管段长度15m
宀pj——空气平均流速12m/s
空气密度1.29kg/m3
ppj=1.29*
273
27325
=1.18kg/m3
dd管道的当量直径m
15122
•••△hmf=0.02*匕*匕*1.18
0.392
=65.35pa
△hjf――风道的局部阻力
pj
△hjf=
局部阻力系数
管段入口=0.5;风机入口=0.7;风机出口5
个=2.5*5=12.5弯头6个=0.32*6=1.92
=0.5+0.7+12.5+1.92=15.62
122
•••△hjf=15.62*^2*1.18=1327.08pa
hf=65.35+1327.08=1392.43pa
⑵烟道阻力fhhmfhj1hj2
hmf烟道的摩擦阻力
L=5m
=13.22pa
弧形弯头=0.32*3=0.96;引风机入口=0.7;
引风机出口=0.12;除尘器入口=0.7;除尘器出口=0.12;突
然扩大=0.475
=3.035
2
二hj13.035*2731.34=139.4pa
j2273170
hj2――砖砌烟道局部阻力
转角=0.5;三通=0.233;突然扩大=0.29
=1.023
=13.22+139.4+60.8=213.42pa
4.确定烟囱的高度,烟囱的口径和阻力
⑴因为锅炉的蒸发量为10t/h,且为2台,根据要求,由课本
表9-3,选用烟囱高度为40m,砌砖
⑵烟囱出口内径
Bj――锅炉的计算燃料消耗量
n――利用同一烟囱的锅炉台数n=2
II
Vy——烟囱出口处计入漏风系数的烟气量Vy=io.44Nm3/h
tc――烟囱出口处烟气温度170C
c――烟囱出口处烟气流速15m/s
=0.867m
0.94*2*10.44*(170273)
3600*273*0.785*15
由于出口内径不小于0.8m,所以确定出口内径为0.9m,烟囱
下口直径:
d2=d什2iH
i――烟囱的维度,一般去0.02〜0.03
d2=0.9+2*40*0.02=2.5m
⑶烟囱阻力计算
入烟囱的摩擦阻力系数入=0.4
H――烟囱的高度m
3pj――烟囱中烟气的平均流速15m/s
5.除尘设备选择
查课本表8-2知,
QXL10-1.25/95/70-AII锅炉排烟含尘浓度为
C1=2200mg/Nm3,改锅炉房位于二类地区,由表8-1知,锅炉允
许标准为250mg/Nm3,除尘效率为:
1IP*100%=(1壽)*100%
=88.64%
锅炉额定负荷下除尘器处理烟气量18496m3/h,根据除尘效率
90.4%,选择XZZ-D850立式除尘器两台,分布于锅炉尾部,其性能参数为:
除尘效率90%,处理烟气量30000m3/h,折算阻力86pa。
6.选择校核风机
⑴送风机选择计算
y额定负荷时空气量6920m3/h
b——当地大气压b=101.32
f风道总阻力hfhmfhjfhrhkk
hr——燃烧设备阻力800~1000pa
hf=1392.43+900=2292.43
tk——冷空气温度25C
ts――送风机铭牌上给出的气体温度20C
根据《锅炉常用设计手册》表3-8,选4-72-11No8C型,性
能参数:
转数n=1470r/min,风压1540pa,风量14000Nm3/h
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电动机型号:
Y180M-4,功率11kw。
⑵引风机选择计算
①引风机风量计算
m3/h
y――烟道中妖气流量18496m3/h
②引风机风压计算
hf――烟道总阻力
hc――除尘器阻力86Pa
hg——锅炉本体阻力900Pa
hyc——烟囱阻力181.28Pa
llf=900+86+181.28+213.42=1380.7pa
据《锅炉房实用设计手册》;选引风机型号Y5-47-12No9C
型,性能参数:
转数n=1860r/min,全压1853pa,流量
33780m3/h风压2590Pa,选电机型号Y225S—4,功率37kw
四、水处理设备选择
1•计算处理水量
总软化水量Dzrk[DDp
(1)D]
=1.2*{12+0.0664*12-0.55*12}=6.1968t/h
2•确定软化方法,并选择设备型号和台数
选择钠离子交换软化法,选用固定床逆流再生钠离子交换
器,采用001*7型强酸树脂。
锅炉排污率P=6.64%,
序号
名称
符号
单位
计算公式
数
值
备注
1
总软化水量
Dzr
t/h
k[DDp
(1)D]
=1.2*{12+0.064*12-0.55*12}
6.1968
a—凝
结水损
失率
2
软化速度
v
m/h
查附录10-2
20
1台再生备用
3
总软化面积
F
m2
Dzr/u=6.1968/20
0.31
4
交换器同时工作台数
n
台
1
5
选用台数
台
1+1
2
6
交换器直径
©
m
选定
0.75
7
交换器截面积
F1
m
0.44
2
8
实际软化速度
U1
m/h
14.02
9
树脂工作交换容量
E
Kg/m3
001*7
45
10
交换层高度
h1
m
交换器产品规格
1.50
11
压层高度
h2
m
交换器产品规格
0.20
12
交换层体积
u
m3
F1h1=0.442*1.5
0.66
3
13
树脂总装填量
G
Kg/台
601
p—树脂视密度
14
交换器工作容量
Eo
Kg/台
Eu=45*0.663
29.8
4
查附录
10-1
15
转化水产量
uc
m3/台
111.9
7
△H-交换
器的进岀
水硬度差
16
再生置换软化水自耗量
u1
m3/
(台•
次)
查资料
0.7
17
转化供水量
ug
m3/台
uc-u1=111.97-0.7
111.27
18
交换器运行延续时间
T
h
17.96
19
再生剂单耗量
5
Kg/kg
附录10-2
2
20
再生一次耗盐量
By
Kg/台
bE0/①
=2*29.84/0.95
62.82
①-工业用
盐浓度
21
还原液浓度
cy
%
附录10-2
6
22
再生一次稀盐液体积
uy
m3
1.01
1
y—盐
液密度
23
配制再生液水量
us
m3
0.93
y-盐
的密度
24
再生时间
tz
min
45.7
u2-再生
流速
25
再生用清水总耗量
uh
m3/
(台•
次)
查资料
4.17
26
母台交换器周期总耗水量
Zu
m3/台
116.1
4
27
交换器进水小时平均流量
up
m3/h
6.47
28
交换器正洗流速
u3
m/h
附录10-2
20
29
交换器进水小时最大流量
umax
m3/h
16.28
3•确定除氧方法,选择设备
除氧水量G'DDp120.06.64*1212.7968t/h,根据进入除氧
器的水温为44.5C,所以选择真空除氧,其设备为体式低位水
喷射真空除氧器,型号SZC-20,额定出力20t/h,进水压
力>0.2MPa,进水温度<50Co
4.水处理系统水泵选择
⑴盐液池,盐泵
该再生系统设浓、稀盐液池各一个。
稀盐液池的有效容积:
U1=1.2UyUy再生一次的稀盐液体积
•••u1=1.2*1.0仁1.212m3
二定尺寸为:
1200*1000*1000mm
浓盐液池的有效容积:
By再生一次耗盐量kg/台
K――存盐天数K=5
T交换器延续运行的时间h
y――食盐的视密度
3
0.63m3
.24*62.82*5
..2
14.96*800
盐液泵的容量:
By一次还原耗盐量
t2还原时间
Cy——盐液浓度百分数
y——盐液的密度t/m3
7.2*62.82
45.7*6*1.04
1.59m3
•••选用一台25FS3—16型塑料泵,其流量3.6m3/h,扬程为
0.16MPa,N=1.5kw
⑵除氧水泵
锅炉房待除氧的最大水量为12.79t/h,除氧器进水压力为
0.2MPa,软化水箱最低水位与除氧器进水口的高差为15m左右,
软化水输送管路较短。
所以选用单级单吸离泵,型号:
IS65-40-3/5,电动泵两台,每台流量7.5m3/h,扬程0.323MPa,
所配电机型号为112M—4,功率为4kw。
五、确定运煤除灰方式
1.
(1)最大小时耗煤量:
1.015*3600*0.526
21294.8*80
100
=1.62t/h
⑵小时平均耗煤量:
1.036*7.56*(2787.283.9)*〔冗
21294.8*80
=1.27t/h
⑶年耗煤量:
1.2*56640.94*(2787.283.9)
21294.8*78
100
=11062t/a
⑷贮煤场面积:
H?
?
Bmax――锅炉房的小时最大计算耗煤量t/h
T――锅炉房每昼夜运行小时数T=18h
M――煤的储备天数M=8天
N――考虑煤堆过道占用面积的系数N=1.5
H――煤的堆积高度H=3m
P――煤的堆积密度p=0.9kg/m3
①——煤的堆积系数①=0.7
二锅炉房贮煤场面积确定为:
14*14m2
⑸灰场面积:
「Amax?
T?
M?
NH?
?
Ay――煤的应用基灰分Ay=26.3%
30.86
0.51*18*4*1.5
3*0.85*0.7
二灰渣场面积为5.5*5.5m2
2.确定运煤,除灰米用的方式,选择设备
根据锅炉房最大耗煤量1.62t/h,本设计采用机械锅炉房内运
煤设备用埋刮板输运机为便于运煤设备检修,每台炉前设有一贮
煤斗。
煤由汽车从外运至锅炉房贮煤场,采用移动式输送机堆煤,由铲车将煤运至受煤斗,然后由埋挂板输送机送到锅炉房炉前贮煤斗。
设煤斗充满高度0.8,堆积密度0.9t/m3.则所需容积:
=20*1.01/0.8*0.9
=28.06m3
炉前煤斗结构尺寸见图,实际容积为:
3
t
k――运输不平衡系数1.1〜1.2,取1.2
锅炉房发展系数Z=1
t运煤系统昼夜有效作业时间,因运煤系统为二班制工
作,所以t=12
选MZ型埋刮板输送机,提升高度为13m,另选一套电动葫芦吊煤罐,起重为1t。
系统运渣量:
Qz24Ama;?
k?
z
选链条除渣机,额定除渣量为8.8t/h,型号GZL-25.
六、水汽系统的设计计算
1•给水泵的选择
因锅炉房是三班制生产,全年运行,是以生产负荷为主,所以选用三台给水泵。
两天电动给水泵,作为常用给水泵,一台蒸汽往复泵作为备用泵。
两台并联工作的电动给水泵所需要满足流量为:
=1.1*(12+0.0664*12)
=14.26t/h
给水泵扬程:
H=P+0.15
=1.25+0.15=1.40MPa
根据计算:
本设计选用2GC-5*5电动给水泵2台,单台流量为10m3/h,扬程为1.6MPa,电动机Y160L-2,功率为15kw<
2QS-15/17型汽动泵一台,流量为15m3/h,扬程为1.7MPa。
水箱的选择:
本锅炉房选用容积为10m3的除氧器水箱作为锅炉给水箱(一个)。
水箱检修或清洗时,短时间内锅炉给水由给水泵从软水箱抽水供给,此时给水暂不除氧。
当除氧水箱检修时,软化水箱兼作锅炉给水箱作用,因此软化水箱的容积,按给水箱考虑,选用矩形水箱一个,容积10m3,不设备用水箱。
2.汽水管道管径的确定.
查《工业锅炉房设计手册》得:
给水管管径
DN50
盐液管管径
DN25
软化水管径
DN50
给水泵吸水管管径
DN50
给水泵出水管管径
DN50
锅炉热水出水管管径
DN70
©76*3.5
热水总管管径
DN200
生产用汽管管径
DN150
©159*4.5
采暖用汽管管径
DN125
©133*4
生活用汽管管径
DN100
©108*4
除氧水泵吸水管管径
DN50
除氧水泵出水管管径
DN50
分水缸连管管径
DN150
©159*4.5
排污管管径
DN32
取样管管径
DN25
3•排污设备及加药罐,取样器的选择
本设计锅炉有连续排污装置,为回收排污水热量,选一台连续排污扩容器。
扩容器产生二次蒸汽,排出高温水引至排污降温池。
锅炉的定期排污量较少,不考虑热量回收。
池中水冷却至40C以下,再排入下水道。
DLP(hhj
ni
hhix
Dip――排污水量kg/h
h'——锅炉饱和水的焓kJ/kg
n排污管热损失系数,取0.98
h'――膨胀器出水的焓kJ/kg
爪一一二次蒸发器的焓kJ/kg
x――二次蒸汽的干度x=o.97
・・Dzp
0.85*(822*0.98561.4)
(2725.7561.4)*0.97
=0.095t/h
排污扩容器所需容积为:
K――扩容器富裕系数1.4
v二次蒸汽比容m3/kg
3――分离强度600m3/m3h
降温池容积:
vVivV3
=0.77+1.54+0.35=2.66m3
4.分水器的选择
⑴分水缸
按最大管径150,选用250的分水缸
di=125;d2=100;d3=150;d4=100;d5=70;
5.管材、阀门、支吊架、保温防腐措施的选择
⑴管材的选择
盐液管一一采用聚氯乙烯塑料管蒸汽管、排污管一一采用无缝钢管
其它管采用焊接钢管
⑵阀门
每台锅炉与锅炉房蒸汽总管之间管道上应安装两个阀门DN100,一个紧靠蒸汽锅炉蒸汽出口处,另一个紧靠蒸汽总管。
在蒸汽管道的最高点,安装放气阀DN15,放水阀DN20。
分汽缸上各接管上各接有一法兰阀门。
在排污扩容器进口
处设一截止阀,每台离心式给水泵压水管出口处设止回阀,截止
阀各一DN50.给水泵入口装设闸阀DN50,每台锅炉和一快速排污阀。
每台锅炉给水管还有一自动阀调节,高压分汽缸与低压分
汽缸之间还设有一减压阀Y447-10型。
⑶支吊架
蒸汽管,给水管,排污管等。
根据楼板,墙壁的距离远近,而分别选用支架或吊架。
公称直径
DN25
DN50
DN80
DN125
DN150
DN200
不保温管
3.5
5
6
7
8
9.5
保温管
3
3
4.5
5
6
7
风管在楼板下走用吊架,靠墙走用支架支、吊架间最大间距(摘自施工验收规范)
水平风道
①v400mmHv4m
400mmHv3m
垂直风道
H<4m
每根不小于2个
⑷保温
蒸汽管需要保温,用岩棉岩壳保温(S=50mm)。
外面用玻
璃丝布做保温层,其余管不保温。
⑸防腐
阀门及支架,吊架刷两遍。
酚醛防锈漆,两遍银粉漆。
给水管道刷两遍防锈漆,两遍银粉漆。
蒸汽管道刷两遍红丹防锈漆。
在保护层外刷两遍酚醛防锈漆。
管道刷漆颜色如下表:
管道种类
底色
色环
饱和蒸汽管
红
排污管
里
八、、
锅炉给水管
绿
凝结水管
绿
里
八、、
软化水管
绿
白
生水管
绿
黄
盐液管
浅黄
烟道
暗灰
风道
蓝
黄
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