设计概况解析.docx
- 文档编号:5569979
- 上传时间:2022-12-27
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:130.69KB
设计概况解析.docx
《设计概况解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《设计概况解析.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
设计概况解析
y
锅炉与压力容器安全课程设计
一设计概况
本设计为一蒸汽锅炉房,为生产、生活以及厂房和住宅采暧生产饱和蒸汽。
生产和生活为全年性用汽,采暖为季节性用汽。
生产用汽设备要求提供的蒸汽压力最高为0.4MPa,用汽量为3.7t/h,凝结水
受生产过程的污染,不能回收利用。
采暖用汽量为7.8t/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65%。
生活用汽主要供应食堂和浴室的用热需要,用汽量计0.7t/h,无凝结水回收。
二原始资料
2.1燃煤资料
元素分析成分
C'=57.42%,H'=3.81%,SF=0.46%,0'=7.16%,
N'=0.93%,A''=21.37%,W'=8.85%,
煤的可燃基挥发分
应用基低位发热量
2.2水质资料
V'=38.48%,
Qdw=21350kJ/kg。
总硬度
永久硬度
暂时硬度
总碱度
H
H
H
A
0
FT
T
0
7.35me/L,
4.35me/L,
3.0me/L,
43.0me/L,
溶解固形物
PH8.27,
550me/L
0
2.3气象资料
冬季采暖室外计算温度-12℃,
冬季通风室外计算温度-6℃,
1
max
max
max
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
夏季通风室外计算温度采暖天数
主导风向
大气压力
30℃,
121;
北,;
101998Pa;
地下水位-2.5m。
2.4蒸汽负荷及参数
生产用汽
D
1
=3.0t/h,P
1
=0.8MP;凝结水回收率a=40%;
采暖用汽
D
2
=1.8t/h,P
2
=0.2MPa;凝结水回收率a=90%;
通风用汽
D
3
=1t/h,P
3
=0.2MPa;凝结水回收率a=75%;
生活用汽
D4=1.2t/h,P4=0.2MPa;凝结水回收率a=0.
三热负荷计算及锅炉选择
3.1热负荷计算
〈1〉采暖季最大计算热负荷
D1=K0(K1D1+K2D2+K3D3+K4D4)t/h
式中
K0——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1.055;
K1——生产用汽的同时使用系数,取0.8,
K2——采暧用汽的同时使用系数,取1,
K
3
——通风用汽的同时使用系数,取0.9,
K
4
——生活用汽的同时使用系数,取0.5,
∴
D1=1.055(0.8×3.0+1×1.8+0.9×1+0.5×1.2)=6.0135t/h
〈2〉非采暖季最大计算热负荷
D2=K0(K1D1+K3D3)=1.05(0.8×2.6+0.5×1.0)=2.709t/h
2
max
max
3
锅炉与压力容器安全课程设计
3.2锅炉型号与台数的确定
根据最大计算热负荷5.985t/h及生产、采暖和生活用汽压力均不大于
0.4MPa,本设计选用KZL4-0.7-A型锅炉三台。
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,负荷率约在80%左右。
锅炉的维修保养可在非采暖季进行,故本锅炉房不设置备用锅炉。
四给水及水处理设备的选择
4.1给水设备的选择
〈1〉锅炉房给水量的计算
G=KD(1+PPw)t/h
式中
K——给水管网漏损系数,取1.03;
D——锅炉房蒸发量,t/h;
PPw——锅炉排污率,%,本设计根据水质计算,取10%。
对于采暖季,给水量为
G
1
=KD
max
1
(1+P
Pw
)=1.03×6.0135×(1+0.10)=6.813t/h
对于非采暖季为
G
2
=KD
max
2
(1+P
Pw
)=1.03×2.709(1+0.10)=3.069t/h
4.2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
四台电动给水泵,其中一台备用。
采暖季三台启用,其总流量应大于1.l×13.22t/h,现选用:
型号
1
1
2
GC-5
流量
扬程
6m/h
11271kPa
3
3
电机型号
功率
转数
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计Y132S2-2
7.5KW
2950r/min
选水管
Dg40,
出水管Dg40
因KZL4-0.7-A型锅炉为轻型炉墙结构,炉体蓄热能力不大,停电时,“给水
泵停止给水不会造成锅炉缺水事故”。
所以,本设计不设置备用汽动给水泵。
4.3给水箱体积的确定
本锅炉房容量层小,按"低压锅炉水质标准",规定给水应经除氧处理。
考虑到
作为课程设计的示例之一,为简化系统,本锅炉房按不设给水除氧装置布置,将凝
结水箱和软水木箱合一,作为锅炉的给水箱。
为保证给水的安全可靠和检修条件,给水箱设中间隔板,以便水箱检修时互相切换使用。
给水箱体积,按贮存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计,外形尺寸为
3000×3000×3000mm,计9m。
4.4水处理系统设计及设备选择
根据原水水质指标,本设计拟采用纳离子交换法软化给水。
由于原水总硬度
高达2.95me/L,属高硬度水,所以决定选用逆流再生纳离子交换器两台,以732排
树脂为交换剂。
为提高软化效果和降低盐耗,两台交换器串联使用,当第一台交
换器的软化水出现硬度时,随即把第二台串入使用;直至第一台交换器出水硬度
达1~1.5me/L时,停运第一台,准备再生,由第二台交换器单独运行软化,如此循环使用。
五计算及装置选择
5.1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
4
锅炉与压力容器安全课程设计
衡关系式求出,取其两者的较大值。
按给水的碱度计算排污率:
PA=
(1-a)AgsAg-Ags
%
式中Ags——给水的碱度,由水质资料知为2.0me/L;
A
g
——锅水允许碱度,据水质标准,对燃用固体燃料的水火管锅炉为22me/L;
a——凝结水回收率,本设计可由下式决定;
∴
0.9D20.9×1.8a=max=
1
(1-0.2694)×2.022-2.0
=26.94%
=7.306%
按给水中含盐量〈溶解固形物〉计算排污率
P
S
=
(1-a)SgsSg-Sgs
%
其中给水含盐量Sgs,已知为425mg/L,锅水允许含盐量,Sg为4000mg/L,
∴
PS=
(1-0.2694)×4254000-425
=7.78%
故此,锅炉排污率取8%。
5.2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量:
Grs=KD
max
1
(1+P
Pw
)−a
2
D
2
=1.03×6.0135(1+0.08)−0.9×1.8=5.069t/h
5.3钠离子交换器的选择计算
表
5-1
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
1.
软化水量
Grs
t/h
先前计算
8.15
5
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
2.
软化速度
υars
m/h
根据原水H0=7.35me/L
10
3.
所需交换器截面积
F′
m2
Grs/υ′rs=8.15/10
0.815
4.
实际交换器截面积
F
m2
选用Φ1000交换器两台,轮换运行
0.785
5.
交换剂层高度
h
m
交换器产品规格
2
6.
运行时实际软化速度
υ
m/h
Grs/F=8.15/0.785
10.38
7.
交换剂体积
V
m3
hF=2×0.785
1.57
8.
交换剂工作能力
E0
ge/m3
732#树脂1100~1500
1100
9.
交换器工作容量
E
ge
VE0=1.57×1100|
1727
10.
运行延续工作时间
T
h
En12771
Grs(H0H)8.15(7.35-0.04)
29.0
11.
小反洗时间
τ1
min
取用
10
12.
小反洗水流速度
υ
m/h
取用
9
13.
小反洗耗水量
V
1
m3
Fυτ1=0.785×9×10/60
1.18
14.
静置时间
τ2
min
交换刻回落、压脂平整,取用
4
15.
再生剂{食盐}纯度
φ
%
工业用盐,取用
95
16.
再生剂单耗
q
g/ge
逆流再生
90
17.
再生一次所需再生剂量
Gy
kg
Eq/1000Cy=
163.6
18.
再生液浓度
Cy
%
取用
5
19.
再生一次所需剂量
Vzs
m3
Cy/1000Cy=163.6/1000×0.05
3.27
20.
再生一次耗水量
V3
m3
近似等于Vzs
3.27
21.
再生速度
υ
3
m/h
低速逆流再生,取
1.8
22.
再生时间
τ3
min
60V3/Fυ3=60×3.27/0.785×1.8
139
23.
逆流冲洗时间
τ4
min
低速将再生液全部顶出交换器
75
24.
逆施冲洗耗水量
V4
m3
υ3Fτ4/60=1.8×0.785×75/60
1.77
25.
小正洗时间
τ5
min
取用
8
26.
小正洗速度
υ5
m/h
取用
8
27.
小正洗耗水量
V5
m3
Fυ5τ5/60=0.785×8×8/60
0.84
28.
正洗时间
τ6
min
取用
10
29.
正洗速度
υ6
m/h
取用
10
30.
正洗耗水量
V6
m3
Fυ6τ6/60=0.785×10×10/60
1.3
31.
再生过程所需总时间
τ
min
τ1+τ2+τ3+τ+τ+τ=10+4+139+75+8+10
246
32.
再生需用自来水耗量
Vsl
m3
V1+V5+V6=1.18+0.84+1.3
3.32
33.
再生需用软水耗量
Vrs
m3
V3+V4=3.27+1.77
5.04
34.
再生一次总耗水量
Vz
m3
Vsl+Vrs=3.32+5.04
8.36
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
6
3
3
锅炉与压力容器安全课程设计
去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。
大反洗流速取10m/h,时间约15min大反洗后的第→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。
5.4再生液〈盐液〉的配制和贮存设备
为减轻搬运食盐等的劳动强度,本设计采用浓盐溶液池保存食盐的方法,即
将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,用软水稀释至要求浓度,再由盐液泵输送至离子交换器再生,
5.5浓盐液池体积的计算
本锅炉房销离子交换器运行周期为29+4.1臼3311,每再生一次需耗盐163.6kg,
如按贮存10天的食盐用量计算,则浓盐液〈浓度26%〉池体积为4.57%
5.6稀盐液池体积的计算
1024163.6330.261000
=
再生一次所需稀盐液〈浓度5%〉的体积为3.27m,若按有效容积系数0.8
计算,稀盐液池体积为4m本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为3000×2000×1500盐池,浓、稀盐池各为一半。
5.7盐液泵的选择
盐液泵的作用:
其一是将浓盐液提升至稀盐液池,其二是输送稀盐液至离子交换器,过量的部分稀盐液流回稀盐液池进行扰动,使之浓度均匀。
盐液泵运转时间短,不需设置备用泵。
为防盐液腐蚀,选用102型塑料离心
泵一台;流量6t/h,扬程196kPa,电机功率1.7KW,转速2900r/min,该泵进口管径Dg40,出口管径Dg320
5.8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
7
3
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
交换器阻力的水压,特设置原水加压泵1台:
型号IS65−40−250,流量12mh,扬
程196kpas电机Y100L
1
−4,功率2.2KW,转速1450rGI。
该泵进口管径Dg40,出口管径也为Dg400
六汽水系统主要管道管径的确定
6.1锅炉房最大用水量及自来水总管管径的计算
自来水总管的流量,即为锅炉房最大用水量,包括以下几项:
〈1〉运行交换器的软水流量Grs,
计8.15t/h
〈2〉备用交换器再生过程中的最大瞬时流量,以正洗流量计,
Fυ
6
=0.785×19=7.85t/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Dg15、水速2m/s计算,冷却水流量约1.3t/h;
〈4〉煤场、渣场用水量,估计约0.5t/h;
〈5〉化验及其他用水量,约0.7t/h;
〈6〉生活用水量,粗略取值1t/h。
如此,锅炉房最大小时用水量约为19.5t。
若取管内水速为1.5m/s,则自来水总管管径可由下式计算:
d
0
=2
G0
3600πω
=2
19.53600×π×1.5
=0.068m
本设计选用自来水总管管径d
0
=89×4mm。
6.2与离子交换器相接的各管管径的确定
交换器上各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Ds40外,其余各管管径均为Dg500
6.3给水管管径的确定
8
锅炉与压力容器安全课程设计
〈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〈13.22t/h〉考虑,若取管内水选为
2m/s,则所需总管内径为48mm。
本设计适当留有余量,选用管径为Φ73×3.5mm〈2〉给水母管管径
本设计采用单母管给水系统。
给水母管管径确定与给水箱出水总管相同,
即Φ73×3.5mm。
进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同,直径为Φ44.5×3mm,且在每一支管上装设调节阀。
6.4蒸汽管管径的确定
〈1〉蒸汽母管管径
为便于操作以及确保检修时的安全,每台锅炉的蒸汽母管直接接入分汽缸,
其直径为Φ133×4mm在每台锅炉出口和分汽缸入口分别装有闸阀和截止阀。
〈2〉生产用蒸汽管管径
生产用汽管的蒸汽流量G1=KoD1=1.05×3.7=3.89t/h,生产用汽压力为0.4MPa,υzl=0.3816m/kg。
蒸汽流速取35m/s,则
dzl=2
Gzlνzl×103600πω
3
=2
3.890.3816103600
3
=0.122m
选取生产用汽管管径为Φ133×4mm。
〈3〉采暖用蒸汽管管径e
采暖用汽管流量为1.05×7.8=8.19t/h,蒸汽压力为0.3IUPa,仍按流速35m/s计算,决定选取管径Φ219×6mm。
〈4〉生活用蒸汽管管径
蒸汽流量为1.05×0.7=0.74t/h,蒸汽压力和取用流速与采暖蒸汽管相同,经计算决定选用管径为Φ73×3.5mm的无缝钢管。
9
3
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
七分汽缸的选用
7.1分汽缸的直径的确定
已知采暖期最大计算热负荷D
max
1
=11.67t/h,蒸汽压力P=0.4MPa,比容
υ′′=0.3816m/kg,若蒸汽在分汽缸中流速ω取用15m/s,则分汽缸所需直径为
D=2
max3
1
3600πω
=2
11.670.38161036003.1415
3
=0.324mm
本设计拟采用Φ377×9mm的无缝钢管作为分汽缸的简体。
7.2分汽缸简体长度的确定
分汽缸简体长度取决于接管管径、数目和结构强度,同时还应顾及接管上阀
门的启闭操作的便利。
本设计的分汽缸简体上,除接有三根来自锅炉的进汽管
〈Φ133×4〉和供生产,〈Φ133×4〉、采暧〈Φ219×6〉及生活〈Φ73×3.5〉用汽的输出管外,还接有锅炉房自用蒸汽管〈Φ57×3.5〉、备用管接头
〈Φ108×4〉、压力表接管〈Φ25×3〉以及疏水,飞管等。
分汽缸简体结构和管孔布置如图5-1所示,简体由Φ377×9无缝钢管制作,长度为2820mm。
八送、引凤系统的设备选择计算
为了避免相互干扰,锅炉的通风除尘系统按单台机组独立设置。
以下均按单台锅炉的额定负荷为基础进行计算。
8.1锅炉燃料消耗量的计算
10
0
3
3
锅炉与压力容器安全课程设计
根据生产用汽参数,本锅炉房降压至0.5MPa运行。
在此工作压力下,查得tb=158℃、i′′=2754.6kJ/kg、r=2087.6kJ/kg。
又知固体不完全燃烧热损失
q4=10%、锅炉效率η=72%以及蒸汽湿度FV=2%,给水温度45℃。
如此,燃料消耗量
B=
D(i
′′
Wriqs)+Dpw(iηQdw
ps
i
gs
)
=
4000(2754.60.02×2087.6188.4)+0.1×4000(661.5188.4)
0.72×21350
=669kg/h
而计算燃料消耗量为
B
j=B(1-
q4
100
)=669(1-)602 kg/h,
100
8.2理论空气量Vk和理论烟气量V
0
y
V
0
k
=0.0889(C+0.375S〉+0.265H-0.0333O
y
=0.0889(57.42+0.375×0.46〉+0.265×3.81-0.0333×7.16=5.89mN/kg
Vy=0.01866(C+0.375S)+0.79Vk+0.008N
y
+0.111H+0.0124W+0.0161V
0
k
=0.01866(57.42+0.375×0.46)+0.79×5.89+0.008×0.93
十0.111×3.81+0.0124×8.85+0.0161×5.89
=6.15mN/kg
8.3送风机的选择计算
已知炉膛入口的空气过量系数G;=1.30,在计及修正和裕度后,每台锅炉的送风机的风量为
Vsf=β1a1BjV
0
k
tlk273
273
×
101325
273
11
3
3
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
=1.05×1.30×602×5.89×
273
=5337m/h
其中,β1为送风机流量储备系数,取1.05。
101325
101998
因缺空气阻力计算资料,如按煤层及炉排阻力为784Pa、风道阻力为98Pa估算,则送风机所需风压为
Hsf=β2∑
Δh
t
t
lk
sf
+273
+273
101325
×
b
=10.1(748+98)
30+273101325
×
20+273101998
=997Pa
其中,β
2
为送风机压头储备系数,取1.1,tsf
为送风机设计条件下的空气温度,
由风机样本查知为20℃。
所以,选用T4−72−11型№4A送风机,规格:
风量7460m/h,风压1290Pa;电机型号Y132S1−2,功率5.5KW,转速1450r/min。
8.4引风机的选择计算
计及除尘器的漏风系数∆a=0.051后,引风机入口处的过量空气系数a
py
=1.65
和排烟温度υpy=200℃,取流量储备系数β1=1.1,则引风机所需流量为
Vyf=β1Bj[Vy+1.0161(apy-1)Vk]
py+273
273
101325
×
b
=1.1×602[6.15+1.0161(1.65-1)×5.89]
=11444mvh
需由引风机克服的阻力,包括:
〈1〉锅炉本体的阻力
按锅炉制造厂提供资料,取∆h1≈588Pa。
〈2〉省煤器的阻力
200+273101325
×
273101998
根据结构设计,省煤器管布置为横4纵10,所以其阻力系数为
12
3
3
ξ=0.5Z
2
=0.5×10=5,
锅炉与压力容器安全课程设计
而流经省煤器的烟速为8.56m/s,烟温为290℃,由教材线算图8−3查得于
2
=22.6Pa,再进行重度修,则省煤器阻力为:
∆h2=ξ
ωρ
2
ρy1.340
×0=5×22.6×=117Pak
〈3〉除尘器的阻力
本锅炉房采用XS-4B型双旋风除尘器,当烟气量为12000m/h,阻力损失686Pa。
〈4〉烟囱抽力和烟道阻力
由于本系统为机械通风,烟囱的抽力和阻力均略而不计,烟道阻力约计147Pa。
因此,锅炉引风系统的总阻力为:
∑
Δh2
=Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=588+117+686+147
=1538Pa
引风机所需风压
Ηuf=β
2
∑
Δh
py+273
tyf+273
101325200+273101325×=1.2×1538××
b200+273101998
=1833Pa
其中风压储备系数β2取1.2,引风机设计条件下介质温度tyf=200℃。
所以,本设计选用Y5-47型№6C引风机,其流量12390m/h,风压2400Pa;电机型号Y160M2—2,功率15kw,转速2620r/min。
8.5烟气除尘设备的选择
链条锅炉排出德烟气含尘浓度大约在2000mg/m
3
N
以上,为减少大气污染,
本锅炉房选用XS—4B双旋风除尘器,其主要技术数据如下:
烟气流量
13
3
孙齐:
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计
12000m3/h,进口截面尺寸1200×300mm。
烟速9.3m/s;出口截面尺寸
ф606mm,烟速11.8m/s;烟气净化效率90~92%;阻力损失588~686Pa。
除尘后,烟气的含尘浓度为
C
0
≈2000(1-0.90)=200mg/m3N
8.6烟囱设计计算
本锅炉房的三台锅炉合用一个烟囱,拟用红砖砌筑,根据锅炉房容量,由表4-6选定烟囱高度为40m。
烟囱设计主要是确定其上、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 设计 概况 解析