锅炉课程设计书

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1、- 1 -第 1 章 设计资料1.1 设计目的课程设计是“ 锅炉及锅炉设备 ”课程的主要教学环节之一，通过课程设计了解锅炉房的工艺设计内容，程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提高运算和制图能力。1.2 设计任务燃油锅炉房工艺设计。1.3 设计资料1.燃油资料：War=0 Aar=0.01% Car=85.25% Har=13.49% Oar=0.66%Sar=0.25% Nar=0.04% Q=42915 kJ/Kg2.水质资料：总 硬 度 HO=4.8 mmol/L 永久硬度 HF=2.1 mmol/L暂时硬度 HT=2.7 mmol/L 总 碱 度 AO=2.7 mmol/LPH=7

2、.6 溶解周形物=268 mg/L3.蒸汽负荷及参数空调用汽： D=4.66t/h P=0.6MPa 表压 凝水回收率为 40%生产用汽： D=2.5t/h P=0.4MPa 表压 无凝水回收生活用汽： D=0.8t/h P=0.3MPa 表压 无凝水回收采暖用汽： D=1.0t/h P=0.3MPa 表压 凝水回收率为 40%4.扬州市气象资料（民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012）扬州供暖室外计算温度（） -2.3冬季通风计算温度（） 1.8冬季空气调节室外计算温度（） -4.3冬季空气调节室外计算相对湿度（%） 75夏季空气调节室外计算干球温度（） 34.0室外

3、计算温、湿度夏季空气调节室外计算湿球温度（） 28.3- 2 -夏季通风室外计算温度（） 30.5夏季通风室外计算相对湿度（%） 72夏季空气调节室外计算日平均温度（） 30.6第 2 章 锅炉的型号及台数的确定2.1 热负荷的计算热负荷计算由公式：t/h （2-)( 43210 QkkQa 1）式中：、 、 、 分别为空调、采暖、生产和生活最大热负荷，1234单位原来 t/h；、 、 、 分别为空调、采暖、生产和生活热负荷的同时1K234使用系数；锅炉自耗热量和管网热损失系数。0则夏季： Qa=1.05（1.04.66+0.82.5+0.50.8 ）=7.413 t/h冬季：Qw=1.05（

4、1.01.0+0.82.5+0.50.8 ）=3.57 t/h由于 aQw故锅炉的热负荷取 7.413 t/h。2.2 锅炉的台数及型号的选择锅炉房设计规范中规定：当锅炉内最大一台锅炉检修时，其余锅炉能满足工艺连续生产所需要的热负荷和采暖通风及生活用热所允许的最低热负荷。锅炉房的锅炉台一般不宜少于两台；当选用一台锅炉就能满足负荷和检修需要时，也可只装置一台。对于新建锅炉房，锅炉台数不宜超过五台；扩建和改建时，最多不宜超过七台。国外有关文献认为，新建锅炉房内装设锅炉的最佳台- 3 -数为三台。且为便宜布置、运行和检修宜选用相同型号的锅炉。考虑到实际情况，并结合本锅炉房的特点，拟选用两台燃油锅炉。

5、由上节计算的最大热负荷为 7.413t/h，最大工作压力为 0.6MPa（夏季空调用汽） ，台数为两台，燃料为燃油。查了几种主要牌子的锅炉，确定使用河南太康永兴锅炉。其卧式燃油蒸汽锅炉为卧式快装内燃三回程火管蒸汽锅炉.采用偏置炉胆湿背式结构,高温烟气依次冲刷第二及第三回程烟管,然后由后烟室经烟囱排入大气.锅炉装有活动的前后烟箱盖,使锅炉检修方便.锅炉配置技术性能良好燃烧器,采用了燃烧自动比例调节,给水自动调节,程序启停,全自动运行等先进技术,并具有高低水位报警和极低水位、超高汽压、熄火等自动保护功能.该型锅炉具有结构紧凑、安全可靠、操作简便、安装迅速、污染少、噪音低、效率高等特点。主要特点：1

6、、燃气蒸汽锅炉整体结构合理、紧凑、属锅炉岛型,符合快装出厂条件.本产品出厂时由三大部分组成；锅炉主机、烟囱及管路系统,其中主机和烟囱部分已在厂内制造完毕,主机所配套的管路阀门、仪表已随机装妥,运至现场将主机和烟囱组装即可.现场接通气源、电源、水管路即可试车.大大缩短了安装周期,且可保证产品质量.2、锅炉设计性能先进.该锅炉主机属整体结构,燃烧器装配在前烟箱盖上,本体主要布置受热面和燃烧室部分.具有结构合理、紧凑,钢材耗量低,炉胆采用偏置波形炉胆, 保温层选用新型轻质隔热保温材料,外包装采用彩色薄板,外形包装为长方体,使锅炉性能、重量、结构尺寸、外观造型与国内同容量产品相比具有明显的先进性和美观

7、感.该锅炉给水设备配置在锅炉右侧的锅炉底座上使之与主机为一体,不须另做基础.3、水循环简单,受压部件结构合理,在保证水质的情下,可以安全运行.查锅炉的技术参数表，最终选用两台 WNS4-1.25 卧式燃油蒸汽锅炉，各类锅炉选型参数如下表（2-1）：表 2-1 卧式燃油蒸汽锅炉选型参数表锅炉型号 WNS4-1.25 WNS6-1.25 WNS8-1.25 WNS10-1.25额定蒸发量（t/h） 4 6 8 10额定蒸汽压力（MPa） 1.25 1.25 1.25 1.25额定蒸汽温度（） 193.4 193.4 193.4 193.4给水温度（） 20 20 105 105设计效率（%） 89

8、 88.4 88.9 88.9适用燃料 轻油、重油、天然气、液化气、城市煤气燃料耗量轻柴油（Kg/h） 260 377 552 662- 4 -天然气（Nm 3/h）320 453 634 783受热面积（m 2） 121 146.1 205 243锅炉最大运输重量 （t） 13.5 15 22 25锅炉运输尺寸（m） 5.32.62.8 5.62.73.0 6.43.03.2 7.33.03.2锅炉安装外形尺寸（m） 6.33.03.7 7.13.24.1 7.53.34.1 8.43.34.1第 3 章 给水及水处理设备选择锅炉房用水一般来自城市或厂区供水管网，水质已经过一定的处理。锅炉房

9、水处理的任务通常是软化和除氧，某些情况下也需要除碱或部分除盐。3.1 确定是否要除碱对于本锅炉房，由于 ，且排污率 ，不需MpaPg6.125.%10pwP要对锅水进行除碱。3.2 水处理设备的生产能力的确定3.2.1 给水量的确定锅炉的给水量由下式确定：t/h （3-)1(KQGmax1pwP1）式中：K安全系数，一般取 1.051.10；系统热负荷，t/h；maxQ排污率，初选时按照 2%10%选取，最终相差不大于 3%为最终结pwP果，否则重算,取 8.4%；由式（3-1 ） ， 。htG/84.0.143.713.2.2 软水量的确定锅炉补给水就经软化处理，而除氧设备就处理全部锅炉给水

10、。因为凝结水中杂质含量很少，但输送过程中可能接触空气而使之含氧。锅炉补给水量是指锅炉给水量与合格的凝结水回收量之差。锅炉给水量包- 5 -括蒸发量、排污量。并考虑设备和管道漏损。锅炉补给水量由公式（3-htGDPnpwgl /)10(Gb2）式中 D锅炉房额定蒸发量，t/h；合格的凝结水回收量，t/h；n设备和管道漏损，%可取 0.5%；锅炉排污率，%pwP由任务书中中可求凝结水回收量为空调用气或采暖用气的凝结水回收量，由于锅炉的最大热负荷是夏天时，故取空调用气的凝结水回收量为准，则Gn=4.660.4=1.864 t/h由 2.1 节可知 7.413 t/h，假设排污率为 8.4%，则htg

11、l / 6.21.84 13.7)0485.1(Gb 水处理设备自耗饮水一般是用于逆流再生道理工艺的逆流冲洗过程，其流量可按预选的离子交换器直径估算：（3-Fzh3）式中 逆流冲洗速度，m/s,低流速再生时取 2 m/s，有顶压时取 5 m/s；F交换器截面积， m2；水的密度， ，常温水 1 。3/t3/t取 =2 m/s，假设交换器的直径为 750mm，则F=0.44m2可知 Gzh=20.441=0.88t/h水处理设备生产能力 G 由锅炉补给水量、热水管网补给水量、水处理设备自耗水量和工艺生产需要软水量决定：（3-）（ gyzhbrwgl 2.14）式中 锅炉补给水量，t/h；bgl热

12、水管网补给水量，t/h；rwG- 6 -水处理设备自耗软水量，t/h；zhG工艺生产需要软水量，t/h；gy1.2裕量系数。由于系统无热水管网，故 为 0；工艺生产需要软水量由有关部门提供，brw由于资料不全，可不考虑。则需要软水量为G=1.2(6.21+0+0.88+0)=8.51t/h3.3 软化方法的确定及软化处理设备的选择3.3.1 水软化方法的确定锅炉用水应进行软化处理。碱度高的水有时需要进行除碱处理，通常可根据相对碱度和按碱度计算的锅炉排污率高低来决定。由 3.1 节可知不需要进行除碱处理。水软化方法一般采用离子交换软化法，其效果稳定，易于控制。当需要除碱时，一般考虑氢钠离子交换法

13、。石灰预处理的系统复杂，操作要求也高，处理水量较小的场合不宜采用。铵钠离子交换法处理的水使蒸汽带氨，对于黄铜或其他铜合金设备有受氨腐蚀的危险时、或用汽部门不允许蒸汽含氨时，不宜采用。综合上述，本次设计采用钠离子交换法进行水的软化。3.3.2 水软化处理设备的选择本工程采用钠离子交换法来对锅水进行软化，并采用磺化煤作为离子交换剂（ 树脂） ，离子交换器一般不少于两台，每昼夜再生次数为 12 次。本#732锅炉房选用 2 台离子交换工艺为固定床逆流再生离子交换器，总处理软水量为8.51t/h，运行流速在 1525m/s。本工程采用逆流再生离子交换器。其基本规格参数如下：离子交换器的直径参数为 ，离

14、子交换层的填料高度为10750、1500mm、2000mm。 树脂的交换能力为交换能力 E0=11001500 mol/m3。#732计算时按下式（3-5） 、 （3-6）初选离子交换器的直径：- 7 -（3-rsvGF5）式中:F离子交换器的面积， ；2m锅炉的软水量，t/h；rsG软水的流速，取 15m/h；rsv水的密度，1t/m 3。（3-Fd46）式中：d 离子交换器的直径，mm。根据式（3-5 ） 、 （3-6 ） ，面积 ，直径rsvGF257.01.8m。因此，选用直径为 750mm 的离子交换器。则离mFd84957.04子交换器的实际面积为： ，实际的流速为：224.0dF

15、。hFGvrs/3.19离子交换器的再生时间按下式（3-7）计算：(3-7)(EtrsHoh式中：E 树脂的工作容量， ， ，V 为填#732Vo3mol/ 150E料层的体积， ,一般高度在 1.5m 左右。m锅炉所需的软水量，t/h；rsGHo锅炉的总硬度，mmol/L；H锅炉合格硬度，0.03mmol/L。- 8 -由式（3-7 ） ，计算得该锅炉的再生时间为13000.442/(8.51（4.8-0.03）)=28.2h。3.3.3 耗盐量的计算钠离子交换法的再生剂为食盐，再生液的制备采用溶盐池，池的体积通常为再生用量。一次再生量由下式计算可得（3-y10qEGy8）式中 交换剂工作交换常量 ,取 11001500 ； E3/mol反应速率，取 80100g/mol；q盐的纯度，可取 95%。y其中:molShEVo 85.1403kgGy.8%95103.3.4 耗水量的计算耗水量包括锅炉补给水量和软化工艺中的再生耗水量，即锅炉中的补给水量与凝水回收量之和，因此： 。htGh