锅炉课程设计的计算书南京工业大学

1、锅炉及锅炉房设备课程设计目录第1章 锅炉型号和台数的选择11.1 热负荷计算11.1.1最大计算热负荷11.1.2 平均热负荷11.2锅炉的型号与台数选择2第2章 给水及水处理设备的选择32.1 水处理设备生产能力32.1.1锅炉给水需要的水处理32.1.2 锅炉给水量的确定32.2 软化方法与设备选择42.2.1软水器的选择42.2.2软化水箱的选择42.3 除氧方法与设备选择42.4 排污系统5第3章 给水设备和主要管道的选择计算63.1 给水系统及系统草图的拟定63.2 给水泵的选择63.3 给水箱选择73.3.1 给水箱的容积和个数73.3.2给水箱的安装高度73.4 热水系统的管径确

2、定7第4章 燃气系统设计84.1确定燃气供应系统方案；84.2燃气管道的设计84.2.1管材的选用84.2.2燃气管道直径的设计84.2.3放散管直径的确定94.3燃气系统注意事项9第5章 辅助设备105.1 阀门10第6章 锅炉房工艺布置116.1 锅炉房设备布置116.2 锅炉房建筑11第7章 管道的保温及防腐137.1 管道的保温137.2 管道的防腐13参考文献15小结15第1章 锅炉型号和台数的选择1.1 热负荷计算表1-1 热 负 荷 资 料用热部门热源要求热负荷（KW）夏 季冬 季最大平均最大平均生活热水65856700898728采暖95/7040003000根据生产、采暖、通

3、风、制冷及生活需要的热负荷，计算出锅炉房设计的最大计算热负荷、平均热负荷，作为选择锅炉类型、台数、确定锅炉房规模和计算各种耗量的依据。1.1.1最大计算热负荷 QmaxK(K1Q1十K2Q2十K3Q3十K4Q4十K5Q5) (1-1)式中 Qmax 最大计算热负荷，t/h； Q1,Q2，Q3，Q4，Q5生产、采暖、通风、空调、生活最大热负荷， t/h； K管网热损失及锅炉房自用热系数，一般可取1.11.2;K1生产热负荷同时使用系数，一般可取0.70.9；K2采暖热负荷同时使用系数，一般取1.0；K3通风热负荷同时使用系数，一船可取0.71.0，或分别计算；K4空调热负荷同时使用系数，一船取0

4、.71.0；K5生活热负荷同时使用系数，可取0.5， 由式（1-1）得：冬季锅炉最大计算热负荷Q=1.1×(1×4000+0.5×898)=4893.9 KW=4.9 MW夏季锅炉最大计算热负荷Q=1.1×(0.5×856)=470.8 KW=0.478 MW1.1.2 平均热负荷 QcpK(Q1cp+Q2cp+Q3cp+Q4cp+Q5cp) (1-2) 式中 Qcp平均热负荷，t/h；K同前； Q1cp，Q2cp，Q3cp，Q4cp，Q5cp生产、采暖、通风、空调、生活平均热负荷，t/h;由式(1-2)得锅炉平均热负荷Qcp1.1×

5、(3000+728)=4100.8KW1.2锅炉的型号与台数选择根据热源设备房计算热负荷的大小、负荷特点、参数、燃料种类等条件，并考虑技术经济方面的合理性等综合因素后，选定两台卧式锅壳内燃式热水锅炉设备，一台型号为CWNS4.2-95/70-Y(Q)，另一台为CWNS0.7-95/70-Y(Q)，冬季是两台同时运行，夏季的时候只运行型号为CWNS0.7-95/70-Y(Q)的锅炉，锅炉型号及参数见表1.2表1-2 所选锅炉型号及主要参数锅炉型号热功率(MW)压力(Mpa)出/回水温度()热效率(%)天然气消耗量(m3/h)水容量(L)出(回)水口径(mm)排空口径排污口径(mm)排烟口径(mm

6、)外形尺寸(mm)CWNS0.7-95/70-Y(Q)0.7095/7091.677.91460DN125DN125DN50DN300266×1350×1760CWNS4.2-95/70-Y(Q)4.2924555990DN200DN200DN600425×2250×2560第2章 给水及水处理设备的选择2.1 水处理设备生产能力2.1.1锅炉给水需要的水处理锅炉房用水一般来自城市或厂区供水管网，根据原水水质指标，其硬度不符合锅炉给水要求(水质要求见表2-1)，需进行软化处理。锅炉房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。根据低压锅

7、炉水质标准规定，对于温度 不大于95度的热水锅炉，补给水和循环水的水质要求如下表所示：表2-1 水 质 要 求项目补给水循环水悬浮物mg./L5总硬度me/L0.6 PH值(25)7 8.510溶解氧mg/L0.1 0.12.1.2 锅炉给水量的确定锅炉补给水量是锅炉给水量与凝结水回收量之差。锅炉给水量包括蒸发量、排污量，并应考虑设备和管道漏损。锅炉给水量计算公式为： G=KD(1+Ppw) t/h (2-1)式中 K-给水管网漏损系数 取1.03D-锅炉房蒸发量 t/hPpw-锅炉排污率，本设计根据水质计算，取10%因为1t/h=0.7 MW, 所以锅炉房额定热功率为4.9÷0.7

8、=7 t/h给水量为G =1.03×7（1+0.1）=7.93 t/h软化设备生产能力由锅炉补给水量（对热水锅炉，则为热水管网补给水量）、生产工艺需要软水量和水处理设备自耗水量决定，但后两项不是经常需要的。2.2 软化方法与设备选择本锅炉房原水的硬度超过给水水质标准，故需进行软化处理。由于热水锅炉不存在水的蒸发，水中盐类浓度不会增加，碱度也不会提高，而且保持一定的碱度还可以对金属壁起到一定的保护作用。据此，本设计拟采用钠离子交换软化给水。采用低速逆流再生钠离子交换器进行软化。2.2.1软水器的选择全自动水处理设备具有无人操作、工作可靠、结果简单、结构紧凑、占地面积小、出水可靠的特点。

9、操作人员无需开关任何阀门，仅需按确定时间向盐液箱投入定量的在生用食盐即可 。故选择全自动软水器一台，型号为：HT-CLSN-2其余参数见表2-2表2-2 所选全自动软水器的参数型号额定流量m3/h进出水管径（英寸）树脂罐（mm）D×H×个数盐 罐（mm）D×H×个数树 脂（L）安装尺寸（LWH)(m)HT-CLSN-8681-1/2"600×1800×1600×1100×13251.5×1.2×2.52.2.2软化水箱的选择软化水箱的容积一般可按系统水容量的2%选择，则V=0.16 m

10、3所以所选的软化水箱尺寸为600×600×500mm2.3 除氧方法与设备选择 除氧方法采用现在最新的解析除氧，克服了目前常规的热力除氧、真空除氧、化学除氧等方法中存在的不足。其原理是基于亨利定律, 将无氧的气体与含氧水强烈混合，使溶解在水中的氧析出至气体中去, 而使给水达到水质要求。由额定出水量选取一台YJX-10型解析除氧器，其参数见表2-3表2-3 所选除氧器型号型号额定出水量（t/h）给水温度 （）功耗（KW）自重（Kg）YJX-106-10常温3.4675除氧水溶解氧0.1 mg/L，外形尺寸为L×B×H=1200×600&

11、#215;1400 mm3。2.4 排污系统选用的排污方式为：定期排污排污水应冷却到允许温度派入下水道，一般宜设排污减温池进行冷却。排污系统为锅炉自带的自动排污装置。第3章 给水设备和主要管道的选择计算给水设备是指锅炉房给水系统中各种水泵和水箱，它与锅炉安全运行有密切关系。给水的中断可能引起重大锅炉事故，因此设计中应使给水设备能可靠、有效满足锅炉给水的需要。3.1 给水系统及系统草图的拟定锅炉给水可采用不同的给水系统，如凝结水箱和给水箱分设两段给水系统，凝结水箱和给水箱合用一段给水系统等。给水箱和全自动软水器设置在与锅炉间相邻的水处理间。设备平面布置及给水系统图如下：图3-1 设备平面布置及给

12、水系统图3.2 给水泵的选择对于压力较低的锅炉，给水泵的扬程可用近似式计算：H=P+(0.10.2) MPa （3-1）故给水泵的扬程为1.11.2MPa，取1.5MPa，为150m水柱由2.1.2节得给水量为7.93 t/h根据水泵的流量和扬程，选择规格型号为DG2.0-67×3的离心式水泵。为保证在停电、正常检修或发生机械故障等情况下，使锅炉仍能安全运行及正常给水应设置一备用的汽动给水泵，两者容量相同。3.3 给水箱选择3.3.1 给水箱的容积和个数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。给水箱的容量主要根据锅炉房的容量确定，一般给水箱的总

13、有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需2060分钟的给水量。此处取60分钟，则V=8 m3故选用2000×2000×2000的给水箱。3.3.2给水箱的安装高度 锅炉给水箱的布置高度，应使锅炉水泵有足够的灌注头。灌注头不应小于下列各项的代数和：1、 给水泵进水口处水的汽化压力和水箱的工作压力；2、 给水泵的气蚀余量；3、 给水泵进水管的压力损失；4、 采用35KPa的富裕量。假设架高为0.5m,给水泵进水口处的汽化压力为4.75m，给水箱的工作压力为一个标准大气压10m，给水泵的气蚀余量为5米，给水泵进水管的压力损失为0.1m。故给水泵的最小架高为：HO=0.35故之前设

14、定的架高0.5m满住要求。3.4 热水系统的管径确定给水管道管径：给水母管可采用单管或双管，由于此锅炉房非常年供热，故给水母管采用单母管形式。单台锅炉本身自带出水法兰口径及回水法兰口径 ，见表1-2。第4章 燃气系统设计4.1确定燃气供应系统方案；锅炉房燃气系统宜采用低压（小于5kPa）和中压（5150kPa）系统，不宜采用高压（0.30.8MPa）系统。该燃气系统采用低压系统。4.2燃气管道的设计4.2.1管材的选用现有管材主要有钢管、铸铁管和PE管。钢管承载应力大、可塑性好、便于焊接，与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量，但耐腐蚀性较差，必须采取可靠的防腐措施；铸铁管抗腐蚀性能很强，但抗

15、拉强度、抗弯曲、抗冲击能力和焊接性能均不如钢管好；PE管具有良好的柔韧性且具有良好的耐腐蚀性，埋地敷设不需要做防腐和阴极保护，弥补了钢管的缺点。此设计中选用焊接钢管。4.2.2燃气管道直径的设计锅炉房内部燃气管道直径可根据燃气流量Q和选取流速来计算。对于天然气管道，管内实际流速不应大于25 m/s。当燃气管道允许流速选定后，可根据式（4-1）确定管道直径 （4-1）式中d 管道直径，mm Q燃气在设计状态下的流量，/h w燃气允许流速，m/s2号锅炉的燃气支管的流速取15 m/s，流量Q=77.9/h，由式（4-1）得d=42.9mm，取d=40mm1号锅炉的燃气支管的流速取15 m/s，流量

16、Q=455/h，由式（4-1）得d=103mm，取d=100mm燃气干管的流速取10 m/s，流量Q=532.9/h，由式（4-1）得d=137mm，取d=150mm4.2.3放散管直径的确定放散管管径根据燃气管道直径确定，详见表4-1表4-1 锅炉房燃气系统放散管直径选用表燃气管道直径/mm25506580100125150200250300350放散管直径/mm2532405065804.3燃气系统注意事项 在引入锅炉房的燃气母管上，应装设总关闭阀，并装设在安全和便于操作的地点。当燃气质量不能保证时，应在调压装置前或在燃气母管的总关闭阀前设置除尘器、油水分离器和排水管。锅炉房燃气管道宜架空

17、敷设。输送密度比空气小的燃气的管道,应装设在空气流通的高处；输送密度比空气大的燃气的管道，宜装设在锅炉房外墙和便于检测的地点。每台锅炉的燃气干管上,应装设关闭阀和快速切断阀。每个燃烧器前的燃气支管上,应装设关闭阀，阀后串联装设2个电磁阀。点火用的燃气管道，宜从干管上的关闭阀后或燃烧器的关闭阀前引出，并应在其上装设关闭阀，阀后串联装设2个电磁阀。燃气管道上应装设放散管、取样口和吹扫口，其位置应能满足将管道内燃气或空气吹净的要求。放散管应引至室外，其排出口应高出锅炉房屋脊2m以上，并使放出的气体不致窜入邻近的建筑物和被吸入通风装置内。密度比空气大的燃气放散，应采用高空或火炬排放，并满足最小频率上风

18、侧区域的安全和环保要求。当工厂有火炬放空系统时，宜将放散气体排入该系统中。燃气放散管管径应根据吹扫段的容积和吹扫时间确定。其吹扫量可按吹扫段容积的1020倍计算，吹扫时间可采用1520min。第5章 辅助设备5.1 阀门阀门通过改变其流量面积的大小，从而控制流体流量、压力和流向，各种阀门都有各自的特点：闸阀具有流动阻力小、启闭较省力、便于安装的特点，适用于全开全关的场合，主要用于水泵的进口、水箱进口、自来水管道和公称直径大于200mm的各种场合；截止阀具有结构简单制造维修方便、密封性好寿命长，阻力较大等特点。止回阀主要应用于要求介质单向流动的场合。阀门的选用如下：1. 在水泵的进口和出口处所设

19、置的阀门分别是：水泵进口处安装截止阀，出口处安装截至阀和止回阀。管道的其它部分一般都安装截至阀，因其密封性好。2. 在锅炉排污管上应安装快速排污阀。3.锅炉房燃油引入管应设手动快速切断阀,按燃油流动方向,切断阀前应安装放散管。此阀门应装置在安全和便于操作的地方。4.每台锅炉的燃油干管上应设置关闭阀和快速切断阀。每个燃烧器前的供气支管上,应装置手动关闭阀,该阀后再串联装设一个电磁阀。5.在通往每台锅炉的干管上安装快速切断阀是为了防止锅炉在运行中熄火,来不及迅速切断气源而引起锅炉爆炸。6.安装关闭阀是为了切断油源和调节流量。第6章 锅炉房工艺布置锅炉房布置的内容，包括各种设备及其连接管道的布置，并

20、配备必要的管理，检修和生活用房间。锅炉房设备布置应满足各种设备的正常操作，便于运行管理和安装检修等条件的要求，同时还应顾及建设和运行的经济性，做到有效地使用建筑面积和空间，简化和缩短各种管道等。6.1 锅炉房设备布置锅炉房设备布置包括锅炉本体和水处理和给水等辅助设备的布置。对于只决定方法而未进行设备选择计算的部分，只标明与有关部分的相对位置，可用简单外形或中心线绘于图中，需要时可加文字说明。设备布置应注意下列各点：(1)设备的位置应按设备特点、工艺流程、操作要求等条件决定。(2)决定设备布置尺寸时，首先要了解设备正常操作对场地和空间的要求，还要了解施工安装和检修对场地和空间的要求，然后决定布置

21、方法及所需尺寸。各设备之间或设备与建筑物之间，因操作、监视，维护等而需要通行的地方，必须有足够的通道尺寸。 6.2 锅炉房建筑在本课程设计中，主要进行锅炉房工艺设计，但应尽可能考虑到建筑方面的基本要求。锅炉房一般为独立建筑，锅炉房与相邻建筑物、燃料场(或库)之间距必须满足建筑防火要求。新建锅炉房的布置应考虑发展的可能性，燃料储存场地和锅炉房发展端均应留有扩建余地。锅炉房的柱距、跨度、标高等尺寸应尽量符合建筑模数的要求。炎热地区的锅炉房，或容量较大的锅炉房，一般应设有天窗，以便排除余热和灰尘。锅炉房操作面应有良好的通风，采光条件。 凡楼层布置的锅炉房，锅炉基础与楼板连接处，应考虑有沉降的可能。锅

22、炉间的楼梯，门的数量和开向等应符合锅炉安全监察规程和建筑设计防火规范的 求。此外，还应考虑操作通行的方便，例如，当锅炉间后部布置除尘器和引风机时，后墙上应有门。锅炉间的地坪应略高于室外地平，以防止积水，其它房间如局部地方必须低于室外地坪时，也应有有效的排水措施。 地下回水室应尽量采用半地下建筑，以满足采光和通风要求。锅炉房内的化验、机修、办公、更衣飞浴室和厕所等房间夕其配备情况与面积大小应视锅炉房容量、工作人数和其他具体条件而定。第7章 管道的保温及防腐7.1 管道的保温下列的各种热设备、热管道及其阀门附件均应保温：一、煤粉仓、换热器、蓄热器、油加热器和重油供油管道等外表面温度大于50 时；二

23、、外表面温度小于或等于50，需要回收热量时；三、需要保温的凝结水管道。保温层厚度应根据现行国家标准设备与管道保温技术通则、设备及管道保温设计导则中的经济厚度计算方法确定.当散热损失超过规定值时，可根据最大允许散热损失计算方法复核确定。 保温材料的选择，宜采用成型制品，并应符合下列要求： 一、宜采用就近的保温材料；二、保温材料及其制品的允许使用温度，应高于正常操作时设备和管道内介质的最高温度；三、宜选用导热系数小、吸湿性小、密度小、强度大，耐用、价格低，并便于施工的保温材料及其制品。 保温层外的保护层应具有阻燃性能。当热设备和架空热管道布置在室外时，其保护层应具有防水性能。采用复合保温材料及其制品时，应选用耐高温且导热系数较小的材料做内保温层。其厚度可按表面温度法确定。内层保温材料及其制品的外表面温度应小于或等于外层保温材料及其制品的允许最高使用温度。阀门及附件和其他需要经常维修的设备和管道，宜采用便于拆装的成型保温结构。 7.2管道的防