毕业设计鄂尔多斯市某大酒店锅炉房工艺设计

摘要锅炉房设计主要是为了酒店、各种建筑物中生产、生活、供暖的用汽，通过它们对热负荷的要求，设计锅炉房内的各种设备及布置。本锅炉房设计采用了燃煤蒸汽锅炉。从经济和节能方面考虑，选用DZL6—13—AⅢ型锅炉两台和DZL4—13—AⅢ3型一台，并选取了水处理系统和运煤出渣系统，由于供暖需要热水，故设置了换热系统。本设计主要有五部分，包括热负荷及锅炉的选择；水处理设备的选择计算；给水设备和主要管道的选择计算；送、引风系统确定及设备选择计算；燃料输送及出灰渣系统。锅炉房的设计要考虑它的安全性、经济性和对大气环境的污染等方面。关键词：锅炉房设计；水处理系统；经济性；污染AbstractBoilerroomdesignedprimarilyforthehotel,avarietyofbuildings,productionanddailylife,theheatingfuelusedbytheirheatloadrequirements,designofequipmentandlayoutoftheboilerroom.Theboilerroomwasdesignedwithcoal-fuelledboilers.Fromaneconomicandconservationconsiderations,thechoiceoftwoDZL6-13-AIIIboilersandoneDZL4-13-AIII3boiler,andasawatertreatmentsystemandthetransportofslagsystem,thehotwaterheatingneeds,theestablishmentofaunitsystem.Therearefivemajorpartsofthedesign,includingthechoiceofboilersandheatload;Thechoiceofwatertreatmentequipment;Watersupplyequipmentandthechoiceofmajorpipelines;Sendandwindsystemsidentifiedandequipmentchoicefromthecalculation;Fueldeliverysystemandapin.Boilerroomdesignmustconsideritssecurity,economicandenvironmentalpollutiontotheatmosphere.Keyword:boilerroomdesign;Watertreatmentsystem;Economy;Pollution引言我国北方地区一直以传统的燃煤、燃油采暖，随着经济的发展、城市规模的扩大，这些传统的采暖方式的缺点越来越突出，不能适应可持续发展的要求，据统计燃煤采暖已经成为北方城市冬季空气污染的罪魁祸首。如北京1999年北京市终端能源消费量为3828万吨标煤，其中煤炭消费量2011万吨；约占终端能源消费量的53%，是造成大气污染的主要根源。为了避免尾部受热面的低温腐蚀，传统的燃煤供热锅炉排烟温度通常高于150℃，蒸汽锅炉甚至高于200℃，大多数燃气热水锅炉的排烟温度在140℃-200℃之间。过高的排烟温度不仅耗费了大量的能源，而且提高了锅炉的运行成本。因此对于这些地区探索出一些洁净，节能高效的采暖技术就具有非常现实而重要的意义，并逐渐成为工程界、学术界普遍关注的热点问题。第一章设计题目及原始资料1.1设计目的毕业设计训练学生把四年来所学到的知识应用在工程设计上，是对学生调查研究、收集资料、提出方案、图纸设计、书写报告及答辩等综合能力的培养，让学生得到实际锻炼。毕业设计是学生向学校交出的一份重要的知识与能力的总结。1.2设计题目鄂尔多斯市**大酒店楼宇锅炉房工艺设计（8）1.3原始资料热负荷表1-1热负荷项目生产采暖通风热水供应耗汽或用汽量（最大/平均）99.02/55.2（t/h）15.0GJ/hh（最大/平均）11.2/0..7（t/h）用汽参数（Mpaa）0.550.40.3同时使用系数0.81.00.4总凝水回收率（%%）50950煤质资料Cy=70.5%,Hy=4.2%,Oy=8.3%,Ny=0.9%,Sy=1.1%,Ay=9.0%,Wy=6.0%,Vy=25.04%.低位发热量：Qdwy=27972KJ/kg水质资料碳酸盐硬度Ht=5.0mge/L非碳酸盐硬度Hft=0.3总硬度5.3me/L总碱度2.1me/L负硬度0.64mge/L溶解固形物610mg/L溶解氧气5.8mg/L城市自来水公司压力0.25～0.35MPa水温12摄氏度气象资料冬季采暖室外计算温度：－19摄氏度冬季空调室外计算温度：－21摄氏度采暖平均温度：－5.5摄氏度大气压力：冬季90.09MPa夏季88.9MPa年主导风向：S平均风速：冬季3.5m/s夏季3.4m/s最大冻土深度：147cm地下水位：－2.6m第二章热负荷、锅炉型号和台数的选择2.1热器的选择由于本设计任务中采暖通风部分的负荷需要把蒸汽转变为热水，故需要增加换热器，所以我首先要为采暖通风系统选择换热器。采暖通风系统的换热器的选择：计算热负荷Qj=(1.05-1.1)ΣQ（2-1）式中QJ——计算热负荷（W）ΣQ——累计热负荷（W）1.05-1.1——损失系数Qj=1.1*4.17*106=4.59*106循环水量Gxs=（2-2）式中Gxs----循环水量（kg/h）Cp----循环水平均比热容［KJ/(kg*℃)]。查表为4.197t1----回水温度（℃）。采暖回水温度为70℃t2----供水温度（℃）。采暖供水温度为95℃。所以，Gxs===1.57*105kg/h传热量计算由汽水换热平衡方程Gz(hz-hg)=GXSCp(t2-t1)（2-3）得Gz=式中GZ----蒸汽消耗量（kg/h）hz----蒸汽的比焓（KJ/kg）,查表为2750.9KJ/kg。hg----凝结水比焓（KJ/kg）,查表为334.9KJ/kg。GZ==3818kg/h根据以上所求数据，选取表7-50（锅炉房实用设计手册第2版）中Q2BRS03-55*2换热器，得出耗汽量为7.25t/h(此为汽-水二段式换热器)。2.2最大热负荷的计算锅炉房最大小时用汽量按下式计算：Qmax=Ko(K1Q1+K2Q2+K3Q3)t/h（2-4）式中K1、K2、K3——生产、采暖通风及热水的同时使用系数，查手册分别为0.8、1.1及0.4Q1、Q2、Q3——生产、采暖通风及热水的最大小时热负荷，t/h。由资料提供。Ko——管网热损失及锅炉房自用蒸汽系数，查手册取1.2。所以，Qmax.=1.2（0.8*9.02+1.0*7.25+0.4*1.2）=14.95t/h2.3平均热负荷的计算采暖通风平均热负荷根据采暖期室外平均计算温度计算，Qpji=Qi（2-5）式中Qi----采暖通风最大热负荷t/htn----采暖房间室内计算温度，℃tpj—采暖季室外平均温度，℃tw—采暖期采暖或通风室外计算温度，℃根据资料数据提供可知：tn=18℃，tw=-19℃，tpj=-5.5℃，Qi=7.25t/hQpji=Qi=7.25=4.6t/h所以，平均热负荷Qpj=1.2(5.2+4.6+0.7)=12.6t/h非采暖期：计算热负荷，Qmaxf=1.2(0.8*9.02+0.4*1.2)=9.24t/h平均热负荷，QPJF=1.2(5.2+0.7)=7t/h表2-1负荷汇总负荷采暖期非采暖期计算热负荷（t//h）14.959.24平均热负荷（t//h）12.67.02.4锅炉型号和台数的选择根据锅炉房采暖季最大计算热负荷和非采暖季计算热负荷的特点及燃料，可有几种锅炉系统的选择，经过对本系统的经济性和备用性考虑后，本设选用DZL6—13—AⅢ型锅炉两台和DZL4—13—AⅢ3型锅炉一台，采暖季三台锅炉基本上满负荷运行，非采暖季可以组合运行。锅炉维修保养可在非采暖季进行,故锅炉不设置备用锅炉.第三章水处理设备的选择及计算3.1定水处理设备生产能力锅炉房补给水量Gbgl=1+100%（3-1）式中D----锅炉房额定蒸发量t/hGn----合格的凝结水回收量t/hβ----设备和管道漏损,%.可取0.5%Ppw----锅炉排污率,%.预取6%水处理设备能力G由下式决定G=1.2Gbgl（3-2）式中Gbgl----锅炉补给水量t/h1.2----裕量系数.所以,G=1.2*4.52=5.4t/h3.2决定水软化方法,并选择设备型号和台数DZL6—13—AⅢ型和DZL4—13—AⅢ3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:≥6且≤24锅水含盐量:＜3000mg/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，故一本设计水处理确定选用“低流速逆流再生”钠离子交换系统。根据需要处理的补水量,拟选取LNN—400/2一台和LNN—600/4两台,其中一台备用,两台并联使用。其规格如下:表3-1离子交换器规格型号公称直径工作压力工作温度出力工作树脂层高再生耗盐量001*7(7332)树脂装载量量石英砂装载量设备满水荷重LNN—400//2400mm0.6Mpa5-60℃2t/h1500mm19kg190L100kg8KNLNN—600//4600mm0.6Mpa5-60℃4t/h1600mm45kg450L200kg15KN浓盐液池体积的计算本锅炉房钠离子交换器运行周期为29+4.1=33h，每再生一次需耗盐45+19=64kg，如按贮存10天的食盐用量计算，则浓盐液（浓度为26%）池体积为：10*24*64/33*0.26*1000=1.79m3稀盐液池体积的计算再生一次所需稀盐液（浓度5%）的体积为1.28m3,若按有效容积系数0.8计算，稀盐液池体积为1m3。本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为2000*1500*1000盐池，稀盐池占1/3。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，选用型102型塑料离心泵一台：流量6t/h，扬程196kPa;电动机功率1.7kW,转速2900r/min。3.3决定除氧方法及其设备选择计算若忽略除氧器顶部排汽损失，除氧器凝结水回收量G″h,即为除氧器耗汽量Dq(t/h),计算如下：全补给水热力除氧器工作压力为0.02Mpa，除氧器水温104℃，除氧器效率为0.98izr,tzr----软水的焓(KJ/kg)及温度12℃。查表得软水焓为41.99KJ/kg。ihs,ths----厂区用户凝结水回水的焓(KJ/kg)及回水温度80℃。查表的回水焓为334。9KJ/kgiq----进入除氧器蒸汽的焓，查表得2683.4KJ/kg。ics----除氧器出口水焓，查表得435KJ/kg。Dq,Dxq----除氧用二次蒸汽及新蒸汽量，kg/h。根据除氧器进出口介质量和热平衡关系：Gzr+G’hs+G″hs=Gzg(1)Gzr(ics-izr)+G’hs(ics-ihs)=Dq(iq-ics)*0.98(2)将（1）式中G″hs代以Dq，并将（1），（2）两式中各项数值带入后得：Gzr+（0.5*9.02+0.95*7.25）*103+Dq=[16+16（0.06+0.005）]*103Gzr（435-41.99）+（0.5*9.02+0.95*7.25）*103*（435-334.9）=Dq（2683.4-435）0.98所以，Dq=1.3t/h即除氧用蒸汽带来的凝结水回收量G″hs为1.3t/h。所以，锅炉房待除氧的最大水量G G=GZG-G″hs=16+16(0.06+0.005)-1.3=17.04-1.3=15.74t/h综合考虑上述因素，本设计选用全补给水热力除氧器及水箱性能规格：表3-2除氧器规格规格工作压力工作温度进水压力进水温度水箱有效容积设备净重20t/h0.02MPa104℃20℃10m33591kg3.4计算锅炉排污量，并拟定排污系统和热回收方案排污量的计算按给水的碱度计算排污率：（3-3）式中Ags----给水的碱度，由给水水质资料为2.1me/L。Ag----锅水允许许碱度，查规规范知为22me//L。α----凝结水回回收率，可按按以下计算：：按给水中含盐量（溶溶解固形物）计计算排污率：：（3-4）其中，给水含盐量量Sgs为610mg//L,Sgg锅水允许含含盐量为3000mmg/L。故综合前面，此锅锅炉房的排污污率取6%。1.锅炉的排污系系统：本设计锅炉有连续续排污装置。为为了节能设计计中选用了连连续排污扩容容器一台，以以回收部分排排污水的热量量。扩容器产产生的二次蒸蒸汽用于给水水除氧。锅炉的定期排污引引入排污降温温池，冷却至至40℃以下再排入入下水道。2.排污扩容器选选择计算：在排污扩容器中，由由于压力降低低而汽化所形形成的二次蒸蒸汽量D‘q可按下式计计算：（3-5）式中----进入扩扩容器的排污污水量。D‘pw=16**6%=0。96t/hhi-----锅炉房工作作压力下饱和和水的焓。i=806。5KJ/kkg------扩容容器工作压力力下饱和水的的焓。取用1表压，=5002KJ//kg------扩容容器压力下饱饱和蒸汽的焓焓。=27006KJ//kgx-----二次蒸汽的的干度，本设设计取0。98-----排污管管热损失系数数，本设计取取0。97=扩容器所需需的容积：V==（3-6）式中----容积富裕系系数，本设计计取1.4----二次蒸汽汽比容，其值值为0.90081m3/kg----扩容器中中，单位容积积的蒸汽分离离强度，本设设计取6000m3/m3*hV==根据计算所需扩容容器容积,本设计选用Φ650型连续排污污膨胀器一台台,其规格如下:表3-3排污器规规格规格容器容积工作压力工作温度水压试验压力汽容积水容积设备重量Φ6500.8m30.2MP250℃0.35MP0.65m30.17m3590Kg第四章给水设备备和主要管道道的选择计算算4.1决定给水系统4.1.1给水系统统的组成根据锅炉房容量,,凝结水为余余压回水及给给水采用热力力除氧等多种种因素,本锅炉采用用二级给水系系统.凝结回水及及软水都流入入锅炉房凝结结水箱,然后由除氧氧水泵将氧送送到除氧器除除氧.除氧后,由锅炉给水水泵升压,经省煤器进进入锅炉.为使锅炉各给水泵泵之间能相互互相切使用,本锅炉房采采用集中给水水系统.给水泵的选择考虑本锅炉房是全全年运行,并以生产负负荷为主,故本设计选选用两台给水水泵.一台电动给给水泵作为常常用给水泵,一台蒸汽往往复泵作为备备用水泵.一台电动给水泵的的流量为:Qdd=1.1G22g=1.11×17.004=18..74t/ll一台汽动给水泵流流量为:Qqd=0.4G22g=0.44×17.004=6.882t/l给水泵扬程:H=P+(1000-200))KPa本设计的锅炉装设设有省煤器.此附加值应应采用较高值值.H=1270+2200=14470KPaa根据计算,本设计计选用DG25--35型电动泵一一台,流量为20m3/h,扬程为1520KKPa其规格如下:表4-1DG255-35电动泵规格格型号级数流量扬程转速轴功率电动机效率汽蚀余量DG25-35420m3/h152m2950r/miin14.3KW18.5KW58%2.7M选用ZQS-9/177型汽动给水水泵一台,其规格如下:表4-2ZQS--9/17汽动给水泵泵规格型号流量扬程允许吸上高度有效功率进汽压力排汽压力蒸汽耗量ZQS-9/177m3/hmmkwMPaMPakg/(kw·hh)5-11.517544.271.370.0530-40给水箱的选择给水箱的容量主要要依据锅炉房房的容量和软软水设备的设设计出力，运运行方式等来来确定。本设设计按手册选选取额定蒸发发量的1/2-1的给水量计计算，选用体体积为10m3的除氧水箱箱一个作为锅锅炉房的给水水箱。给水箱箱检修或清洗洗时，短期的的锅炉给水由由锅炉给水泵泵从凝结水箱箱抽水供给。除氧水箱出水温1104℃，为使水泵泵安全可靠运运行，给回箱箱设计标高为为7m的除氧平平台上。除氧水泵和凝结水水箱的选择回锅炉炉房的凝结水水和软水混合合输送，则本设计除除氧水泵的流流量为鉴于除氧氧器工作压力力0.02Mpa，凝结结水箱最低水水位与除氧器器凝结水进口口的高差有110m左右，故选选用IS655-50-1160型电动动泵两台，一一台运转，一一台备用；每每台除氧水泵泵流量为255m3/h，扬程为为32m。由于软水全部通入入凝结水箱。当当除氧器检修修时，凝结水水箱还兼作锅锅炉给水箱使使用，故凝结结水箱体积确确定原则与给给水箱相同，又又顾及凝结水水箱置于地下下建筑物内，为为节约投资，故故选用体积为为20m3的凝结水箱箱一个，且一一隔为二，以以备检修时可可相互切换使使用。厂区凝凝结水利用疏疏水器后余压压返回锅炉房房，凝结水箱箱设于锅炉房房-2.000m的标高上上；凝结水箱箱最低水位至至凝结水泵中中心的垂直高高度，保持不不小于5000mm。补给水泵和补给水水箱的选择为了使补给水达到到软化的工作作压力，特设设置补水泵和和补给水箱。根根据补给水量量，拟设置两两台电动泵。一台电动泵应满足足的流量：Q=1.1G=1..1*5.44=5.944t/h根据所选的软化设设备的工作压压力≤0.6Mpaa。故选用SLLW40-1160型电动动泵两台，其其流量为6.3m3/h，扬程为为32m。补给水箱需要1..5h的补水水量，所以选选用10mm3的方形水箱箱一个。4.2计算并选定定给水母管和和蒸汽母管以以及分汽缸的的直径蒸汽母管采用单管管系统，锅炉炉生产的蒸汽汽大部分通过过蒸汽母管引引至分汽缸，尔尔后再分配至至各热用户。锅锅炉房蒸汽泵泵用汽自分汽汽缸引出；锅锅炉吹灰用汽汽直接引自副副汽管。主要管道直径的决决定锅炉房中各管道内内径Dn可按推荐流流速由下式计计算：（4-1）式中G----管内介质质的质量流量量，t/hυ----管内介质质的比容，mm3/kg1.给水母管管径径根据给水管的给水水量17.04t/h，若取管内内流速为2mm/s。即所需总总管内径为555mm。故故选用Ф63.5*44的无缝钢管管。给水箱出出水总管与给给水母管管径径相同。进入入锅炉的给水水支管与锅炉炉本体的给水水管径相同，且且在每一支管管上装设调节节阀。2.蒸汽母管管径径的确定为了便于于操作以及确确保检修时的的安全，每台台锅炉的蒸汽汽母管直接接接入分汽缸，在在每台锅炉出出口和分汽缸缸引入口分别别装设闸阀和和截止阀。若若按推荐流速速25m/s计算，两台6t/h的锅炉选用Ф121*5的无缝钢管管，一台4t/h的锅炉选用Ф102*5的无缝钢管管。3.生产用蒸汽管管管径生产用蒸汽管的蒸蒸汽流量1..1*9.002=9.992t/h，生生产用气压力力为0.55MMPa，υ=0.34226m3/kg。流速速取35m/s，根据公式式计算得Dn=185mm。故选用用Ф194*5无缝钢管。4.采暖通风用蒸蒸汽管管径采暖通风用蒸汽流流量为7.25t/h，压力为0.4Mpaa。υ=0.46222m3/kg，取用用流速为35mm/s，根据公式式计算得Dn=184mmm。故决定选选用Ф194*5无缝钢管。5.生活用蒸汽管管管径蒸汽流量为1.11*1.2==1.32tt/h，蒸汽压力力为0.3MPPa，υ=0.60566m3/kg取蒸汽汽流速为30mm/s，经计算得得Dn=97mm。所所以决定选用用Ф108*44.5无缝钢管管。分汽缸的选用1.分汽缸的直径径的确定已知采暖期最大计计算热负荷DDmax=144.95t//h,压力为0.55Mppa,υ=0.3426m3//kg，若蒸蒸汽在分汽缸缸中流速取115m/s，则分汽缸缸所需直径为为：本设计拟采采用Ф377*9mmm的无缝钢钢管作为分汽汽缸的筒体。2.分汽缸筒体长长度的确定本设计的分汽缸筒筒体上，除接接有两根（Ф121*5）和一根（Ф102*5）来自锅炉炉的进汽管和和生产（Ф194*5），采暖通通风（Ф194*5）及生活（Ф108*44.5）用汽的的输出管外，还还接有锅炉房房自用蒸汽管管（Ф57*3.55），备用管管接头（Ф108*4），压力表表接管（Ф25*3）以及疏水水管等。分汽汽缸筒体结构构和布置如图图所示，筒体体由Ф377*9无缝钢管制制作，长度为为2903mmm。第五章送、引风风系统的确定定及其设备的的选择计算为了避免相互干扰扰，锅炉的通通风除尘系统统按单台机组组独立设置。5.1计算燃料耗量量，送风量和和引风量燃料耗量可按下式式计算（5-1）式中B----锅炉燃料料消耗量（kkg/h或m3/h）η----锅炉的热热效率Dgq,Dbq-----分别别为过热蒸汽汽，饱和蒸汽汽量（kg//h）hgq,hbq-----分别别为过热蒸汽汽，饱和蒸汽汽比焓（KJJ/kg）hgs----锅炉炉机组入口给给水比焓（KKJ/kg）hps----锅炉炉机组排污水水比焓（KJJ/kg）Dps----锅炉炉机组排污水水量（kg//h）Qqt----其他他利用热量（kg/h）本设计中中，所选DZL6—13—AⅢ型锅炉的热热效率为80%，额定工作作压力下的饱饱和蒸汽比焓焓为2784KKJ/kg，排排污量为0.36t//h。排污水水比焓为502KJJ/kg，给给水温度为220℃，比焓为83.86KJ/kgg。所选锅炉炉产生的都是是饱和蒸汽，其其他利用热量量忽略不计。B=所选DZL4—13—AⅢ3型锅炉的热热效率为78.65%%BB=若考虑固体不完全全燃烧热损失失q4=10%,,则计算燃料料消耗量：DZL6—13——AⅢ型锅炉计算算燃料消耗量量（5-2）DZL4—13——AⅢ3型锅炉计算算燃料消耗量量送，引风量的计算算理论空气量和理论论烟气量，根据所给给媒质资料，计计算如下：1.送风量的计算算DZL6—13——AⅢ型锅炉的送送风量为其中——送风机流流量储备系数数，取1.1；α‘L----炉膛过剩剩空气系数，取1.3——冷空气温度，取330℃；b———当地大气压压，取900900PaDZL4—13——AⅢ3型锅炉的送送风量2.引风量的计算算DZL6——13—AⅢ型锅炉的引引风量(55-3)式中tpy----排烟烟温度，2000℃DZL4—13——AⅢ3型锅炉的引引风量所以，总的引风量量：5.2确定送，引引风系统本设计的送风系统统拟采用单台台但送风系统统。引风系统统拟采用集中中引风系统，拟拟全部采用矩矩形金属管道道（除烟囱外外）。5.3确定烟，风风道截面尺寸寸风，烟道截面积可可按下式计算算：式中：F——风，烟烟道截面积（m2）V——空气量或烟气量((m3/h)ω——选用流速（mm/s）DZL6—13——AⅢ型锅炉的风风道截面积ω取用12m/s,,,故选取500*4400的矩形风管管。实际流速ω=DZL4—13——AⅢ3型锅炉的风风道截面积::,选取400×320的的矩形风管实际流速DZL6—13——AⅢ型锅炉的烟烟道截面积：：ω取用10m/s,,,故选取630*5500的矩形风管管。实际流速DZL4—13——AⅢ3型锅炉的烟烟道截面积::，选取500*4400的矩形风管管。实际流速总烟道的截面积：：ω取用15m/s，，选取1250**400的矩形风管管。实际流速5.4计算烟，风风道阻力风道阻力计算DZL6—13——AⅢ型锅炉送风风道阻力计算算1.沿程摩擦阻力力计算：因为空气流速大于于10m/s，所以选选取最长的风风道计算总的的摩擦阻力。Δhmc=(5-44)式中λ——沿程摩擦阻阻力系数，取取0.02L——风道长度见布置图图12mDdL——风道截面面的当量直径径ω——气流的流速速，11.64mm/sρ0——冷空气的密度，取取1.2933Kg/m3空气密度Δhmc=2.风机出口渐扩扩管阻力Δhjb1渐扩管长L取2倍倍于315mm,即L=630mm,b1=315mmm,b2=360mmm,F=0.2m2,,Fx=0.1133m2所以L/b1=2,FF/Fx=1.777,查表出ξ=0.13,,而风机出口流速ωω=ωx=动压头hd11=故Δhjb1=ξhd11=0.13××246.11=32Paa3.流向改变引起起的阻力Δhjb2空气流经90°弯弯头，其阻力力系数按下式式计算：ξ=KΔ1ξ2yBBCKΔ1ξ2y=0.25又因α=90°，所以与与弯头角度α有关的系数B1为1而a1/b1=500//400=11.25,查查得弯头截面面形状系数C1=0.92ξ1=KΔ1ξ2y11B1C1=0.255×1×0..92=0..23则Δ因为此管道上有两两个90°弯头，所以以Δhjb2=2×Δhhjb2’=36Paa4.送风机入口的的阻力Δhjb3阻力系数计算公式式ξ3=（1.7077F/F1-1）2已知送风机吸风口口断面积F=0.1225m2,并设F/F1=1.25吸风口风速动压头hdss=所以Δhjb3=5.风道调风闸门门阻力Δhjb4按主燃区进风室计计算，因为此此风室进风量量最大，要求求风压较高，所所以可假设运运行时按风板板为全开，则则局部阻力系系数ξ4为0.1所以Δhjb4=ξ4hdd2=0.11×78.66=7.866Pa6.风道出口阻力力Δhjb5查得出口阻力系数数ξ5=1.1Δhjb5=ξ5hdd2=1.11×78.66=86.446Pa7.燃烧设备阻力力Δhjb6，选取785Pa（包括炉层层阻力）8.消声器和空气气预热器的阻阻力Δhjb7，选取1200PPa9.自生风的阻力力Δhjb8自生风可按下式计计算：((5-5)式中：H——计算算进口和出口口截面的高度度差，mtK——空气温度，℃在锅炉风道中，仅仅对两个区段段进行自生风风计算，第一一段为空气预预热器，其计计算高度等于于冷空气进口口和热空气出出口的标高差差；第二段为为全部热风道道，其计算高高度等于空气气预热器出口口到炉室入口口的标高差。所以，空气预热器器段：全部热风道区段：：所以，风道的总自自生风为如此，风到各部分分局部阻力之之和为ΣΔhjb=Δhjbii=32+336+2588+7.866+86.446+7855+12000=24055Pa风道总阻力等于沿沿程摩擦阻力力与各部分局局部阻力之和和，考虑到大大气压力的修修正和储备系系数，则风道道总阻力Δ(Δhmc+ΣΔhjbb)(5-6))式中：b——当地地大气压力，90.09Kpaβ2——风压储备系数，取取1.2Δ因此，得出锅炉风风道的全压降降为：Δ(Δ(55-7)式中：----空空气进口处炉炉膛真空度，其其值可用以下下公式计算=Pa----烟道计算算中炉膛出口口处真空，一一般=20PPaH——由空气进口到炉膛膛出口中心间间的垂直距离离，mΔHk=3303-（--1.1766）-（20+0..95*4..5*9.88）=32422Pa对于DZL4—13——AⅢ3型锅炉同理理得出：ΔHk=3018Pa烟道阻力计算DZL6—13——AⅢ型锅炉的烟烟道阻力1.沿程阻力由于烟速ω=9..5m/s小于10m/s，故直管管段沿程摩擦擦阻力可不计计。2.局部阻力90°弯头局部阻阻力系数可按按下式计算：：ξ=KΔξzyBCC(5-88)据R/b=500//500=11,查教材图8-16a得KΔξzy=0.277,B=1,,根据a/b=6330/5000=1.266,查得C=0.955因此ξ=0.27×1×00.95=00.26烟气密度ρ=动压头hdd1=因此，Δhjb22=ξhd1=0.226*34..75=9PPa3.设备阻力炉膛负压Δhl==20Pa锅炉本体阻力Δhhg=10000Pa除尘器阻力Δhccc=8000Pa所以，进入总烟道道前的总阻力力Δh1=20+10000+800++9=18229PaDZL4—13——AⅢ3型锅炉的烟烟道阻力a.由于流速为110m/s,沿程摩摩擦阻力可忽忽略不计b.局部阻力：如如图所示，无无局部阻力c.设备阻力：炉膛负压Δhl==20Pa锅炉本体阻力Δhhg=10000Pa除尘器阻力Δhccc=8000Pa所以，进入总烟道道前的总阻力力Δh1=20+10000+800==182Paa总烟道阻力计算1.沿程阻力管道截面的当量直直径ΔPa=Pa2.局部阻力合流三通，根据面面积比和流量量比当α=45°时，查教教材图8-21得ξzh=0.335动压头hd==Pa所以，侧支管阻力力Δ烟囱入口阻力查得阻力系数ξ==1.4则Δh=1.44×98.556=1388Pa所以，总烟道阻力力ΔhZ=32.3+34..5+1388=204..8Pa烟囱阻力计算首先确定烟囱高度度，采用机械械通风的锅炉炉房，烟囱高高度是由环境境卫生的要求求确定的。根根据《锅炉烟烟尘排放标准准》GM38441-83，生产用，采采暖用，生活活用锅炉烟囱囱高度应符合合表4-6的规定。锅炉房总的锅炉额额定出力为2×6+44=16t//h,所以烟烟囱高度选定定为40m烟囱出口和底部直直径的计算：：根据烟囱高度，选选取烟囱出口口烟速，ω`2=15m/s而总烟气气量为Vgf=287644.9m3/h,所以，烟烟囱出口直径径本设计采用d2==1000mmm烟囱底部直径d11=d2+2iHyzz式中i----烟囱囱锥度,取0.02d1=1+2*0.002*40==2.6m采用机械通风可简简化计算,烟气在烟道道和烟囱中的的冷却不考虑虑,所以烟囱出出口烟温认为为就是排烟温温度θpy,即200℃.烟囱出口烟气流速速:动压头1.烟囱沿程阻阻力,按教材8-29式计算Δ(5--9)查得λ=0.05,i==0.02Δ=2.烟囱出口阻阻力(动压损失)Δhjbyz=ξhddy(55-10)式中ξ----烟囱出口口阻力系数,取1.1所以,Δhjbyz=1.11*40=444Pa烟囱阻力Δhyzz=Δhmyz+Δhjbyz=12..5+44==56.5Pa烟道自生风的计算算(包括烟囱引引力):可按下式计算=所以,烟道总压降ΔHyy=ΔHysc-Hyzs=18229+2044.8+566.5-2996=17994Pa5.5选择送,引引风系统设备备根据以上计算,对对于DZL6—13—AⅢ型和DZL4—13—AⅢ3型锅炉送风风机选取9-19型离心鼓风风机主要参数数如下:表5-1鼓风机规规格机号转速全压流量电动机型号电动机功率11.2D960r/minn3236Pa8786m3/hhY180L-615KWDZL6—13——AⅢ型锅炉引风风机选取Y5-477-12型引风机主主要参数如下下:表5-2引风机规规格型号主轴转速全压流量效率内功率所需功率电动机型号NO6C2620r/miin2540Pa12064m33/h83.6%10.15KW13.89KWY160M2-2DZL4—13——AⅢ3型锅炉引风风机选取Y5-477-12型风机主要要参数如下:表5-3引风机规规格型号主轴转速全压流量效率内功率所需功率电动机型号NO5D2900r/miin2069Pa7728m3//h81.8%5.43KW7.2KWY132S2-22第六章运煤，除除渣和除尘设设备的选择本锅炉房运煤系统统按三班制设设计。因耗煤煤量不大，拟拟采用半机械械化方法，即即用电动葫芦芦吊煤罐上煤煤，而吊罐的的有效容积为为0.5m3，灰渣连续续排出，用人人工手推车定定期送至渣场场。6.1燃料供应系统统锅炉房最大小时耗耗煤量计算按采暖季热热负荷计算运煤系统的最大运运输能力的确确定按三班制作业设计计，最大运煤煤量为（6-1）式中K——考虑锅炉房将来发发展的系数，取1；m——运输不平衡系数，一一般采用1.2；——运煤系统每班的工工作时数，取取8按吊煤罐有效容积积计算，每小小时约吊煤8罐。6.2灰渣清除系系统锅炉房最大小时除除灰渣量除渣方式的选择锅炉灰渣连续排出出，但考虑到到需要排出的的总灰渣量不不大,故选用人工工手推车定期期送至渣场的的方式.6.3煤场和灰渣场面积积的确定煤场面积的估算本锅炉房燃煤由汽汽车运输；煤煤厂推运采用用铲车。煤场场面积Fmc现按储存10昼夜的锅炉炉房最大耗煤煤量估算，即即（6-2）式中T——煤厂每昼夜运行时时间，24h；M——煤的储备天天数；N——考虑煤堆通通道占用面积积的系数，取取1.6；H——煤堆高度，≯4m，取2.5mm；——煤的堆积密度，约约为0.8t//m3；——堆角系数，取用00.8。∴本锅炉房煤场面积积确定为22×22mm。为了减小小对环境污染染，煤厂布置置在最小频率率风向的上风风侧—锅炉房北侧,也便于运煤煤作业。灰渣场面积的估算算灰渣场面积Fhcc采用与煤厂厂面积相似的的计算公式，根根据工厂运输输条件和综合合利用情况，确确定按储存5昼夜的锅炉炉房最大灰渣渣量计算本锅炉房灰渣面积积确定为10×10mm，设置在靠靠近烟囱的东东面。第七章人员编制制表为了使锅锅炉安全可靠靠的运行，特特拟订了锅炉炉房人员的组组成和数量。表7-1人员编制制班次工种司炉工运煤处灰工水泵工化验员班长总计日班-1-113早班431-19中班431-19夜班431-19合计121031430第八章锅炉房布布置本锅炉房是一一独立新建的的单层建筑，由由锅炉间和辅辅助间两大部部分组成（详详见图纸）本锅炉房布置置有DZL66—13—AⅢ型锅炉两台台和DZL4—13—AⅢ3型锅炉一台台，省煤器独独立对应装设设于后端．炉炉前留有４.５m距离，是锅锅炉运行的主主要操作区．．燃料由铲车车从煤场运至至炉前，再由由电动葫芦吊吊煤罐沿单轨轨送往各锅炉炉的炉前煤斗斗．灰渣在后后端排出，用用手推车定期期运至灰场．．给水处理设备，给给水箱和水泵泵布置在辅助助间。．为减少土建投资，降降低锅炉房间间的噪音以及及改善卫生条条件，本设计计将送风机，除除尘器和引风风机布置于后后端室内，并并采取了妥善善的保温措施施．煤场及灰渣场设于于在锅炉房的的北侧区域．．结论为期三个月的毕业业设计即将结结束，这次毕毕业设计对我我受益非浅。这这是一次实际际工程的设计计，对于这样样一次机会我我非常的珍惜惜，因为这是是对我大学四四年学习的总总结，因此在在设计过程中中以一个设计计工作者的身身份来要求自自己，力求最最好，最佳。这次毕业设计我充充分运用所学学知识，结合合参观实习所所获得的基本本经验尽量使使毕业设计近近乎完整，在在指导教师帮帮会助下的同同时又查阅各各种资料、期期刊、论文、登登陆相关网站站查阅我所需需要的文献资资料，研究数数幅施工图纸纸，综合比较较各种方案的的可行性，选选取了最适合合该设计的设设计方案。本次毕业设计在发发现了自己的的不足同时也也使我的专业业知识有了显显著的提高，更更使我掌握了了一些经验。在在这次设计中中让我对锅炉炉房的设计有有了一个比较较全面的了解解，我们作为为一个设计者者，不仅仅是是按我们所学学的知识把它它算出来，而而且要结合实实际的经济性性.实用性.安全性来考考虑。通过三个月的毕业业设计，使我我在以下方面面得到了提高高：1)知识方面：通过学学习，使得理理论深化，知知识拓宽，专专业技能得到到延伸。2)能力方面：能正确确运用工具书书，有分析与与解决问题的的能力，具有有外文翻译和和计算机应用用的基本能力力。3)素质方面：树立正正确的设计思思想，培养严严肃认真的科科学态度和严严谨的工作作作风，善于与与他人合作。除此之外，还提高高了我独立思思考和设计的的能力，对工工程设计有了了比较深刻的的理解和认识识；而且在使使用的CAD工程制图后后，提高了我我实际绘图的的能力，为我我们在进入工工作岗位之前前提供了一个个系统学习的的过程；使我我发现自己的的不足，该从从何种角度提提高自己，为为以后的学习习、进步打下下基础。外文资料ThepoteentiallforenerggysavvingiinheaatingsysteemsthhroughhimprovinngboiilerccontroolsZ.Liaoa,∗,A.LL.DexxterbbaBuildiingReesearcchEsttablisshmentt,Wattford,,WD2559XX,,UKbDeparttmentofEnngineeeringSciennce,UUniverrsityofOxxford,,OxfoordOX133PJ,UKReceivedd7Occtoberr20033;recceiveddinrreviseedforrm15Novemmber22003;acceppted110Deccemberr20033AbstracttIntheUUK,heeatinggsysttemsiintheebuilltenvvironmmentcconsummeassubstaantiallpropportioonofitsttotalenerggyanddarerespoonsiblleforrabouut25%ofthhetottalcaarbonemisssion.AsimmilarpatteernissalsooexhiibiteddinmmanyootherEuroppeanccountrries.Despiitethheenoormousseffoortmaadeoveertheelasttdecaadesttoimpprovetheeenergyyeffiicienccyoftheseeheattingssystemms,ahugepotenntialforffurtheereneergyssavinggstilllperrsistss.Thisspapeerinvvestiggatestheppotenttialfforennergysavinnginheatiingsyystemssthattcanbeacchieveedthrroughimproovingboileerconntrolss.Thiisinveestigaationwasccarrieedouttthrooughssurveyys,siimulattionaandexxperimmentallstuddy.Thhroughhthesurveeys,ttypicaalboiilerccontroolschhemeswwidelyyuseddinccurrenntpraacticeewereeidenntifieed.Thheperrformaanceoofsommesysstemssurveeyedwwasmoonitorredthhroughhthesurveey.Thhedattaobtaineddisuusedttodemmonstrratettheprroblemmsasssociattedwiiththheconntrolofbooilerssinhheatinngsysstems..Thessetyppicalcontrrolscchemessidenttifieddthrooughssurveyyswerrestuudiedusinggasiimulattorthhathaadbeeenriggorousslyvaalidatted.AAnexpperimeentwaascarrriedoutttodemmonstrratehoowtheeoverrallpperforrmanceeofaaheattingssystemmcoulldbeimproovedbbyusiingabetteerboiilerccontrooller..Theresulltshoowsthhatimmproviingboiilerccontroolscaanleaadtouptoo20%ofennergysavinnganddasiignifiicantimproovemenntinthermmalcoomfortt.©2004EElseviierB..V.Alllrigghtsrreservved.Keywordss:Heaatingsysteem;Ennergyconsuumptioon;Ennergyefficciencyy;Simmulatiion;TThermaalcommfort;;Boillercoontroll1.IntrooductiionWithlimmitedenerggyresservessandresouurces,,theworlddhasbbeenwwitnesssingaconnsisteentlyrapiddgrowwthoffenerrgydeemand[[7].TThebuuildinngsecctoriisoneeoftthemaajorccontriibutorrstotthetootaleenergyyconssumptiionsiinmannycouuntriees[5,112,18]].Spaaceheeatingginbbuildiingsaaccounntsfooranincreeasingglylarrgeprroporttionooftheeenerrgycoonsumpptionofthhebuilldingsectoor[177].Foorexaamplethemmostiimporttanteenergyyend-uuseinnthebuilddingssectorrinttheUKKissspaceheatiing,whhichaaccounntsfooroveer60%%ofddeliveeredeenergyyandover440%offenerrgycoosts[[10].Astuudyinn19800sinddicateedthaatoverrtwo--thirddsoftheeenergyysaviingsaachievvableinbuuildinngswouuldcoomefrromsppacehheatinng[100].Siincettheennergycrisiisin11970s,,enorrmousefforrtshaavebeeenmaadetooprommotethheeneergyeefficiiencyofheeatinggsysttemsiinbuiildinggs[7,,12].HHoweveer,ennergyefficciencyyissstillbelowwexpeectatiion.RResearrchconnducteedintheUUKpreedicteedappotenttialfforennergyssavinggofuupto70%iinheaating[10].AccorrdingtoEnnergyCCommisssioneerofEU,aasaviingpootentiialoffarouund222%ofppresenntconnsumpttioniinbuiildinggscannberrealissedbyy20100[18].ConsiiderinngEurropeaalone,,thissreprresenttsappotenttialforenerrgysaavingofabbout440Mtooeperrannuumanddreduuctionnincaarbonemisssionoof55milliiontoonnesperaannum..Theeffoortmaadetooimprrovettheennergyefficciencyyofhheatinngsysttemshhasbeeenovverwheelmingglyfoocuseddon:•Improviingthhermallinsuulatioonofbuilddingeenveloopeanndairrtighttness..•Improviingeffficieencyoofboiilers,,i.e..repllacinggnon--condeensinggboileersbyyconddensinngboiilers..•Utilisiingsoolareenergyyandotherrreneewableeenerrgy.•Controllofrradiattorsaanddiistribbutionnsysttems.Howevernoteenoughheffoorthaasbeeenputtintooimprrovinggtheccontroolofboileers.AAsarresultt,theeoverralleenergyyeffiicienccyofheatiingsyystemssisccomproomiseddduetoimmpropeeroperrationnofbboilerrs.Incommoonwitthmannyothhertyypesoofbuiildinggservviceseequipmment,boileersinnheattingssystemmsareeofteenconnsiderrablyooversiizediinorddertooprovvideaasubsstantiialmaarginofcappacityy[9].AAsarresulttmosttboillersccandeeliverrhotwaterrsatiisfacttorilyybutinmoostcaasesddosoineffficienntlywwhenmaanageddbycconvenntionaalboiilerccontroollerss[2,33].Thhisissbecauusebooilerssinhheatinngsysstemsarennormalllycoontrollledtoomainntainthessupplyywateertemmperatture,ratheerthaantheebuilddingaairteemperaature,,ataacerttainsset-pooint,whichhmaybbeappredeffinedscheddulewwithvvariabblevaaluesatdiiffereentperriodsofthhedayyorvvarieddwithhtheexterrnalttemperraturee.Thelatteerisnormaallykknownasthheextternalltempperatuurecommpensaatedccontroolschheme[[14].Thistogettherwwithtthefacctthaatinpractticeiitisoftennimpoossiblletohaveareppresenntativvemeassuremeentofftheroomtempeeraturreressultsintheeoverrallpperforrmanceeofhheatinngsysstemsbeinggfarbelowwexpecctatioon.Inthispaperrtheperfoormancceofconveentionnalbooilerccontroolschhemesusedincuurrenttpraccticewillbeasssesseedandtheppotenttialfforsaavingenerggythrroughimproovingthecoontrollofbboilerrswilllbeinvesstigattedussingccomputtationnalsimmulatiion.TThiswwillbbefurrthervaliddatedthrouughannexpeerimenntinoonereealheeatinggsysttems.Withconveentionnalconntrolschemmes,aanON–OFFtthermoostatisussedtoomainntaineeitherrthesuppllywatterteemperaatureorthheretturnwwaterttemperratureeataaset--pointt.Theeset--pointtandtheddead-bbandoffthecontrrollerrdeteermineetwothressholdsscritticaltothheopeeratioonofbboilerrs:cuut-in(CI)andccut-ouut(COO).Acccordiingtohowttheseet-poiintoffsuppplywaaterttemperratureeisddetermmined,,theseeconvventioonalbboilerrconttrolsschemeesfalllinttothefolloowingthreeegrouups[44,5]:•Type1:Fixeddset--pointt.•Type2:Set-ppointiscoompenssatedaccorrdingtothheextternalltempeeraturre(seeeFigg.1)..•Type3:Fixeddset--pointtbutfirinngisforceedlyddelayeedforrafixxedpeeriod..2.MethoodologgyTheprobblemsassocciateddwithhthecontrroloffboillersiinheattingssystemmshassbeennrareelymeentionnedinntheliterraturee.Inppractiice,ttheappproacchtoimproovingtheeenergyyeffiicienccyinhheatinngsysstemshasnneverplaceedpriiorityyontthecoontrollofbooilerss.Theereforreassurveyywascarriiedouuttoidenttifytthescoopeofftheprobllem.TTwentyy-fiveeheattingssystemmsintheUKKwereesurvveyedandtthereesultssshowwthattmosttoftthesessystemmsareenotoperaatingpropeerlydduetootheprobllematiicconttroloofboiilers,,demoonstraatingabiggpoteentiallforenerggysaviing.Theperfformannceoffsomeesysttemsssurveyyedwaasmonnitoreedduriingthhesurrveys..Thedataobtaiinediisuseedtodemonnstrattehowserioousthheprooblemisinncurrrentppractiice.IInoneeofthhesessystemms,thheboiilerwwascoontrollledbbyanON/OFFF(typpe1)contrrollerrwithhacoonstanntsett-poinntforrthesuppllywateertemmperatture.Anexxperimmentwwascaarrieddouttoinnvestiigatehhowthheperrformaanceccanbeeimprrovedbyussingaabettterboiilerccontroolschheme.Theccomparrisonofthheperrformaanceoffthesysteembefforeaandaffteruusingthennewcoontrollscheemeshoowsthhepottentiaalforrenerrgysaavingachieevableefrommimprrovinggtheccontroolofboileers.Throughthessurveyy,annumberrofttypicaalheaatingsysteemshavvebeeenideentifiiedfoorinvvestiggationnthrooughouutthiisstuudy.Thhesessystemmsareeconssidereedreppresenntativveofheatiingsyystemssoperaatediincurrrentpracttice.Theyarerrepressenteddinaasimullationnplattformforhheatinngsysstems,,inwwhichhotwwateriissuppplieddfrommgasoroiilfirredbooilerss.Thiisplaatformm,whiichwassdeveelopeddinaanEurropeannCrafftprooject[3],iisimpplemenntedinnSimuulinkTTManddhasbeenrigorrouslyyvaliidateddusinngexpeerimenntalddataoobtainnedfrromdiiffereentsoourcess.Thesimuulatorrwilllbeuusedttoinvvestiggatettheseensitiivityooftheeoverrallpperforrmanceeoftthesesysteemstoothecontrroloffboileers.TTheovveralllperfformannceissreprresenttedbyyacoombinaationooftheermalcomfoortanndeneergycconsummptionnasddetailledintheffollowwingssectioon.3.AssesssingthepperforrmanceeofhheatinngsysstemsOffundaamentaalimpportanncetoothedevellopmenntofaconntrolaalgoriithmfforopptimissingttheloong-teermpeerformmanceofheaatingsysteemsissthattanaapproppriateemethhodfoorasssessinngtheperfoormancceisemplooyedttoperrmitaalikee-to-llikeccomparrisonbbetweeendiffferenntconntrolschemmes.AAsfarrastthelonng-terrmperrformaanceoofheaatingsysteemisconceerned,,thepprinciipalffactorrsthaatneeedtobecoonsideerediincludde:•Thetherrmalccomforrt:Thhetheermalcomfoortreeferstothheeffeectsoofcliimaticcimpaactonnhumaanressponsee.Asstateofcommfortisdeefineddastthatccondittionoofminndwhiichexxpresssessattisfacctionwiththeeenviroonmentt[1].AAnideeallytthermaallyccomforrtableeenviironmeentisswherretheeoccuupantssexperrienceenohheatsstresssortthermaalstrrainaandneeedtakkenopartiicularractiiontoomainntainaprooperhheatbbalancce.Theeprinncipallfacttorstthataaffecttthethermmalcoomforttincluudeaiirtemmperatture,radiaantteemperaature,,airveloccity,rrelatiivehuumiditty,c