1、安徽建筑大学环境与能源工程学院课程设计任务书目录一、 设计任务31.1 工程概况31.2 设计内容3二、 设计依据及设计原始资料32.1设计依据32.2设计原始资料31、 各生产线耗汽量及其介质参数（总热负荷：40.5 t/h）4燃料热值：35.53MJ/Nm343、水质资料4三、 设计内容41. 锅炉总容量计算42. 锅炉类型及台数的选择和确定。63. 锅炉房送风及排烟系统64. 锅炉给水设备及水处理75. 燃气管道系统的计算9（1）燃气管道的直径96. 主蒸汽管径计算127. 锅炉房主要设备表13相关设备选择请自行网上查阅相关设备样本，进行设备容量及尺寸选择。13参考文献：13一、 设计任
2、务1.1 工程概况（1） 工程名称：某燃气热水锅炉房工艺设计（2） 地理位置：安徽省马鞍山市，东经118.48，北纬31.561.2 设计内容（1） 燃烧计算（2） 风机选型（3） 烟囱计算（4） 排污系统设计（5） 主蒸汽管道相关计算二、 设计依据及设计原始资料2.1设计依据建筑设计防火规范（GB50016-2014）锅炉安全技术监察规程（TSG G0001-2012）锅炉房设计规范（GB50041-2008）工业锅炉水质（GBT 1576-2008）锅炉大气污染物排放标准（GB 13271-2014）城镇燃气设计规范（GB 50028-2006）工业金属管道设计规范（GB 50316-20
3、00）(2008年版)小型火力发电厂设计规范（GB50049-2011）2.2设计原始资料141、 各生产线耗汽量及其介质参数（总热负荷：40.5 t/h）序号设备名称介质用途连续或间断用汽等级车间蒸汽入口处正常生产蒸汽 用量（t/h）出工段冷凝水压力MPa温度平均最大回收量(t/h)温度 压力MPa有无污染平均最大1预聚釜脱溶釜加热间断低压0.351477103.841000.252烘房加热连续低压0.351475733.81000.25铁锈3丙酮精馏加热连续低压0.351472.041.41.61000.25铁锈4碱减量线加热连续中压11801.83.51.21.4600.2无5印染线加热
4、连续中压0.8160230.81.6500.2无6实木烘干炉烘干木材连续1.2519011137985无2、燃气资料天然气成分CH4C2H6C3H6C4H10H2CO2N2体积百分数（%）92.021.710.4830.05861.7593.790.18燃料热值：35.53MJ/Nm33、水质资料原水质资料如下：总硬度：5.2mmol/L；碳酸盐硬度：5.5mmol/L；非碳酸盐硬度：0.3mmol/L；总碱度：2.1mmol/L；溶解氧：5.8mg/L；PH值：7.0；含盐量：259mg/L。三、 设计内容1. 锅炉总容量计算锅炉房最大热负荷按式（3-1）计算Qm=K(K1*Q1+K2*Q2
5、+K3*Q3+K4*Q4+K5*Q5+K6*Q6) (3-1)式中 Qm为最大计算热负荷，t/hQ1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6预聚釜脱溶釜, 烘房, 丙酮精馏, 碱减量线, 印染线, 实木烘干炉最大热负荷，t/h K官网的热损失及锅炉房的自用热系数，一般取1.15 K1预聚釜脱溶釜同时使用系数，一般取0.8 K2烘房同时使用系数，一般取0.8K3丙酮精馏同时使用系数，一般取0.8K4碱减量线同时使用系数一般取0.8K5印染线同时使用系数一般取0.8K6实木烘干炉同时使用系数一般取0.8计算得Qm=37.26t/h3.锅炉除氧所耗的蒸汽量 水质标准规定，额定蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉的给水
6、和供水温度大于95的热水锅炉的循环水要进行除氧处理。除氧的方法常用热力除氧、真空除氧、和化学药剂除氧，其它除氧方法使用的不多。热力除氧是使用最广泛的一种除氧方法，其工作可靠、效果稳定，出水含氧量小于0.05mg/L。本设计就采用热力除氧的方法。我们TD80-28-2热力除氧器。其技术参数如下： 流量：35 m3/h扬程：H=30mH2O工作压力：0.02 MPa 蒸汽进口温度：204给水进口温度：20 给水出口温度： 8热力除氧的耗气量按下面的公式计算： Dq = G(i2-i1)(iq-i2)+DY 式中： G除氧水量，kg/h； i1进除氧器水焓，kJ/kg； i2出除氧器水焓，kJ/kg
7、； iq进除氧器蒸汽的焓，kJ/kg； h除氧器的热效率，一般取0.960.98； Dy余气量，t/h，可按每吨除氧水13kg -= +=2. 锅炉类型及台数的选择和确定。由 Qm 及生产线的入口蒸汽压力知选择三台 WNS15-1.25-Y(Q)（额定蒸发量 为 15t/h，额定工作压力为 1.25Mpa）的蒸汽锅炉，燃料为天然气，额定蒸汽温度 为 194。 3. 锅炉房送风及排烟系统（1） 鼓风机的选择选用上海某锅炉风机工厂生产的型号G250的鼓风机，其技术参数为：功率：250 W电压：380 V风压：470Pa风量：420 m3/h转速：2800r/min则每小时的鼓风量为420 m3。（
8、2） 烟囱计算烟囱出口内径：d=(Bj*n*V*(t+273)/3600/0.785/w)0.5Bj每台锅炉燃料消耗量，由7选定的锅炉功率除以燃料燃烧热得到 n同一烟囱的锅炉台数，为1V烟囱出口计入漏风系数的烟气量，1.5m3t烟囱出口处烟气温度，排烟温度为110-160，这里取120w烟囱出口处烟气流速，取20m/s代入数据，得d=（Bj*1*1.5*(194+273)/3600/0.785/20）0.5=4.75m，查得Bj*1*1.5=1150m3/h则锅炉内径取5m。烟囱高度 由于锅炉房的总容量为28.428t/h，则由锅炉大气污染物排放标准（GB 13271-2014）得，烟囱最低允
9、许高度为45m，故烟囱的高度取50m4. 锅炉给水设备及水处理（1） 水泵的选择锅炉给水量的计算： G=K（1+Ppw） （4-1） 式中： K给水管网漏损系数，取1.03； Gmax锅炉房蒸发量，t/h； Ppw锅炉的排污率，%，本设计取10%； G= K（1+Ppw）=1.0328.428（1+0.1）=32.209t/h锅炉的排污量计算： 按给水的碱度计算排污率： % （4-2）式中：给水的碱度，由水质资料知为2.1mol/L； 锅水允许碱度，22 mol/L； a 凝结水回收率，本设计为0.7；按碱度计算的锅炉排污率为：=3.2%按给水的碱度计算排污率为： （4-3）式中：给水的盐度，
10、由水质资料知为259 mg/L； 锅水允许盐度，3500 mg/L； a 凝结水回收率，本设计为0.7；=2.4%故此，锅炉排污率取5%。给水泵的流量应满足锅炉所有运行锅炉在额定蒸发量时给水量的1.1倍的要求；如果锅炉房内设有减温减压装置，还应计入其用水量。由于工业锅炉房负荷一般不均衡，特别是有季节性负荷的锅炉房负荷变化更大，因此给水泵的容量和台数还应该适应全年负荷变化的要求。 备用给水泵 设置备用给水泵是为了保证在停电、正常检修和发生机械故障等情况时下，锅炉仍能得到安全、可靠地供水。因此，设计规范明确规定：锅炉房应设置备用水泵，当任何一台给水泵停止运行时，其余给水泵的总流量应满足所有锅炉额定
11、蒸发量的1.1倍给水量。 给水泵的扬程 H=1000(P+P)+H1+H2+H3+H4 （4-4）式中： P锅炉的工作压力，MPa； P安全阀较高始启压力的升高值，MPa； H1省煤气的阻力，kPa； H2给水管道的阻力，kPa； H3给水箱最低水位与锅炉水位间液位压差； H4附加压力，50100 kPa； 对于压力较低的锅炉，给水泵的扬程也可以用下面的近似公式计算： H=1000P+100200kPa 由于本锅炉的额定压力为1.6MPa，H=1600+150=1750 kPa；我们选用两台电动水泵，其中一台备用。总的流量应大于1.132.209=35.430t/h，现在选用CDL42-100
12、型给水泵两台可以满足使用要求，其技术参数如下： 型号：CDL42-100流量：35m3/h 扬程：225 m H2O电机功率：37KW口径：DN25现在选用设备位号为E0106的定期排污扩容器，数量为1台，其参数如下：容量：1.0m3工作压力：1.6MPa工作温度：204现在选用设备位号为E0105的连续排污扩容器，数量为1台，其参数如下： 容量：0.8m3工作压力：1.6MPa工作温度：204（2） 软化水处理设备的选择软水箱的作用有两个：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。给水箱进水与出水之间的不平衡程度与多种因素有关，如锅炉的容量，负荷的均衡性，软化水和凝结水设备
13、特点及其运行方式等。容量较大的锅炉房，波动相对较小。给水储备是保证锅炉安全运行所必需的，其要求与锅炉容量有关。所以，给水箱的容量主要根据锅炉房的容量确定，一般给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需2040min的给水量。 可以按此公式计算： G=30/6028.428=14.214 m3现在选用设备位号为E0103的软水箱1台，其参数如下：容量：30 m 安装尺寸：3000x3000x3.5000(H)（3） 除氧设备的选择除氧泵的选择 管网的供水压力需要克服软水箱、热力除氧器以及管路等阻力，考虑到管网的压力的不足，我们在软水箱的后面设置两个泵来弥补管网的压力不足，我们选用TD80
14、-28-2除氧泵两台，其中一台备用。除氧泵的技术参数如下：流量：Q=35 m3/h扬程：H=30mH2O电机功率：7.5kW 除氧器的选择 选用设备位号E0102低位热力除氧器，技术参数如下：额定出力：30t/h工作压力：0.02MPa(表)工作温度：常温进水温度：205. 燃气管道系统的计算本设计的天然气进口绝对压力P1=0.180.25MPa 燃气温度t=20，密度=0.759kg/m3。锅炉的最大耗气量为2200m3/h。（1）燃气管道的直径锅炉房内部燃气管道直径可根据燃气流量和选取流速来计算。对于天然气管道，管道内实际流速不应大于25m/s，对于城市煤气、发生炉煤气允许流速见5-1表。
15、 城市煤气、发生炉煤气管道允许流速表 （5-1）管径/mm80100200300400700流速/m/s46781012当燃气管道允许流速选定后，可根据下式确定管道直径：d18.8 （5-1）注：燃油燃气锅炉房设计手册P407式中：d管道直径，； 燃气在设计状态下的流量，m3/h,与计算流量（标态）的换算关系按下式进行。w燃气允许流速，m/s。 （5-2）注：燃油燃气锅炉房设计手册P407式中：T设计中所采用的燃气热力学温度，K；P设计中所采用的燃气绝对压力，MPa；Q燃气计算流量（标态），m3/h。（2）. 天然气管道直径的水力计算（a）天然气在进调压器之前 P=0.25 MPa；根据公式（
16、62）我们得到的值：= m3/h由于我们选用的是天然气管道，所以我们取流速w的值为20m/s，所以得： d18.8=18.8=129 mm；故在天然气进入调压器之前我们选用DN125的管径。（b）天然气经过调压器之后 P=0.08 MPa；根据公式我们得到的值：= 2950 m3/h，（主管道的流量）；=2950/3=983 m3/h，（进入锅炉的支管管径）；由于我们选用的是天然气管道，所以我们取流速的值为20m/s，所以得： 18.8=18.8=228mm； =18.8=18.8=131 mm；故在天然气经过调压器之后的主管道上我们选用DN250的管径；进入锅炉的支管上我们选用DN125的管
17、径。（3）天然气管道的水力计算校核 1管道摩擦阻力的计算低压燃气管道的摩擦阻力损失可按下列公式计算：（a）当Re2100时，按下式计算： （5-3）（b）当Re=21003500时，按下式计算： （5-4）（c）当Re3500时 a. 管道材料为钢管时，按下式计算： =6.9 （5-5） b. 管道材料为铸铁管时，按下式计算： =6.4 （5-6）式中：燃气管道摩擦阻力损失，Pa； 管道的计算长度，m； 燃气管道的计算，m3/h； 管道内径； 然气的密度； 燃气的运动粘度； 燃气管道内壁的当量绝对粗糙度，对于钢管取0.2mm；对于铸铁管取0.36mm； Re雷诺数。雷诺数计算可按下面的公式：=
18、 （67） 式中： w燃气的流动速度，m/s；本设计取20 ； d管道直径； 运动粘度，m2/s；13.9210-6 m2/s所以，Re1=344837 Re2=172414Re1 Re23500，并且我们选用的是钢管，所以，我们按（5-5）式计算比摩阻：当管径为DN250时： =6.9=8.18 Pa/m；当管径为DN125时：按上式计算得：=29.6 Pa/m；管径为DN250的管段的长度大约为65m，管径为DN125的管段的长度大约为30m，故总的摩擦阻力损失为=658.18+3029.6=1106 Pa。2 管道的局部阻力计算我们估计天然气管道的局部阻力为摩擦阻力的3倍。 =3=311
19、06=3318 Pa。天然气的总的阻力损失计算 =+=1106+3318=4424 Pa0.08 MPa。所以我们所选的管径是符合设计要求的。6. 主蒸汽管径计算（1）市政给水管径的确定市政给水的总流量，即为锅炉房最大用水水量，故锅炉房最大小时用水量约为28.428t。根据管内推荐水速为2 m/s，由下式可进行计算： = 2 mm （6-1）式中：供水管径，mm； G0供水管中的水流量，t/h； w管内推荐流速，取2.0 m/s；= 2= 70.9mm因此，本设计选用管径 DN80可完全满足使用要求。（2）软化设备和除氧设备各管径的确定本设计采用的是全自动的软化和热力除氧设备，软化设备的进口口
20、径为DN80。除氧设备进口直径DN80。（3）水泵的管径的确定水泵的管径与其所在的管道的直径一致，其中除氧泵的进出口直径为DN80，而给水泵的直径为DN25，详细的情况见图纸（热力系统图）。（4）蒸汽母管的管径d0=594.5Gvw可按下式计算： （6-2）式中：蒸汽管径，mm； G管内蒸汽的质量流量，t/h； w管内蒸汽的流速，m/s；本设计推荐流速为25m/s； v管内蒸汽的比容，m3/kg；查工程热力学附录的v=0.12368 m3/kg。 = =594.5=223mm故本设计总的蒸汽管管径取可满足使用要求；至用户的蒸汽总管的管径取为DN250。7. 锅炉房主要设备表相关设备选择请自行网上查阅相关设备样本，进行设备容量及尺寸选择。参考文献：燃油燃气锅炉房设计 姜湘山。北京，中国建筑工业出版社，2003燃油燃气锅炉 赵钦新，惠世恩。西安：西安交通大学出版社，2000燃油燃气锅炉房设计手册 燃油燃气锅炉房设计手册编写组。北京：机械工业出版社。锅炉及锅炉房设备 奚士光。北京：中国建筑工业出版社，2002锅炉房工艺及设备 刘新旺。北京：科学出版社，2002实用供热空调设计手册 陆耀庆。北京：中国建筑工业出版社，1993
