锅炉课程设计汇总

某燃气热水锅炉房工艺设计 1.设计概况 本设计为一燃用天然气的热水锅炉房，主要为联合采暖及生活沐浴提供所需的热能。 2.原始资料 （1）热负荷 采暖用热 Q1=2000kW 供回水温度：95℃/70℃； 生活用热 Q2=3600kW 供回水温度：95℃/70℃； （2）燃料资料 CH4=98% C3H6(CmHn)=0.4% C3H8=0.3% C4H10=0.3% N2=1.0% 收到基低位发热量Qnet,ar=21350kJ/kg (3)水质资料 总硬度 H0=121mg/L 永久硬度 HFT=24mg/L 暂时硬度 HT=97mg/L 总碱度 A0=95mg/L (4)气象资料查本地区气象参数 地区 沈阳 采暖房间室内计算温度 18℃ 采暖期采暖室外计算温度 -16.8℃ 采暖期室外平均温度 -5.6℃ （5）工厂工作班制 工作班制为两班制 3.热负荷计算及锅炉机组的选择 （1）热负荷计算 1）采暖季最大计算热负荷 Qmax=K0（K1Q1+K2Q2） kW 式中 K0-管网散热损失系数，取1.05； K1-采暖用热的同时使用系数，取1； K2-生活用热的同时使用系数，生活用热可提前1h加热，故取0.5. 计入上述各项系数后，锅炉房的最大计算容量为 Q1max= K0（K1Q1+K2Q2）=1.05（2000+0.5*3600）=3990kW。 2）非采暖季最大计算热负荷 Q2max= K0（K1Q1+K2Q2）=1.05*0.5*3600=1890kW。 3）平均热负荷 采暖通风平均热负荷Qpj=(tn-tpj)/(tn-tw)Qi kW 式中 Qi-采暖或通风最大热负荷，kW； tn-采暖房间室内计算温度，℃； tw-采暖期采暖或通风室外计算温度，℃； tpj-采暖期室外平均温度，℃。 Q1pj=（18+5.6）*2000/(18+16.8)=1356.3kW Q2pj=3600kW 4）全年热负荷 D0=K0（D1+D2） kW 式中 D1，D2-分别为采暖、生活的全年热负荷，kW 采暖、生活的全年热负荷D1，D2，分别可用以下公式计算求得： D1=8n1[SQ1pj+(3-S)Q1f] kW D2=8n2SQ2pj kW 式中 n1，n2-分别为采暖、全年工作天数；n1取152，n2取365 S-每昼夜工作班数，S取2； Q1pj,Q2pj-分别为采暖、生活的平均热负荷，kW； Q1f-非工作班时保温用热负荷，kW；可按室内温度tn=5℃带入式Qpj=(tn-tpj)/(tn-tw)Qi计算的出。 Q1f=（5+5.6）*2000/(5+16.8)=972.5kW D1=8*152*[2*1356.3+(3-2)*972.5]=4481081.6kW D2=8*365*2*3600=21024000kW D0=1.05*(4481081.6+)=kW （2）锅炉机组的选择 根据锅炉房的计算容量、所需热水参数和供应燃料品种，选用2台热功率为2.1MW的卧室燃气热水锅炉，即WNS2.1-0.7-95/70-Q型锅炉，锅炉房总额定热功率为4.2MW，热水供回水温度为95℃/70℃。采暖季节，第一班工作时一台锅炉投入运行以供采暖，第一班职工即将下班要沐浴时，两台锅炉全部投入运行。非采暖季节，只需投入一台运行，本锅炉房不设备用锅炉，两台锅炉互为备用，锅炉的检修保养安排在非采暖季节进行。 WNS2.1-0.7-95/70-Q热水锅炉的技术参数： 型号：WNS2.1-0.7-95/70-Q 额定热功率：2.1MW 额定出水压力：0.7MPa 供回水温度：95℃/70℃ 锅炉燃料：天然气 风机功率：6.5kW 燃料耗量：232.4m3/h 外型尺寸（长×宽×高）：5925×2500×3020mm 4.给水及水处理设备的选择 （1）锅炉循环水量的计算 G=3.6kQ/cΔt t/h 式中 Q-锅炉额定热功率，kW； K-管网散热损失系数，取1.05； C-管网热水的平均比热阻，kJ/(kg.℃)； Δt-热水供回水温差，℃。 锅炉房循环水量为 G=0.86*1.05*2100/(1*(95-70))=75.85t/h (2)循环水泵扬程的计算 H≥H1+H2+H3 式中 H1-锅炉房阻力损失，取100kPa； H2-供回水管网阻力损失，由计算得120kPa； H3-最不利用户内部阻力损失，取50kPa。 H≥H!+H2+H3=100+120+50=270kPa （3）循环水泵的选择 循环水泵台数的选择，为控制方便，以一台锅炉配一台泵的形式，故选择3台立式循环水泵，其中一台备用 循环水泵的技术参数： 型号：TP80-330/2 流量：80 m3/h 扬程：300kPa 温度：0-140℃ 转速：2900r/min 电机功率：11kW 5.定压及水处理设备的选择 （1）膨胀容积计算 Ve=αΔtVa m3 式中 α-水的单位体积膨胀系数，取0.0006； Δt-水温波动的范围，25℃； Va-系统总的水容量，m3 （2）定压装置及补水泵的选择 热水系统的补水量一般根据系统的正常补水和事故补水确定，并宜为正常补水的4-5倍。系统的小时泄漏量，宜为系统总的水量的1%。 根据以上要求及系统的膨胀容积量，为便于布置，选用调节容量为0.4-1.3 m3、补水量为3-5m3/h的落地膨胀水箱一个。该落地膨胀水箱定压补水为一个整体装置，属于氮气定压。落地膨胀水箱的隔膜罐中，罐与囊之间充氮气。 落地膨胀水箱的技术参数： 型号：ZNP1.2×1-50×2×3 调节容量：0.4-1.3m3 补水泵流量：3-5m3/h 补水泵扬程：310kPa 定压压力：150kPa （3）软化水设备及软化水箱的选择 根据自来水的水质资料，选用全自动软化水装置168/460-400一台，其出水量为2m3/h，为不间断供水。经软化后出水硬度≤0.03mmol/L,符合《工业锅炉水质标准GB1576-2001》总硬度≤0.6mmol/L的要求。 全自动软化水装置的技术参数： 型号：168/460-400 软水流量：2m3/h 出水硬度：≤0.03mmol/L 选用2m3不锈钢软化水箱一个。 （4）其他 为调节锅炉循环水的水质，选用一台DJ-100型自动加药装置。锅炉运行时，用户可根据水质情况选购缓蚀剂、阻垢剂、除氧剂、碱度调节剂等，以改善锅炉水质。 因热水用户较为单一，故本锅炉不设分水缸。 6.水气系统主要管道管径的确定 （1）循环水主干管管径的确定 1）锅炉房循环水进出总管管径 总管流量可由下式计算： G=0.86kQ/cΔt G=0.86*1.05*2*2100/(1*25)=151.7m3/h 若取管内流速为1.5m/s，则每台循环水管管径可由下式计算： d0=18.8√(G/v)=18.8√(151.7/1.5)=189mm 式中 d0-管道内径，mm； G-工作状态下的体积流量，m3/h； v-工作状态下的流速，m/s。 循环水进出总管管径取Ф189×6. 若按远期规划，预留的一台锅炉也投入运行，即三台锅炉同时运行时，循环水进出总管的管内流速约为2m/s。 2）水泵至锅炉循环水管管径 水泵至锅炉循环水管道为单管制，根据锅炉循环水量： G=0.86kQ/cΔt=0.86*1.05*2100/(1*25)=75.85m3/h，若取管内流速为1.5m/s，则每台循环水管管径可由下式计算： d0=18.8√(G/v)=18.8√(75.85/1.5)=133.7mm 水泵至锅炉循环水管管径取Ф133×4。 （2）天然气总管管径的确定 根据锅炉房总的天然气耗量G=232.4×2=464.8m3/h，天然气压力为20kPa，工作状态下的体积流量（不考虑温度因素）可简化计算G≈464.8/1.2=387 m3/h.若取管内流速为8m/s，则天然气总管管径为 d0=18.8√(G/v)=18.8√(387/8)=130.8mm 天然气总管管径取Ф131×4. 7.燃气及天然气泄漏报警装置 锅炉燃料采用天然气，由厂区内的调压站引入，锅炉房入口压力为中压20kPa。 在进气总管上装有自动切断阀，设置在专门的天然气切断阀间内。自动切断阀采用自动关闭、现场人工开启型。切断信号来自于控制室的泄漏报警装置，连接报警装置的探头安装在锅炉房内燃气易泄漏处。探头共选用4个。一旦燃气泄漏溶度达到爆炸下限LEL的1/4时报警，持续1min后自动切断阀，迅速切断供气，并同时启动连锁的排风系统将室内的泄漏气体排至室外，以确保锅炉安全运行。 天然气泄漏报警装置选用一台型号为4802C的可燃气体检验系统。 另在切断前及干管末端接放散管，并在放散管上装设取样管。 燃气体检测系统的技术参数： 型号：4802C 测量范围：0-100%LEL 报警点：25%LEL 报警方式：独立光报警、公共声报警 响应时间：T9≤30s （2）烟囱 每台锅炉分别设置烟囱，烟道及烟囱钧采用不锈钢保温预制产品。烟囱内径为500mm铜锅炉出口，烟囱直接排至室外，高度为处屋面2m。按锅炉房设计规程，燃气锅炉烟道应设置泄爆装置，本锅炉因无水平烟道，烟囱又直通室外，故未设防爆门。 8.热工控制和测量仪表 锅炉由它带来的控制柜进行控制，能显示锅炉运行时水的压力、温度及燃气压力等参数，具有全自动运行功能。 9.锅炉房的布置 锅炉房位于公用联合站房的端头，为单层建筑。公用联合站房由锅炉房、空压站、水泵房、备用柴油发电机房等组成。锅炉房与其他站房用防爆墙隔开。锅炉房的泄爆面积不小于锅炉间面积的10%。 锅炉间和公用站房统一跨距为18m，柱距为9m，房架下弦标高为6.00m。 锅炉房由锅炉间和辅助间组成，辅助间包括水处理间、天然气切断阀间和控制室等组成。