锅炉房工艺与设备设计说明书解析

本设计为哈尔滨某场锅炉设计。从锅炉房的设计原则出发，即遵守规范、安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境。根据课本当中的理论知识和设计所给的原始资料与实际应用相结合，仔细的完成本次课程设计。

本次锅炉房设计，因用于工厂的生产、生活和采暖，故设计的锅炉形式为蒸汽锅炉，使用燃料为Ⅲ类无烟煤，选用3台SZL4-1.25-WⅢ型锅炉以满足设计计算出的全年热负荷31800.1t/年，该设计严格按照《锅炉房设计规范GB50041-2008》，本说明书系统地阐述了锅炉房设计的基本理论和计算过程，设有水处理系统，分别对给水进行除氧、软化等工序进行设计计算，在对排污率进行计算时，采用碱和盐两种方法计算，取其最大值10.6%，还设有汽水系统、引送风系统等，同时对所用燃料进行校核计算，根据该燃料的具体成分，设计相应的燃烧、排污、出渣设备。在设计计算之后的设备选择中，秉持经济节约的原则，在参考资料中也是选用的与计算匹配，与实际符合的设备，不留有一点浪费。

本设计说明书共分为六大章节，以图表结合的形式，使每一章的数据资料能系统、明了的展现给读者。

一．锅炉型号和台数的选择 (3)

二．水处理设备的选择及计算 (6)

三．汽水系统的确定及其设备选择计算 (13)

四．送、引风系统的设计 (17)

五．运煤除灰方法的选择 (23)

六．锅炉房设备明细表 (26)

参考文献 (27)

小结 (28)

一．锅炉型号和台数的选择

1.热负荷计算

热负荷计算的目的是求出锅炉房的计算热负荷、平均热负荷和全年热负荷，作为锅炉设备选择的依据。

(1)计算热负荷 锅炉房最大计算热负荷Q max 是选择锅炉房的主要依据，可根据各项原始热负荷、同时使用系数、锅炉房自耗热量和管网热损失系数由下式求得： Q max =K 0(K 1Q 1+K 2Q 2+K 3Q 3+K 4Q 4)+Q 5 t/h 式中

Q 1，Q 2，Q 3，Q 4——分别为采暖、通风、生产和生活最大热负荷，t/h ，由设计资料提供；

Q 5——锅炉房除氧用热，t/h ；

K 1, K 2, K 3, K 4——分别为采暖、通风、生产和生活负荷同时使用系数； K 0——锅炉房自耗热量和管网热损失系数，取K 0为1.15。 其中

Q 1为3.52 t/h Q 2不考虑 Q 3为7.3 t/h Q 4为0.5 t/h K 1为1.0 K 3为0.8 K 4为0.5 代入计算

采暖季： ()05.115.05.03.78.052.3115.1max

=?+?+?=Q t/h 非采暖季： 00.75.05.03.78.015.1max

=?+?=）（Q

t/h

(2)平均热负荷 采暖通风平均热负荷pj

i Q 根据采暖期室外平均温度计算： i w

n pj n pj

i Q t t t t Q --=

t/h

式中

Q i ——采暖或通风最大热负荷，t/h ； t n ——采暖房间室内计算温度，℃；

t w ——采暖期采暖或通风室外计算温度，℃； t pj ——采暖期室外平均温度，℃。 其中

Q i 为3.52 t/h t n 为18℃ t w 为-24.1℃ t pj 为-9.9℃ 代入计算

2.3352.324.1

189.9

18=?++=pj

i Q t/h

采暖季： 21.72.06.333.215.1=++=）（pj

i

Q t/h

非采暖季： 37.42.06.315

.1=+=）（pj

i Q t/h (3)全年热负荷 这是计算全年燃料消耗量的依据，也是技术经济比较的一个依据。全

年热负荷D 0可根据平均热负荷和全年使用小时数按下式计算：

）max

5

4321001)((Q Q D D D D K D +

+++= t/年

式中

D 1，D 2，D 3，D 4——分别为采暖、通风、生产和生活的全年热负荷，t/年； Q 5/Q max ——除氧用热系数。

其中 D 1，D 2，D 3，D 4分别可用以下公式计算求得：

[

]

f

pj Q S SQ n D 1111-38）（+

= t/年 pj

SQ n D 2228= t/年

pj

3338SQ n D = t/年

pj SQ n D 4348= t/年

式中

n 1，n 2，n 3——分别为采暖、通风天数和全年工作天数； S ——每昼夜工作班数；

pj pj pj pj Q Q Q Q 4321,,,——分别为采暖、通风、生产及生活的平均热负荷，t/h ；

Q 1f ——非工作班时保温用热负荷，t/h ；取Q 1f =0t/h 算出

[]27.90478.12-333.22175821=?+

???=+）（D D t/年 6.176256.3230683=???=D t/年 2.9792.0230684=???=D t /年

11.3180012.9796.1762527.904715.10=?++?

=）（D t/年 热负荷计算汇总表 表1

采暖季（t/h ) 非采暖季（t/h ） 全年（t /年

） 备注 最大计算 平均 最大计算

平均 采暖通风 3.52 2.33 - - 9047.27 K 1=K 2=1.0 生产 7.3 3.6 7.3 3.6 17625.6 K 3=0.8 生活

0.5

0.2 0.5 0.2 979.2 K 4=0.5

∑=4

1

i KiQi

小计

9.61

6.27

6.09

3.8

27652.3

∑=41

0i i

i Q K K 总计

11.05 7.21 7.00 4.37 31800.1 K 0=1.15

2.锅炉型号和台数选择

锅炉型号和台数根据锅炉房热负荷、介质、参数和燃料种类等因素选择，并应考虑技术经济方面的合理性，使锅炉房在冬、夏季均能达到经济可靠运行。

(1)设计方案

方案一：选用2台6t/h 的工业蒸汽锅炉

因为该厂全年工作306天，除去国家法定节假日，剩下的时间可用于锅炉的检修工作，故不需设置备用锅炉。

6t/h 的锅炉其额定蒸汽压力为1.0MPa ，额定蒸汽温度为饱和。

方案二：选用3台4t/h 的工业蒸汽锅炉

因为该厂全年工作306天，除去国家法定节假日，剩下的时间可用于锅炉的检修工作，故不需设置备用锅炉。

4t/h 的锅炉额定蒸汽压力为1.25MPa ，额定温度为饱和。

两种方案比较，因为该厂用汽参数最大为0.5MPa ，且在非采暖季时锅炉只需运行3台，比方案一仍需运行2台更加经济，故选择与其接近的方案二。

(2)燃料种类确定及校核

已知：V daf =7.85%＞6.5%，Q net,v,ar =24420KJ/kg ＞21MJ/kg ，所以该煤属于Ⅲ类无烟煤。 用门捷列夫公式计算Q net,v,ar 并校核：

ar ar ar ar ar ar v net M S O H C Q 25)(1091030339,,---+=

825-51.0-91.3109-2.64103065.65339???+?=）（ 4482.082= KJ/kg 校核

A d =19.02%/0.92=22.67%〈25%，ΔQ net,v,ar =24420-24482.08=-600KJ/kg ＜600KJ/kg 故煤质资料正确。 (3)锅炉型号及台数

根据计算热负荷的大小和燃料特性决定锅炉型号，并考虑负荷变化和锅炉房发展的需要。

由设计热负荷及相关规范规定，选择使用3台额定蒸发量为4t/h 的工业蒸汽锅炉，其工作压力为1.25MPa ，额定蒸汽温度为饱和。选择锅炉本体形式为SZ 型

因为燃料使用的是Ⅲ类无烟煤，锅炉蒸发量为4t/h ，所以燃烧设备选择链条炉排。 故锅炉所选型号为SZL4-1.25-W Ⅲ型。

二．水处理设备的选择及计算

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。锅炉房水处理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。 1.水质资料

硬度 L mmol G H z /5.301357.04.8514.851=?=?= 碱度 L mmol G A z /1.899357.05.325.32=?=?=

2.排污率及相对碱度的计算

由于锅炉水处理任务的确定（如补给水是否采取除碱措施）需根据锅炉排污率和炉水相对碱度的大小进行，因此在确定任务前应先算出次二量。

(1)锅炉排污率计算

a.按碱度：假设采暖季排污率P 1=5.6%，非采暖季排污率P 1’=7.5%。

锅炉房总给水量：

）（ls pw gs P P D G ++=1 t/h 式中

D ——锅炉房总额定蒸发量，D=12t/h ； P pw ——排污率，%；

P ls ——给水管路的漏损率，0.5%。 采暖季：

73.12%)5.0%6.51(12=++?=gs G t/h 非采暖季：

64.8%)5.0%5.71(8=++?=gs G t/h 凝结水总回收量：

3331211)(h h hs Q K Q Q K G αα++= 式中

αh1、αh3——分别为采暖和生产回水率， αh1=95%，αh3=40%。 采暖季：

68.54.03.78.095.052.30.1=??+??=hs G t/h 非采暖季：

34.24.03.78.0=??=hs G t/h 补给水量：

hs gs bs G G G -= t/h 采暖季：

05.768.573.12=-=bs G t/h

非采暖季：

3.63

4.264.8=-=bs G t/h 计算排污率：

%100%100?-=

?-=

bs

b g bs

b gs

g gs A A A A A A P αα

式中

A gs ——给水碱度，A gs =αb A bs ，mmol/L ；

A g ——锅水允许碱度，6～26mmol/L ，取A g =20mmol/L ； A bs ——补给水碱度，A bs =2.50mmol/L ；

αb ——补给水率，%100?=gs

bs

b G G α。 采暖季：

%5.589.173

.1205.7-2089.173.1205

.7=??=

P 非采暖季：

%4.789.168

.83.6-2089.168.83

.6=??=

P 检验

采暖季：

3%%9.1%1005.5

5.6

-5.5%100-1＜=?=?P P P 非采暖季：

3%%9.1%1004

.75

.7-4.7%100-'1＜=?=?P P P 故上述计算有效。

b.按含盐量计算排污率

采暖季：假设排污率P 2=7.2%，则

92.12%)5.0%2.71(12=++?=gs G t/h

68.54.03.78.095.052.30.1=??+??=hs G t/h 24.768.5-92.12==bs G t/h 计算排污率：取含盐量标准值为3500mg/L

%4.743092

.1224

.7-350043092.1224

.7=??=

P