锅炉课程设计说明书

锅炉课程设计说明书

设计题目：上海某造纸厂锅炉及锅炉房设计 学 院： 环境学院 专业班级： 建筑环境与设备工程1002班 姓 名： 黄陆辰 学 号： 101430212 指导教师： 邓文义

2013年7月5日

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目录

前言...............................................................................................................................1 1 设计概况.................................................................................................................1 2 设计参数.................................................................................................................1 2.1 蒸汽负荷及参数..............................................................................................1 2.2 煤质资料..........................................................................................................1 2.3 水质资料..........................................................................................................1 2.4 气象资料..........................................................................................................2 3 热负荷计算及锅炉选择.........................................................................................2 3.1 热负荷计算......................................................................................................2 3.2 锅炉型号与台数的确定..................................................................................2 4 给水及水处理设备的选择.....................................................................................2 4.1 给水设备的选择..............................................................................................2 4.1.1 锅炉房给水量计算.................................................................................2 4.1.2 给水泵的选择.........................................................................................3 4.2 给水箱的选择..................................................................................................3 4.3 水处理系统设计及设备的选择......................................................................3 4.3.1 锅炉排污量的计算.................................................................................4 4.3.2 软化水量的计算.....................................................................................4 4.3.3 钠离子交换器的选择计算.....................................................................4 4.3.4 再生液（盐液）的配制的贮存设备.....................................................6 4.4 原水加压泵的选择..........................................................................................7 4.5 除二氧化碳（CO2）器的选择计算.................................................................7 4.6 除氧方式的确定及设备..................................................................................9 4.6.1 除氧系统的确定.....................................................................................9 4.6.2 确定除氧设备的生产能力.....................................................................9 4.6.3 除氧设备的选择计算.............................................................................9 5 汽水系统主要管道管径的确定.........................................................................10 5.1 锅炉房最大用水量及自来水总管管径的计算............................................10

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5.2 与离子交换器相接的各管管径的确定.......................................................10 5.3 给水管管径的确定........................................................................................11 5.3.1 给水箱出水总管管径...........................................................................11 5.3.2 给水母管管径.......................................................................................11 5.4 蒸汽管管径的确定........................................................................................11 5.4.1 蒸汽母管管径.......................................................................................11 5.4.2 生产用蒸汽管管径...............................................................................11 6 分气缸的选用.....................................................................................................11 6.1 分气缸的直径的确定....................................................................................12 6.2 分气缸筒体长度的确定................................................................................12 6.3 计算结果........................................................................................................16 7 送、引风系统的设备选择计算..........................................................................12 7.1 锅炉燃料消耗量的计算................................................................................12 7.2 理论空气量、理论烟气量的计算................................................................13 7.3 送风机的选择计算........................................................................................13 7.4 引风机的选择计算........................................................................................14 7.4.1 引风机流量计算...................................................................................14 7.4.2 引风机克服的阻力...............................................................................14 7.5 烟气除尘系统的选择....................................................................................15 7.6 风道、烟道断面尺寸的计算.........................................................................15 7.6.1 风道断面尺寸计算...............................................................................15 7.6.2 烟道断面尺寸计算...............................................................................15 7.7 烟囱设计计算................................................................................................16 7.7.1 烟囱上、下口直径的计算.....................................................................16 7.7.2 烟囱出口直径.......................................................................................16 7.7.3 烟囱底部直径.......................................................................................16 8 燃料供应及灰渣清除系统.................................................................................17 8.1 燃料供应系统................................................................................................17 8.1.1 锅炉房最大小时耗煤量计算..............................................................17

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8.1.2 运煤系统的最大运输能力的确定.......................................................17 8.2 灰渣清除系统................................................................................................18 8.2.1 锅炉房最大小时除灰渣量计算...........................................................18 8.2.2 除渣方式的选择...................................................................................18 8.3 煤场和灰渣场面积的确定............................................................................18 8.3.1 煤场面积的估算...................................................................................18 8.3.2 灰渣场面积的估算...............................................................................19 9 锅炉房布置.........................................................................................................19 9.1 锅炉房的组成................................................................................................19 9.2 锅炉房建筑布置形式....................................................................................19 9.3 设备布置........................................................................................................19 10 锅炉房人员的编制.............................................................................................20 11 设计技术经济指标.............................................................................................20 12 锅炉房主要设备表.............................................................................................20 参考文献.....................................................................................................................21

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前言

锅炉课程设计是《锅炉及锅炉房设备》课程的重要教学实践环节。通过课程设计来达到以下目的：对锅炉原理课程的知识得以巩固、充实和提高；掌握锅炉机组的热力计算方法，学会使用热力计算标准方法,并具有综合考虑锅炉机组设计与布置的初步能力；培养对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。

1 设计概况

此次锅炉课程设计为一燃煤蒸汽锅炉房，为造纸厂生产过程提供饱和蒸汽。生产用气设备要求提供的蒸汽压力最高为0.4MPa，用气量为20t/h；造纸厂凝结水回收利用率为0。

2 设计参数

2.1 蒸汽负荷及参数

生产用汽 D=20t/h， P=0.4MPa，设凝结水回收率=25%

2.2 煤质资料[1]

煤种：义马烟煤 水分Mar17%，灰分Aar16.6%，碳Car49.6%， 元素成分：

氢Har3.2%，氧Oar11.6%，氮Nar0.7%，硫ar1.3%

收到基低位发热量：19690kJ/kg

灰熔点：变形温度DT=1230℃，软化温度ST=1250℃，熔化温度FT=1300℃

2.3 水质资料

总硬度： H0=3mmol/L 永久硬度： HFT=1.0mmol/L 暂时硬度： HT=2.5mmol/L PH值： PH=7.8

总碱度： A=2.5mmol/L 溶解固形物：315mg/L

备注：未查到相关资料，采用假设值。

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2.4 气象资料

年主导风向： 西北

平均风速: 3.5 m/s 大气压强：101520Pa 海拔高度: 4.5 m

土壤冻结深度: 无土壤冻结情况 冬季采暖室外计算温度：-2℃ 冬季通风室外计算温度：3℃

3 热负荷计算及锅炉选择

3.1 热负荷计算

生产过程所需最大热负荷：D1maxK0D1.12022t/h

K0——考虑蒸汽损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数取1.1。

3.2 锅炉型号与台数的确定

根据用于生产的最大蒸汽负荷22t/h以及生产蒸汽压力不大于0.4MPa，且采用徐州烟煤作为燃料，本设计选用SZL8-1.6-AⅡ型锅炉3台。工作过程中3台锅炉基本上接近满负荷运行；负荷率约在91.6%左右，锅炉的维修保养可按周期进行，且多台锅炉当其中一台出现故障时还有另外两台工作不会造成立即停机，故本锅炉房不设置备用锅炉。

表3-1 SZL8-1.6-AⅡ型锅炉参数表 8.0 锅炉型号 SZL8-1.6-AⅡ 蒸发量（t/h） 1.6 204 工作压力（MPa） 蒸汽出口温度（°C） 60 10.04 给水温度（°C） 炉排有效面积（m2） 1196 20373 燃料消耗量(kg/h) 燃料发热量(kJ/kg) 78.5 锅炉效率（%） 外形尺寸(长*宽*高)/(m) 8.3×4.0×5.6 4 给水及水处理设备的选择

4.1 给水设备的选择

4.1.1 锅炉房给水量计算 GKDmax(1Ppw)

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式中：

K——给水管网漏损系数，取1.03； Dmax——锅炉房蒸发量，t/h；

Ppw——锅炉排污率，%，本计算根据水质计算，取10%。 计算给水量为

G=KDmax（1+Ppw）= 1.0322×(1+0.1) =24.93t/h 4.1.2 给水泵的选择

给水泵的流量应满足所有运行锅炉的额定蒸发量时给水量的1.1倍的要求。此外，由于工业锅炉房负荷一般都不均衡，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适应全年负荷变化的要求。 （1）给水泵的流量

G水泵 = 24.93×1.1 = 27.42t/h = 27.42 m3/h （2）给水泵的扬程

按近似计算公式：H = 1000P + 100～200 kPa = 1.6×1000 + 100～200kPa = 1800kPa = 180mH2O

由计算所得的流量和扬程，本设计选择4台型号为40DG1—40的水泵（三用一备），每台水泵的流量为10 m3/h，扬程为200m，转速为2950 r/min，轴功率为11.85kw。

由于三台水泵并联会衰减5%的流量，计算得10×3×(1—0.05)m3/h= 28.5m3/h

仍大于要求的流量27.42m3/h，满足要求。

表4-1 给水泵性能参数表 型号 级数 流量（m3/h） 扬程（m） 转速（r/min） 6 205 5 10 200 2950 12 192.5 轴功率（kw） 9.7 11.85 12.85 40DG1—40

4.2 给水箱的选择

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，一般给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需20～40min的给水量。

给水箱体积，按储存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计，由此确定： 给水箱的容量V = 30/60×24×1.25m3 = 15m3

因此，本设计采用外形尺寸为3000mm×2000mm×2500mm的水箱作为给水箱。

4.3 水处理系统设计及设备的选择

根据原水水质指标，本设计拟采用钠离子交换法软化给水。由于原水总硬度

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为 2.5mmol/L，属中硬度水，所以决定选用逆流再生钠离子交换器两台，以732#树脂为交换剂。为提高软化效果和降低盐耗，两台交换器串联使用：当第一台交换器的软化水出现硬度时，随即把第二台串入使用；直至第一台交换器出水硬度达1—1.5mmol/L时，停运第一台，准备再生，由第二台单独运行软化，如此循环使用。

4.3.1 锅炉排污量的计算

锅炉排污量通常通过排污率来计算。排污率的大小，可由碱度或含盐量的平衡关系式求出，取两者的最大值。  按给水的碱度计算排污率： PA(1)AgsAgAgs%

式中：

Ags ——给水的碱度，由水质资料可知为2.5mmol/L;

Ag ——锅水允许碱度，根据水质标准，对燃用固体燃料的水火管锅炉为 22 mmol/L

——凝结水回收率，生产用汽凝结水回收率为0。

(10)2.5 PA= = 12.82%

222.5 按给水中含盐量（溶解固形物）计算排污率： Ps(1)SgsSgSgs%

其中：给水含盐量Sgs，已知 315 mg/L，锅炉允许含盐量，Sg为4000mg/L，

Ps(10)315=8.55%

4000315故此，锅炉排污率取 13% 4.3.2 软化水量的计算

锅炉房采暖季的最大给水量与凝结水回收量之差，即为本锅炉房所需补充的软化水水量：

GrsKD1max(1Ppw)1.0322(10.1)24.93t/h

4.3.3 钠离子交换器的选择计算（表4-2）

表4-2 钠离子交换器性能参数 序号 1 名称 软化水量 符号 Grs 单位 t/h 计算公式或数据来源 先前计算 数值 24.93 4

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 软化速度 所需交换器截面积 实际交换器截面积 交换剂层高 运行时实际软化速度 交换剂体积 交换剂工作能力 交换剂工作容量 运行延续工作时间 小反洗时间 小反洗水流速度 小反洗耗水量 静置时间 再生剂（食盐）纯度 再生剂单耗 再生一次所需再生剂量 再生液浓度 再生一次稀盐液体积 再生一次耗水量 再生速度 再生时间 逆流冲洗时间 'vrs m/h m2 m2 根据原水H02.5mmol/L Grs'vrs22 1.133 1.131 2 22.04 2.262 1100 2488 40.57 10 9 1.70 4 95 90 235.71 5 4.714 4.714 1.8 139 75 F' F 24.93/22 选用1200交换器两台，交换运行 根据交换器产品规格 Grs/F=24.93/1.131 h v V E0 m m/h m3 mmol/m3 mmol h min m/h m3 hF = 2×1.131 732#树脂1100~1500 VE0=2.262×1100 E T En24881= Grs(H0H)24.93(2.50.04)取用 取用 Fv11=1.131×9×10/60 交换器回落，压脂平整，取用 工业用盐，取用 逆流再生 Eq/1000=248890/(10000.95) 取用 Gy/1000Cy=235.71/(10000.05) 1 v1 V1 2  q Gy Cy min % g/mmol kg % m3 m3 Vzs V3 近似等于Vzs 低速逆流再生，取用 60V3/Fv3=604.714/(1.1311.8) 低速将再生液全部顶出交换器 v3 m/h min min 3 4 5

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 逆流冲洗耗水量 小正洗时间 小正洗速度 小正洗耗水量 正洗时间 正洗速度 正洗耗水量 再生过程所需总时间 再生需用自来水耗量 再生需用软水耗量 再生一次总耗水量 V4 m3 v3F4/60=1.8×1.131×75/60 2.545 8 8 1.206 10 10 1.885 246 4.791 7.259 12.05 5 v5 V5 min m/h m3 取用 取用 F5v5/60=1.131×8×8/60 取用 取用 Fv66/60=1.131×10×10/60 6 v6 V6 min m/h m3  Vsl Vrs min m3 m3 m3 1+2+3+4+5+6 =10+4+139+75+8+10 V1+V5+V6=1.7+1.206+1.885 V3+V4=4.714+2.545 Vsl+Vrs=4.791+7.259 Vz 逆流再生离子交换器在连续运行8—10周期后，一般宜进行一次大反洗，以除去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。大反洗流速10m/h。时间约15min。 大反洗后的第一次再生，其再生剂耗量比正常运行时约增大一倍。 大反洗前，应先进行小反洗，以保护中间排管装置。

设计选用型号LNN—1200/20的无顶压固定床逆流再生钠离子交换器2台。 表4-3 LNN—1200/20型无顶压固定床逆流再生钠离子交换器的技术参数 型号 公称直径 出力 工作压力 工作温度 工作树脂层高 再生耗盐量 ≤0.6MPa 5~60°C 2000mm 220kg LNN—1200/20 1200mm 20t/h

4.3.4 再生液（盐液）的配制的贮存设备

为减轻搬运食盐等的劳动强度，本设计采用浓盐液池保存食盐的方法，即将运来食盐直接倒入浓盐液池。再生时，把浓盐液提升到稀盐液池，用软水稀释至要求的程度，再由盐液泵输送至离子交换器再生。 （1）浓盐液池体积的计算

本锅炉房钠离子交换器运行周期为40.57+246/60=44.67h≈45h，每再生一次需耗盐235.71kg，如按储存10天的食盐用量计算，则浓溶液（浓度26%）池的体积为

1024235.714.83m3 V450.261000

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（2）稀盐液池体积的计算

再生一次需稀盐液（浓度5%）的体积为4.714m3，查表知，浓度为5%的盐溶液密度为1.034 t/m3。若按有效容积系数0.8计算，稀盐液池体积为5.89m3。本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为300020001800mm盐池，体积为10.8m3。浓，稀盐池比例为4:5。

（3）盐液泵的选择

盐液泵的作用：其一是把浓盐液提升到稀盐液池；其二是输送稀盐液至离子交换器，过量的部分稀盐液池进行扰动，使之浓度均匀。

盐液泵运行时间短，不需设制备用泵。为防盐液腐蚀，选用102-3型塑料泵两台，一用一备，所以盐液泵流量Q1.2Fv1.21.13122.7144m3/h，盐液泵的扬程取经验值200kPa。根据流量和扬程，选型号102-3型防腐塑料泵一台，其流量为6m³/h，扬程为200kPa。

表4-4 102-3 型塑料泵技术参数 型号 102-3 流量（m/h） 扬程（m） 转速（r/min） 电动机功率（kw） 重量（kg） 6 20 2900 1.5(Y系列) 11 17 30 14 14 3 该泵进口管径Dg40，出口管径Dg32。 4.4 原水加压泵的选择

当进入锅炉房的原水（生水、清水）压力不能满足水处理设备和其他用水设

备的要求时，应设置原水加压泵，但一般不设备用。

原水加压泵的扬程一般不低于200~300kPa，应视用水设备的要求而定。 本设计IS65—40—200型号原水加压水泵，流量12.5m3/h，3.47L/s，扬程12.5m

表 4-5 原水加压泵性能参数

型号 流量（m/h） 流量（L/s） 7.5 2.08 12.5 15 3.47 4.17 3 IS65—40—200 扬程（m） 13.2 12.5 11.8 转速（r/min） 轴功率（kw） 0.63 1450 0.77 0.85 4.5 除二氧化碳（CO2）器的选择计算

除CO2器有鼓风机和真空式两种。本设计采用鼓风式除CO2器。 填料式鼓风式除CO2器的计算：

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计算条件：淋水密度60m/mh，填料为25253瓷质拉西环。

32 水质资料中未给出CO2含量。

 进水中 CO2含量可以用下式计算： CO2js44HT0.268HT mg/L

3 本设计中，HT2.5mmol/L

CO2js442.50.2682.53114.14 mg/L

截面积和直径的计算：

FQ m2 q式中：Q——除CO2器设计处理水量，m3/h； q——设计淋水密度，m/mh。  F32Q41.240.687m2 q60D4F40.6870.94m

3.14除CO2器需脱除CO2量的计算：

GCO2QCO2jsCO2cs1000 kg/h

（CO2）式中：cs——出水中残余CO2含量，一般按5mg/L计算。

GCO2QCO2jsCO2cs100041.24114.1454.50kg/h

1000综上，可以选择1000型除CO2器，出力47t/h。

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4.6 除氧方式的确定及设备

4.6.1 除氧系统的确定

水质标准规定，额定蒸发量大于2t/h的蒸汽锅炉的给水要进行除氧处理。本设计额定蒸发量为20t/h，故需进行除氧处理。常用除氧方法包括热力除氧、真空除氧、化学除氧。 药剂除氧和钢霄除氧适宜于小型锅炉房，真空除氧因受真空度不易控制，是除氧效果不稳定，故本设计采用热力除氧方法，虽然其耗气量相对较大，但其除氧效果好。 4.6.2 确定除氧设备的生产能力

锅炉补给水应经软化处理，而除氧设备应处理全部锅炉给水。因为凝结水中杂质含量很少，但输送过程中可能接触空气而使之含氧。

锅炉补给水量是指锅炉给水量和合格的凝结水回收量之差。锅炉给水量包括蒸发量、排污量，并应考虑设备和管道漏损。而本设计中凝结水回收率为0。

锅炉补给水量：

G（1bglPpw100）D-Gn（10.513）2427.24 t/h 100故锅炉的给水量即除氧水量为GgsG27.24t/h 4.6.3除氧设备的选择计算

热力除氧工作可靠、效果稳定，出水含氧量≤0.05mg/L。 热力除氧器的耗汽量按下式计算：

G（i2-i1）27.24（434.95-82.4）Dy127.2431.5 kg/h Dq（iq-i2）（2737.6-434.95）0.98 式中G——除氧水量，kg/h；

i1——进除氧器水焓，因为进水为补给水，故假定补给水温度为20℃，即

i1ct4.122082.4kJ/kg；

i2——出除氧器水焓，根据除氧器的工作压力为0.02MPa，查得

i2434.95kJ/kg；

iq——进除氧器蒸汽的焓，据锅炉产生处理后的蒸汽压力为0.4MPa，查得iq2737.6kJ/kg；

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——除氧器热效率，一般取0.96～0.98；

Dy——余汽量，kg/h，可按每吨除氧水1～3kg计算。 由此，本设计选择型号为DRCP—35的低位热力除氧器。

表4-6 低位热力除氧器技术参数

型号 压力 低压 进水压力/MPa 0.1~0.3 进水温度 /°C 20~104 工作压力/MPa 0.02 工作温度 /°C 出水溶氧 /(mg/L) ≤0.01 104 DRCP—50 热力除氧系统的设计注意事项：

（1）在进汽管上应装设蒸汽压力自动调节装置，调节器的压力信号应取自除氧器，以保证除氧器的额定工作蒸汽压力。

（2）在进水管上应装设水位自动调节装置，以保证除氧水箱（给水箱）的贮水量和除氧器连续均匀地进水。

（3）除氧水箱的布置高度应使锅炉给水泵有足够的灌注头。

5 汽水系统主要管道管径的确定

5.1 锅炉房最大用水量及自来水总管管径的计算

自来水总管的流量，即为锅炉最大用水量，包括以下几项：

（1） 运行交换器的软水流量Grs，计24.93t/h；

（2） 备用交换器再生过程中的最大瞬时流量，以正洗流量计，

Fv61.1311011.31t/h

（3） 引风机及给水泵的冷却水流量，按风机轴承箱进水管径Dg15，水

速2m/s计算，冷却水流量约1.3t/h；

如此锅炉房最大小时用水量大约为(24.93+11.31+1.3)=37.54t。若取管内水速为1.5m/s，则自来水总管管径可由下式计算： d02G037.5420.094m

360036001.5 本设计选用自来水总管管径d0=1144mm

5.2 与离子交换器相接的各管管径的确定

交换器上各连接管管径与其本体的对应管径一致，即除进盐液管管径为

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Dg40外，其余各管管径均为Dg50。

5.3 给水管管径的确定

5.3.1 给水箱出水总管管径

水总管的流量按采暖季给水量G1（24.93 t/h）考虑，若取管内流速为2m/s，则所需总管内径：

d总内224.9366.4mm

36002本设计适当留有余量，选用管径89×3.5mm。

5.3.2 给水母管管径

本设计采用单母管给水系统。给水母管管径的确定与给水箱出水总管相同，即89×3.5mm 。进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同，直径为 50×3.5mm，且在每一支管上装设调节阀。

5.4 蒸汽管管径的确定[4]

锅炉产生的蒸汽不仅需要输送生产用蒸汽，另外，由于排污扩容器产生的二次蒸汽量不足以提供除氧设备的耗气量，故锅炉生产的一部分蒸汽需要输送的除氧设备以供除氧使用。

D24.75-0.0754.68t/h

5.4.1 蒸汽母管管径

总流量为1.05（D1+D2）t/h=1.05×(20+4.68）t/h =25.91t/h

Gzvz25.91381.6dz1220.316m

3600360035 为了便于操作以及确保检修时的安全，每台锅炉的蒸汽母管直接接入分汽缸，其直径为3504mm。每台锅炉的出口和分汽缸入口分别装有闸阀和截止阀。 5.4.2 生产用蒸汽管管径

生产用汽管的蒸汽流量G3 = K0D1 =1.05×20 t/h=21 t/h，生产用汽压力为0.4MPa，比容vz1”=0.3816m3/kg。若蒸汽流速取35m/s，则

G3v3210.381610320.285m d323600360035 选取生产用汽管管径为3004mm

6 分气缸的选用

分汽缸的设置应按用汽需要和管理方便的原则进行。对民用锅炉房及采用多

管供汽的工业锅炉房和区域锅炉房，宜设置分汽缸。

分汽缸可根据蒸汽压力、流量、连接管的直径及数量等要求进行设计。分汽

11

缸一般可按蒸汽通过分汽缸的流速不超过20~25 m/s计算。

6.1 分汽缸的直径的确定

已知采暖期最大计算热负荷D1max=22t/h ，蒸汽压力为0.4MPa，比容v”=0.3816m3/kg，若蒸汽在分汽缸中的流速ω取15m/s，则分汽缸所需直径为

maxD1v220.3816103 D220.4449m

3600360015 本设计拟采用450×10mm的无缝钢管作为分汽缸的筒体。

6.2 分汽缸筒体长度的确定[3]

分汽缸筒体长度取决于接管管径、数目和结构强度，同时还应考虑接管上阀

门的启闭操作的便利。本设计的分汽缸筒体上，除接有三根来自锅炉的进汽管（350×4mm）和供生产（300×4mm）的输出管外，还接有锅炉房自用蒸汽管（57×3.5mm），备用管接头（108×4mm）、压力表接管（25×3mm）以及疏水气管等。

分汽缸筒体结构和管径布置下图所示，筒体由450×10mm无缝钢管制作， 长度为2950mm。

7 送、引风系统的设备选择计算

为了避免互相干扰，锅炉的通风除尘系统按单台机组独立设置。以下均按单台锅炉的额定负荷为基础进行计算。

7.1 锅炉燃料消耗量的计算

根据生产用汽参数，本锅炉房降压至0.5MPa运行。 燃料消耗量：

BD（i-Wrigs）Dpw(ipwigs)Qdw

式中D——每台锅炉的额定蒸发量，kg/h；本设计为8000 kg/h；

i''——工作压力下的饱和蒸汽焓，查得为2754.6 kJ/kg；

W——蒸气湿度，%，锅炉生产的饱和通常有1%～5%的湿度，取2%； r——工作压力下的汽化潜热，取2087.6kJ/kg； igs——给水焓，取188.4kJ/kg；

ipw——排污水的焓，取661.5kJ/kg； η——锅炉效率，取72%；

Qdw——燃料的低位发热量，取19690kJ/kg；

计算得：

12

BmaxjD(i''wrigs)DpwPpw(ipwigs)yQdw8000(2754.60.032087.6188.4)80000.1(661.5188.4)

0.7219690 1450.8kg/h  计算燃料消耗量：

q10 BjB(14)1450.8（1）1305.72 kg/h

100100 式中q4——固体不完全燃烧热损失，%，计算约为10%；

7.2 理论空气量、理论烟气量的计算

理论空气量：

Vk00.0889（Car0.375Sar）0.265Har0.0333Oar 0.0889(49.60.3751.3)0.2653.20.033311.64.91 m/kg3N

理论烟气量

00Vy0VRO2VHVON22 0.01866（Car0.375Sar）0.79Vk00.008Nar0.111Har0.0124Mar0.0161Vk0 0.01866(49.60.3751.3）0.794.910.0080.70.1113.20.0124170.01614.91 5.464 m3N/kg7.3 送风机的选择计算

已知炉膛入口的空气过量系数α的送风机的风量为：

’1

=1.30，在修正和加上富裕度后，每台锅炉

tlk273101325273b30273101325 1.051.301305.724.91 2731015209694.14m3/hVsf11'BjVk0 式中：β1—送风机流量储备系数，取1.05；

αl’—炉膛入口的空气过量系数，已知，为1.3。

因缺空气阻力计算资料，如按煤层及炉排阻力为784Pa、风道阻力为98Pa估算，则每台送风机所需风压：

Hsf2htlk273101325302731013251.1（78498）1001.39Pa

20273101520tsf273b式中β2——送风机压头储备系数，取1.1；

tsf——送风机设计条件下的空气温度，由风机样本查值为20°C。

∑Δh——阻力，因缺空气阻力计算资料，按煤层及炉排阻力为748Pa、风

13

道阻力为98Pa估算。

所以，本设计选用T9-35-11型No8D送风机，规格：风量11630 m3/h，风压为1637Pa；电机型号Y160L-6，功率11Kw，转速960r/min。

表 7-1 送风机性能参数表

型号 流量(m3/h) 11630 T9-35-11型No8D送风机 风压 (Pa) 1637 功率(kw) 11 电机型号 Y160L-6 转速(r/min) 960

7.4 引风机的选择计算

7.4.1引风机流量计算[4]

计及除尘器的漏风系数Δα=0.05后，引风机入口处的过量空气系数

py1.65和排烟温度py200℃，取流量储备系数β1=1.1，则引风机所需流量为：

b473101325（5.4641.01610.654.91） 1.11305.72

27310152021625.64 m3/h

7.4.2引风机克服的阻力

引风机克服的阻力，包括： （1）锅炉本体的阻力

按锅炉制造厂提供资料，取Δh1=600Pa （2）省煤器的阻力 h2Vyf1Bj[V1.0161(py1)V]Oy0kpy2731013252732258.5621.340117P a2 式中 w——流经省煤器的烟速，8.56m/s； ρ——由烟温290°C，查得密度为1.340kg/m3；

0.5Z20.5105，阻力系数，由省煤器管布置为横4纵10得知。 （3）除尘器阻力

本锅炉房采用XS-4B型双旋风除尘器，当烟气量为12000m3/h，阻力损失686Pa

（4）烟囱抽力的烟道阻力 本系统为机械通风，烟囱的抽力和阻力均忽略不计；烟道阻力约计为147Pa。

14

因此，锅炉引风系统的总阻力为：

hh1h2h3h46001176861471550Papy273101325tyf273b

引风机所需风压：

Hyf2h1.215502002731013251856.43Pa

200273101520式中：2——风压储备系数取1.2；

tyf——引风机设计条件下介质温度，取200°C；

所以，本设计选用Y5-47型No6C引风机，其流量12390m3/h，风压2400 Pa；电机型号Y160M2—2，功率15 kw，转速2620 r/min。

表 7-2 引风机性能参数表

型号 流量(m3/h) 12390 Y5-47型No6C引风机 风压 (Pa) 2400 功率(kw) 15 电机型号 Y160M2—2 转速(r/min) 2620 7.5 烟气除尘系统的选择

3 锅炉排出的烟气含尘浓度大约在2000mg/mN以上。为减少大气污染，本锅

炉房选用XS-4B双旋风除尘器，其主要技术数据如下：烟气流量12000m3/h，进口截面尺寸1200×300mm，烟速9.3m/s；出口截面尺寸606mm，烟速11.8m/s；烟气净化效率90%~92%；阻力损失588~686Pa。

除尘后，烟气的含尘浓度为CO2000(10.9)200mg/m3N

7.6 风道、烟道断面尺寸的计算

7.6.1 风道断面尺寸计算

查阅设计手册，选择风道内流速为9m/s（风机出口推荐流速）。

3

由前面的计算知：送风机的总风量为9694.14m/h，支风道共两根，每根都与锅炉直接相连。所以，若选择圆形风管，各支风道的直径为 Dsf2Vsf9694.14/220.436m ， 取460mm。

360036009

7.6.2 烟道断面尺寸计算

（1）主风道流速选择为8m/s。引风机总风量为23478.6m3/h。所以，若选择圆

形风管，主风道的直径为

15

Dyf2Vyf3600221626.640.978m ，取1000mm。

36008（2）水平支风道流速选择为4m/s。同理，得支风道的直径为 Dyf2

Vyf/23600221625.64/20.978m ，取1000mm。

360047.7 烟囱设计计算

本锅炉房两台锅炉用一个烟囱，拟用红砖砌筑，根据锅炉房容量，由教材[2]第259页表8—6选用烟囱高度为40m。烟囱设计主要是确定其上、下口直径。

7.7.1烟囱上、下口直径的计算[3] 1）出口处的烟气温度

烟气高度为40m，则烟囱的温降为

AHyzD0.4403.27C 38 式中 修正系数A，根据砖烟囱平均壁厚<0.5m，由教材[2]表8—7查得为0.4。 故，烟囱出口烟温：

'' ycy2003.27196.73C

7.7.2烟囱出口直径

VnBj[V1.0161(py1)Vb196.7327310132531305.72 （5.4641.01610.654.91）58571.28m3/h273101520''ycoyok''py273101325273

若取烟囱出口处的烟速为12m/s，则烟囱出口直径

d22''Vyz'3600w'yz258571.281.31m

360012 因此，本锅炉房烟囱的出口直径为1.3m。

7.7.3烟囱底部直径

若取烟囱锥度i=0.02，则烟囱底部直径为：

d1d22iHyz1.320.02402.9m

16

8 燃料供应及灰渣清除系统

本锅炉房运煤系葫芦吊煤罐上煤，吊煤罐的有效容积为0.5 m3。灰渣连续排出，用人工手推车统按三班制设计。因耗煤量不大，拟采用半机械化方式，即用电动定期送至渣场。

8.1 燃料供应系统

8.1.1 锅炉房最大小时耗煤量计算 按采暖季热负荷计算：

BmaxjD1max(i''rigs)D1maxPpw(ipwigs)yQdw t/h

式中：D1max——采暖季最大计算热负荷；t/h

i''——锅炉工作压力下的饱和蒸气焓；kJ/kg

——蒸气湿度，%，锅炉生产的饱和通常有1%～5%的湿度； r——锅炉工作压力下蒸气的比热容；kJ/kg igs——给水的焓，kJ/kg ipw——排污水的焓，kJ/kg Ppw——排污率，% 计算得：

BmaxjD1max(i''wrigs)D1maxPpw(ipwigs)yQdw 22(2754.60.032087.6188.4)220.13(661.5188.4)

0.7219690 4.57 t/h

8.1.2 运煤系统的最大运输能力的确定

按三班制作业设计，最大运煤量为

Km/ t/h B'8Bmaxj 式中：K——考虑锅炉房将来发展的系数，取1；

m——运输不平衡系数，一般采用1.2； τ ——运煤系统每班的工作时数，取6。 计算得，B' =8×4.57×1×1.2/6 t/h= 7.31 t/h

按吊煤罐有效容积估算，每小时约吊煤17罐。

17

8.2 灰渣清除系统

8.2.1 锅炉房最大小时除灰渣量计算

GmaxhzBmaxjyAarq4Qdw() t/h 10010032866 式中：Bjmax——锅炉房最大小时耗煤量，t/h；

Aar——燃料，Ⅱ类烟煤中灰分含量，%； q4——不完全燃烧热损失，计算取10%； Qydw——燃料煤的低位发热量，kJ/kg 计算得：

yAarq4QdwGB()10010032866 16.61019690 4.57()1.032 t/h10010032866maxhzmaxj8.2.2 除渣方式的选择

锅炉灰渣连续排出，但考虑到需要排除的总灰渣量不大，故选用人工手推车定期送至渣场的方式。

8.3 煤场和灰渣场面积的确定

8.3.1 煤场面积的估算

本锅炉房燃煤由汽车运输；煤场堆、运采用铲车。据《工业锅炉房设计规范》要求，煤场面积Fmc现按贮存10昼夜的锅炉房最大耗煤量估算，即

FmcTBmaxMNfHm

式中：T——锅炉每昼夜运行时间，24h; M——煤的储备天数；

N——考虑煤堆通道占用面积的系数，取1.6； H——煤堆高度，≯4m，取2.5m； ρm——煤的堆积密度，约为0.8 t/m3；  ——堆角系数，取用0.8

18

244.57101.61096.8m2

2.50.80.8本锅炉房煤场面积确定为44×25m。为了减少对环境污染，煤场布置在最小频率风向的上风侧——锅炉房西侧，也便于运煤作业。

8.3.2 灰渣场面积的估算

计算得：Fmc灰渣场面积Fhc采用与煤场面积相似的计算公式，根据工厂运输条件和综合利用情况，确定按贮存5昼夜的锅炉房最大灰渣量计算：

maxTGhzMN241.03251.5Fhc291 m2

Hh10.750.85本锅炉房灰渣场面积确定为17.2×17.2m，设置在靠近烟囱的西北角。

9 锅炉房布置

9.1 锅炉房的组成

本锅炉房是一独立新建的单层建筑。其中包括放置锅炉的锅炉间、放置送引风机的风机间和设置给水、水处理等辅助设备的辅助间，还有工人工作用的化验室、值班室、仓库及淋浴室、厕所等生活用房。

9.2锅炉房建筑布置形式

本设计中，锅炉房设备做室内布置。锅炉房跨距为12m，柱距6m，层高13m，建筑面积计1912m2。辅助间在东侧，平屋顶，层高4.5m，建筑面积为812m2。

9.3设备布置

本锅炉房布置有三台SZL8-1.6-AⅡ型燃煤锅炉，省煤器独立对应装设于后端。炉前留有3.5m距离，是锅炉房运行的主要操作区。燃煤由铲车从煤场运至炉前，再由电动葫芦吊煤罐沿单轨送往各锅炉的炉前煤斗。排渣在后端排出，用手推车定期运到灰渣场。

给水处理设备、给水箱和水泵布置在辅助间，辅助间的前侧分别设有化验室和男女生活室。

为减少土建投资、降低锅炉房的噪声以及改善卫生条件，本设计将送风机和引风机布置于后端室外，并采取了妥善的保温和防雨措施。

煤场及灰渣场设在锅炉房的西侧北端区域。

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10 锅炉房人员的编制

（表10-1） 班次 日班 早班 中班 夜班 合计 司炉工 — 4 4 4 12 运煤除灰工 1 3 3 3 10 工种 水泵工 化验员 1 — 1 — 1 — 1 — 3 1 班长 1 1 1 1 4 总计 3 9 9 9 30

11 设计技术经济指标

（表11-1） 序号 1 2 3 4 5 6 项目 锅炉房总蒸发量 建筑面积 电力装机容量 最大用水量 昼夜用水量 最大耗煤量 单位 t/h m2 kw t/h t/d t/h 指标 22 324 124.35 3.2 300 4.57 序号 7 8 9 10 11 12 项目 全年耗煤量 最大小时除渣量 全年除渣量 工艺总投资 每吨蒸汽工艺投资 锅炉房人员 单位 t/a t/h t/a 万元 万元/吨 人 指标 18750 1.032 3250 54 3 30

12 锅炉房主要设备表

序号 1 2 3 4 5 6

名 称 锅炉 省煤器 引风机 分汽缸 送风机 排污降温池 规 格 （表12-1） 数量 3 3 3 1 3 1 SZL8-1.6-AⅡ，蒸发量8 t/h，工作压力1.6MPa 铸铁1500mm Y5-47型No6C引风机，流量1239m3/h， 风压 2400Pa，功率15kw Φ450×10mm的无缝钢管制作，长度2950mm T9-35-11型No8D送风机，风量11630 m3/h，风压为1637Pa；电机型号Y160L-6，功率11Kw，转速960r/min V = 6 m3 20

7 8 9 10 11 12 13 浓稀盐池 原水加压泵 纳离子交换器 给水箱 给水泵 盐液泵 除尘器 V =10.8 m3 型号IS65—40—200，流量12.5m3/h， 扬程12.5m，转速1450r/min 型号LNN—1200/20，公称直径1200mm，732#树脂 V = 15m3，外形尺寸3000×2000×2500mm 型号40DG1—40，流量10 m3/h，扬程为200m，转速为2950 r/min，轴功率为11.85kw 102-3型塑料泵，流量6m³/h，扬程为200kPa，转速2900r/min XD-8旋风除尘器 1 1 2 1 4 1 3

参考文献 ：

[1]李加护，闫顺林，刘彦丰.《锅炉课程设计指导书》.中国电力出版社，2007. [2]吴味隆.《锅炉及锅炉房设备》.中国建筑工业出版社，2006. [3]《工业锅炉房实用设计手册》.机械工业出版社，2005. [4]冯俊凯,沈幼庭,杨瑞昌.《锅炉原理及计算》.科学出版社，2003.

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