熱水鍋爐房畢業設計-資料下載頁

【導讀】畢業設計的主要內容包括：供熱負荷的計算；鍋爐臺數和型號的選擇；鍋爐房水系統，水箱，循環水泵，補水泵的選擇都是按照有關的規定的進行計算和選擇的。系統自動化、智能化程度高，便于后期管理與運行。本設計采用濕式除渣；灰渣叢渣。斗直接運走，在有限的條件下保護了工作環境及其周邊的環境。本次鍋爐房設計從搜集參考資料開始。資料包括鍋爐房建設地點的氣象、地理、水。根據用戶用熱性質確定鍋爐類型，根據總熱負荷和供熱負荷曲線確定鍋爐容量和。對鍋爐房內的輔機設備進行選擇計算。管布置平面圖和剖面圖，繪制鍋爐房水系統原理圖和設備安裝大樣圖。我最后統計工程量，

　　

【正文】 鍋爐臺數太多，對于遠期可能發展的熱負荷，在鍋爐房工藝設計中又不作考慮，但在總圖布置上，應留出鍋爐房發展所需的場地。 鍋爐參數的確定 鍋爐供熱參數的確定，除必須保證用戶要求外，還應力求經濟和安全，對于大型供熱系統，鍋爐的供熱參數須經過技術經濟分析后加以確定，一般情況下可按下述方法確定。 鍋爐的供熱參數，一般以整個供熱系統中最高用戶要求的參數為依據，同時還應考慮到供熱介質在輸送過程中溫度和壓力的損失，以滿足整個系統中各用戶的要求。如今后可能發展為余壓發電（熱電聯產）的供熱系統，鍋爐宜選用較高的參數。 鍋爐工作壓力的確定 鍋爐的工作壓力比最高用戶的需要壓力加上熱網損失壓力高～ 。也就是 說，選擇鍋爐時，鍋爐的額定工作壓力應接近實際工作壓力，兩者相差不要太大，否則，由于鍋爐運行壓力也低于設計（額定）壓力，使蒸水品質變壞，出力不足、效率下降、能源消耗增大，嚴重地影響到鍋爐運行的經濟性和可靠性。 鍋爐供熱介質的溫度確定 由于供熱介質的種類和用途不同，對其溫度的要求也有所差別。下面就供熱系統以蒸水或熱水為供熱介質時，其溫度的確定進行討論。 對于熱水供熱系統來說，除有特殊要求的工業廠房和高標準的民用采暖外，都應采用高溫水供熱，局部的特殊負荷，可采取間接連接或混水降溫等措施進行個別處理。高溫 水的供回水溫度，又根據實際情況按 115/70℃ 、 130/70℃ 、 150/90℃ 、 150/110℃ 、 180/110℃進行選用。對于要求較高的民用建筑和福利設施，也可采用 95/70℃ ，但最低供水溫度不應小于 60℃ ，具體采用時按下述原則進行確定。 對于集中供熱系統，當供熱半徑為 2～ 4公里時，供水溫度不低于 110～ 130℃ ；當供熱半徑為 4～ 7公里時，供水溫度不低于 130～ 150℃ ；當供熱半徑為 7～ 10公里時，供水溫度不低于 150℃ 。 對于中溫輻射采暖，供水溫度不宜低于 110℃ ，宜用 130～ 150℃ ， 如用蒸水，壓力不低于 ，宜用 。 對于暖風機，供回水溫度最好用 150/70℃ ，但 130/70℃ 也可使用，只是出力有所降低。 當生產過程中散發有棉毛，木屑等物時，供水溫度不宜超過 110℃ ，對于散發可燃性粉塵的車間，供水溫度不宜超過 130℃ ，如用飽和蒸水，壓力不宜超過 ；其它生產設備用熱，可根據設備說明書規定的溫度和壓力確定。 鍋爐型號的確定 確定鍋爐型號的原則是所選的鍋爐；應能滿足供熱參數的要求，應能有效地燃燒所采用的燃料，應有較高的熱效率，應能使鍋爐 的出力、臺數和其它性能有效地適應負荷的變化，應有較低的基建和運行管理費用，且宜選用燃燒設備相同的鍋爐。 根據這一原則，鍋爐房內應盡量選用同容量、同型號的鍋爐，鍋爐容量和型號相同，不僅有利于設計和施工，而且有利于培訓和提高操作人員的運行水平，且管理方便；同時東北林業大學畢業設計 9 人員及設備的互換性強；檢修同一種鍋爐所需工具備件少，檢修質量高；鍋爐房布置整齊，有利于采用機械化運煤和除灰設備。所以，同一鍋爐房最好采用容量和型號相同的鍋爐，如果條件不允許（如：當供熱介質參數和差懸殊或冬夏季負荷相差較大時），才采用不同型號的鍋爐，但不應超 過兩種，且爐型不宜相差太懸殊。 鍋爐臺數的確定： (1)鍋爐臺數 : 選用鍋爐的臺數時應考慮對負荷變化和意外事故的適應性、建設和運行的經濟性。一般來說，單機容量較大的鍋爐其熱效率較高，鍋爐房占地面積相對較小，運行人員少，經濟性好；但臺數不宜太少，否則適應負荷變化的能力和備用性就差。 鍋爐房采用鍋爐的臺數，應根據負荷的調度、鍋爐的檢修和擴建的可能等因素確定，一般不少于兩臺。當選用一臺鍋爐能滿足負荷和鍋爐檢修的需要時，宜安裝一臺鍋爐。 采用機械化加煤鍋爐的臺數，新建時一般不超過四臺；擴建和 改建時總臺數一般不超過七臺；采用手工加煤鍋爐的臺數，新建時一般不超過三臺，擴建和改建時總臺數可按具體情況確定。 (2)備用鍋爐 : 備用鍋爐的原則是：當鍋爐檢修，鍋爐房熱負荷可以通過調度以滿足生產要求時，不應設備備用鍋爐。當鍋爐檢修，鍋爐房減少供熱將引起重大的生產事故或重大的損失時，應設置一臺備用鍋爐。 根據這一原則，對于專供采暖通風用熱的鍋爐房，一般不設置備用鍋爐，當某臺鍋爐在運行中發生故障需停爐檢修時，可在短暫的檢修期內降低部分采暖通風熱負荷，鍋爐的正常檢修應在非采暖期進行，對于兼有采暖、 通風和生產、生活用熱的鍋爐房，當在非采暖期至少能停用一臺鍋爐進行輪流檢修時，可不設置備用鍋爐，對于專供生產及生活用熱的鍋爐房，應根據生產要求考慮是否設置備用鍋爐。 鍋爐的選型 采暖介質是熱水，供水溫度是 115℃ ，回水溫度是 70℃ ，經過計算最大熱負荷為，同時考慮燃料的產地與運輸及燃料是否被充分利用，是否有較高的熱效率，并且考慮鍋爐的運輸便利，后期的技術指導以及維修的快捷方便等具體因素，所以本設計確定選用哈爾濱龍江鍋爐廠生產地型號為 ，單 臺鍋爐的額定功率為 14MW，總設計功率為 28MW，工作壓力 , 供回水溫度為 115℃ 和 70℃ .兩臺鍋爐同時運行，在非采暖季進行維修。 表 32 鍋爐性能表 名稱 \數據 \型號 額定熱功率 MW 14 額定工作壓力 MPa 額定出水溫度 ℃ 115 額定回水溫度 ℃ 70 爐排有效面積 m2 適用 燃料 設計煤種 Ⅱ 類煙煤 應用基低位發熱值 KJ/kg 18757 鍋爐燃料消耗量 kg/h 3083 鍋爐熱效率 % 最大運輸尺寸 （長 寬 高） m 11 最大運輸重量 t 30 安裝后主機外型尺寸 （長 寬 高） m 東北林業大學畢業設計 10 表 33 鍋爐 輔機性能表 名稱 型號及參數 引風機 Y547 12D 右 0176。 H=3393Pa Q=53560m3/h 電機 Y280S4 N=75Kw 鼓風機 右 225176。 H=2670pa Q=24000m3/h 電機 Y200L4 N=30Kw 補給 水泵 8 H=120m Q=電機 Y160M12 N=11Kw 調速箱 GL20P/Ⅱ 無極調速 電機 YCT1324B N= 出渣器 刮板式 / 電機 N= 除塵器 多管式 XD20 / 東北林業大學畢業設計 11 4 給水及水處理設備的選擇 給水設備選擇 鍋爐房補給水量的計算 在閉式熱水供熱系統中，補給水泵的流量主要取決于整個系統的滲透水量。系統的滲透水量與供熱系統的規模、施工暗轉質量和運行管理水平有關 ，難以有準確的定量數值。根據 有關 規范 ： 熱水熱力網補水裝置的選擇應符合下列規定： (1)閉式熱力網補水裝置的流量，不應小于供熱系統循環流量的 2％；事故補水量不應小于供熱系統循環流量的 4％； (2)開式熱力網補水泵的流量，不應小于熱水最大設計流量和供熱系統泄漏量之和； (3)補水裝置的壓力不應小于補水點管道壓力加 30～ 管網靜態壓力時，其壓力應滿足靜態壓力的要求； (4)閉式熱力網補水泵不應少于二臺，可不設備用泵： (5)開式熱力網補水泵不宜少于三臺，其中一臺備用； (6)當動 態水力分析考慮熱源停止加熱的事故時，事故補水能力不應小于供熱系統最大循環流量條件下，被加熱水自設計供水溫度降至設計回水溫度的體積收縮量及供熱系統正常泄漏量之和； (7)事故補水時，軟化除氧水量不足，可補充工業水。 在實際運行時，熱水管網實際漏水率普遍偏大，因此本設計取 3%， 因此正常補水量為 ： 0Q =? nG （ 41） 式 中 0Q ——系統補水量， m3/h； ?——漏水率， %。 0Q =? nG ==3/h 因此，選用兩臺補水泵，一用 一 備。 事故補水量： 0Q ==3/h 補水泵的選擇計算與 選擇 )( 21 KQ ?? （ 42） 式中 0Q ——鍋爐給水泵的流量 ， m3/h； 1Q ——所供鍋爐額定出力時的總給水量 m3/h； 2Q ——其他用水量，如減溫器等用水 m3/h； K ——附加系數， ～ 。 )( 21 KQ ?? =（ +0） = m3/h 定壓高度 HA= （ Z+Hg+Ht） =（ ++5） = 其中， Hg為 115℃ 熱水所對應的汽化壓力， Z為最遠處換熱站與定壓點的高度差， 5為安全東北林業大學畢業設計 12 余量。 選擇全自動補水裝置 ， 型號 為 XZX(Z) 26372。 表 41 產品性能表 設備型號 流量 m3/h 揚程 m 水泵型號 功率 kw 臺數 供水管徑 XZX(Z)26372 26 37 50DL2 3 76 水處理系統設計及設備選擇 鍋爐房用水一般 來自城市或廠區供水管網，水質已經過一定的處理。鍋爐房水處理的任務通常是軟化和除氧，在某些情況下也需要除堿或部分除鹽。 (1)確定水處理設備的生產能力 鍋爐補給水應經軟化處理，而除氧設備應處理全部鍋爐給水， 鍋爐補給水量 實際是指熱網的漏水量。 軟化設備的生產能力由鍋爐補給水量、生產工藝需要軟水量和水處理設備自耗軟水量決定。 (2)軟 化方法的確定 幾乎各種天然水的硬度都不符合鍋爐給水的要求。因此，鍋爐用水均應進行軟化處理，堿度高的水有時需要進除堿，判定是否需除堿，可根據鍋水相對堿度或按堿度 計算的排污率高低決定。 熱水鍋爐一般采用定期排污，不采用連續排污。 水的軟化方法，一般采用陽離子交換軟化法，效果穩定，易于控制。采用離子交換軟化法時，根據水質特點，可以用一級或兩級處理；當需要除堿時，可以采用石灰預處理，氫 鈉或銨 鈉離子交換等方法。 小型鍋殼 鍋爐和蒸發量不大于 2噸 /時，工作壓力不大于 10公斤力 /厘的小型水管鍋爐，也可采用鍋內加藥處理。 根據原水水質指標，本設計擬采用鈉離子交換法軟化給水。由于原水總硬度為 Lmmol/ ,屬于低硬度水，所 以決定選用逆流再生鈉離子交換器兩臺，以 732＃樹脂為交換劑。為提高軟化效果和降低鹽耗，兩臺交換器串連使用。 熱水鍋爐房對給水水質的要求 根據《低壓鍋爐水質標準》規定，對于供水溫度大于 95℃ 的熱水鍋爐，補給水量和循環水的水質要求見表 42[7]： 表 42 水質標準 項目 補給水 循環水 懸浮物（ mg/L） ≤5 總硬度（ mmol/L） ≤ PH值 ≥7 溶解氧（ mg/L） ≤ ≤ 哈爾濱水質資料 表 43 哈爾濱水質資料 名稱 水源 溶解固形物 /(mg/L) 碳酸鹽硬度 /(mmol/L) 非碳酸鹽硬度 /（ mmol/L） 總硬度 /（ mmol/L） 堿度 /（ mmol/L） PH 哈爾濱 松花江 169 本鍋爐房原水的硬度和溶氧量超過了國家水質標準，需要進行軟化和除氧。 東北林業大學畢業設計 13 鈉離子交換器的選擇和計算 采用陽離子交換軟化法時，計算并決定交換器的型號和臺數，根據所采用的還原方法，選擇相應的設備。當采用其他方法時，應進行主要設備的選擇計算。 采用離子交換軟化法時，應計算還原劑用量和自耗水量；采用 鍋內軟化法或其他軟化法時，計算相應的化學藥劑用量。 決定設備型號時應考慮還原周期。對于小型鍋爐房，還原次數不宜太頻繁，因管理人員及其技術水平往往難以適應要求，較大容量的鍋爐房，還原周期則不宜過長，以免設備過大，增加投資。 離子交換器的臺數應滿足連續供水的要求，一般不少于兩臺，否則，軟水箱或給水箱應有足夠容積，以保證設備還原時鍋爐給水的需要。 采用簡單的鹽浴解器的還原方法，其設備簡單，但出口溶液濃度不均，影響還原效果和增加鹽耗；容量較大的鍋爐房，可采用具有鹽液池（箱）的系統。應該注意，工業用鹽含雜物較多，應在進入交換器前濾去，鹽溶解器和鹽溶液過濾器都起此作用。 對耗鹽量較大的還原系統，還應考慮降低操作的勞動強度，特別是搬運和加裝鹽的操作 [8]。 本設計采用 ZGR組合式軟水裝置，其將固定床逆流再生交換器與再生設備組合為一個快裝式機組，只用把管道和電源接通即可使用，十分方便。根據軟化水的消耗量為,本設計選用 ZGR—Ⅷ 型組合式軟水設備。 逆流再生離子交換器在連續運行 8～ 10周期后，一般宜進行一次大反洗，以除去交換劑層中的污物和破碎的 交換 劑顆粒。大反洗流速取 10m/h,時間約 15min。 大反洗后的第一次再生，其再生劑耗量比正常運行時約增加大一倍。大反洗前，應先進行小反洗，以保護中間排管裝置。 表 44 鈉離子交換器的選擇計算表 序號 名稱 符號 單位 計算公式 數值 附注 1 需要軟化水量 Q m3/h 已知 2 原水進水總硬度 H0 mmol/L 已知 3 軟化水出水硬度 H1 mmol/L 水質標準（ ≤） 4 離子交換劑 選定 0017強陽離子 樹脂 5 軟化速度 v m/h 樣本 20 6 交換器計算截面積 F m2 F=vQ = 7 交換器同時工作臺數 n 臺 選定 2 8 交換器選用臺數 臺 2 9 交換器直徑 ? m 樣本 10 交換器實際截面積 F1 m2 F1=? 2= 11 實際交換速度 v1 m/h v1=1nFQ = ? 12 樹脂工作交換容量 c mol/m3 樣本 1000 13 交換層高度 h1 m 樣本 14 壓層高度 h2 m 樣本 15 交換樹脂體積 V m3 V=2 h1 F1=2 16 交換器樹脂總裝載量 G Kg/臺 樣本 603 17 每臺交換器工作交換 容量 E mol/ 臺 E=cV=1000 1506 18 軟化水產量 Q1 m3/臺 Q=10 hh ?E = 1506? 19 再生置換軟化水自耗 Q1 m3/（臺 次） 樣本 東北林業大學畢業設計 14 量 20 軟化供水量 Qg m3/臺 Qg= Q1 Q1= 21 交換器運行延續時間 T h T=gn=? 22 再生一次耗鹽量 B Kg/臺 樣本 88 23 配置再生液耗水 量 Qb t/(臺 次 ) Qb=100010 y BCB ?=10008881088 ?? Cy為再生液濃度 8% 24 再生用清水總耗量 Qh m3/(臺 次 ) 查手冊 25 每臺交換器周期耗水 量 ?Q m3/臺 ?Q =Q1+Qb+ Qh=++ 26 交換器進水小時平均 流量 Qp m3/h Qp=TQ?n= ? 27 交換器正洗速度 v2 m/h 查手冊 20 28 交換器進水小時最大 流量 Qmax m3/h Qmax=（ nv1+ v2） F1=（ 2+20） 除氧設備的選擇 去除溶于水中的氧氣，對于防止鍋爐或其他用水設備的腐蝕，保證其安全運行有至關重要的意義。額定蒸發量大于 6t/h的蒸水鍋爐（燃煤鍋殼鍋爐除外）的給水和熱功率大于。 常見除氧方法分析 (1)熱力除氧 熱力除氧一般有大氣式熱力除氧和噴射式熱力除氧。其原理是將鍋爐給水加熱至沸點，使氧的溶解度減小，水中氧不斷逸出，再將水面上產生的氧氣連同水蒸汽一道排除，還能除掉水中各種氣體（包括游離態 CO2， N2），如用銨鈉離子交換法處理過的水，加熱后3也能除去。除氧后的水不會增加含鹽量，也不會增加其他氣體溶解量，操作控制相對輕易，而且運行穩定，可靠，是目前應用最多的一種除氧方法。 熱力除氧技術是一種普遍采用的成熟技術，但在實際應用中還存在著一些問題 :首先經熱力除氧以后的軟 水水溫較高，輕易 達到鍋爐給水泵的汽化溫度，致使給水在輸送過程中 易被汽化；而且當熱負荷變動頻繁，治理跟不上，除氧水溫 104℃ 時，使除氧效果不好。其次，這種除氧方法要求設備高位布置，增加了基建投資，設計、安裝、操作都不方便。，為了達到給水泵中軟化水汽化的目的，這種除氧方法一般要求除氧器高位配置，在使用過程中會產生很大的噪音和震動，帶來不便。第三，使得鍋爐房自耗汽量增大，減少了有效外供汽。第四，對與小型快裝鍋爐和要求低溫除氧的場合，熱力除氧有一定的局限性，對于純熱水鍋爐房也不能采用。 (2)真空除氧 這是一種中溫除氧技術，一般 在 30℃ ～ 60℃ 溫度下進行。可實現水面低溫狀態下除氧(在 60℃ 或常溫 )，對熱力鍋爐和負荷波動大而熱力除氧效果不佳的蒸汽鍋爐，均可用真空除氧而獲得滿足除氧效果。相對于熱力除氧技術來說，它的加熱條件有所改善，鍋爐房自耗汽量減少，但熱力除氧的大部分缺點仍存在，并且真空除氧的高位布置，對運行治理噴射泵、加壓泵等要害設備的要求比熱力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且對噴射泵、加壓泵等要害設備的運行治理要求也很高。另外還增加了換熱設備和循環水箱。真空除氧能利用低品位余熱，可用射流加熱器加熱軟化水；又能分級及低位 安裝，除氧可靠，運行穩定，操作簡單，適用范圍廣。 (3)化學除氧 東北林業大學畢業設計 15 ，水經過鋼屑過濾器，鋼屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有獨立式和附設式兩種。此法水溫要求大于 70，以 80～ 90℃ 溫度效果最好。溫度 20～ 30℃ 除氧效果最差。使用鋼屑要求壓緊，越緊越好，