【正文】 保證鍋爐安全運(yùn)行所必需的，其要求與鍋爐容量有關(guān)。給水箱進(jìn)水與出水之間的不平衡程度與多種因素有關(guān)，如鍋爐的容量，負(fù)荷的均衡性，軟化水和凝結(jié)水設(shè)備特點(diǎn)及其運(yùn)行方式等。＝ t/h，現(xiàn)在選用唐山市水泵廠生產(chǎn)的DL1225立式多極離心泵三臺(tái)可以滿足使用要求。因此，設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定：鍋爐房應(yīng)設(shè)置備用水泵，當(dāng)任何一臺(tái)給水泵停止運(yùn)行時(shí)。由于工業(yè)鍋爐房負(fù)荷一般不均衡，特別是有季節(jié)性負(fù)荷的鍋爐房負(fù)荷變化更大，因此給水泵的容量和臺(tái)數(shù)還應(yīng)該適應(yīng)全年負(fù)荷變化的要求。按給水的堿度計(jì)算排污率：%式中：——給水的堿度，； ——鍋水允許堿度，20 me/L； a ——凝結(jié)水回收率，本設(shè)計(jì)為50%；按堿度計(jì)算的鍋爐排污率為：＝＝%按給水的堿度計(jì)算排污率為：＝%式中：——給水的鹽度，由水質(zhì)資料知為607mg/L； ——鍋水允許鹽度，3500 mg/L； a ——凝結(jié)水回收率，本設(shè)計(jì)為80%；＝＝＝%故此，%。3 鍋爐水處理設(shè)備的選擇 給水設(shè)備的選擇 鍋爐給水量的計(jì)算計(jì)算公式： 式中： ——給水管網(wǎng)漏損率，%； ——鍋爐房額定總蒸發(fā)量，t/h； Ppw——鍋爐的排污率，%，%（）； t/h 鍋爐排污量的計(jì)算鍋爐排污量通常通過排污率來(lái)計(jì)算。 鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)選擇根據(jù)鍋爐房的額定負(fù)荷為12t/h，燃料選用天然氣，選用鄭州鍋爐廠生產(chǎn)的WNS4－－Q型的鍋爐三臺(tái)。式中 ——分別為采暖、通風(fēng)天數(shù)和全年工作天數(shù)；S——每晝夜工作班次。根據(jù)熱負(fù)荷曲線熱用戶的實(shí)際情況5. 鍋爐房平均熱負(fù)荷 ＝K0（+++）t/h ＝(++)＝ t/h 鍋爐房的年熱負(fù)荷計(jì)算年熱負(fù)荷是計(jì)算全年燃料耗量的依據(jù)，也是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的一個(gè)根據(jù)。通風(fēng)平均熱負(fù)荷計(jì)算方法同上，＝（188）/（1810）＝。夏季：。表3 鍋爐熱負(fù)荷的使用情況表使用項(xiàng)目負(fù)荷占的比例（%）負(fù)荷使用（t/h）蒸氣壓力（MPa）回水率（%）采暖2750通風(fēng)2350生產(chǎn)4550生活50生產(chǎn)平均熱負(fù)荷—————— 鍋爐的平均熱負(fù)荷： 式中：K0——蒸氣管網(wǎng)的熱損失及鍋爐房自用熱系數(shù)系數(shù)，；K1——供暖熱負(fù)荷同期使用系數(shù)，；K2——通風(fēng)熱負(fù)荷同期使用系數(shù)，；K3——生產(chǎn)熱負(fù)荷同期使用系數(shù)，；K4——供暖熱負(fù)荷同期使用系數(shù)，；Q1——供暖最大熱負(fù)荷，t/h；Q2——通風(fēng)最大熱負(fù)荷，t/h；Q3——生產(chǎn)最大熱負(fù)荷，t/h；Q4——生活最大熱負(fù)荷，t/h。本設(shè)計(jì)的額定熱負(fù)荷已經(jīng)給定了，＝12t/h，即＝。； 氣象資料采暖室外計(jì)算溫度： 5℃；通風(fēng)室外計(jì)算溫度：10℃；采暖期室外平均溫度：8℃；采暖期室外計(jì)算溫度：18℃；冬季主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)；冬季大氣壓力：105 Pa最大凍土厚度：—— 水質(zhì)資料總硬度：；碳酸鹽硬度：；非碳酸鹽硬度：；總堿度：；溶解氧：；H值：；含鹽量：607mg/L。查常用燃?xì)饷芏瘸煞值男再|(zhì)見下表有：表2 查常用燃?xì)饷芏瘸煞中再|(zhì)表燃?xì)饷芏菴H4C3H8C3H6C4H10N2代入式中并計(jì)算得：ρ＝ kg/ Nm179。；d——水蒸氣含量，kg/ Nm179。燃?xì)獾臐袢細(xì)獾拿芏劝聪率接?jì)算：式中ρ——干燃?xì)饷芏龋琸g/ Nm179。100＝濕燃?xì)獾牡蜔嶂蛋聪率接?jì)算：所以該燃?xì)庠跇?biāo)態(tài)下高位發(fā)熱量為： Qygw ＝ kJ/m3；該燃?xì)庠跇?biāo)態(tài)下低位發(fā)熱量為： Qydw ＝ kJ/ m3。查常用燃?xì)獬煞值男再|(zhì)見下表有：表1 查常用燃?xì)鉄嶂党煞中再|(zhì)表燃?xì)鉄嶂礐H4C3H8C3H6C4H10N2Qh3984210127093671133885——Ql359069324487667123649——將數(shù)值代入上式并計(jì)算:Qh ＝(3984298+101270+93671+133885)247。； 216。 天然氣的高熱值、低熱值及密度混合氣體的熱值可以由單一氣體的熱值根據(jù)混合法則按下式計(jì)算：式中 Q——燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的高熱值或低熱值，KJ/Nm179。2 熱負(fù)荷的確定和鍋爐選型 設(shè)計(jì)的原始資料 熱負(fù)荷資料本設(shè)計(jì)為福建福州市甲機(jī)械廠燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)，小區(qū)的最大熱負(fù)荷為12t/h。以天然氣為燃料的燃?xì)忮仩t房的廢物排放量大大低于燃煤與燃油鍋爐房，不積碳，不磨損?！　‰S著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油危機(jī)的沖擊和煤、石油所帶來(lái)的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，使能源結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化，天然氣的消費(fèi)量急劇增長(zhǎng)。它除了是廉價(jià)的化工原料外，主要作為燃料使用，它不僅作為居民的生活燃料，而且還被用作汽車、船舶、飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的燃料。天然氣與煤炭、石油并稱目前世界一次能源的三大支柱。福建福州市甲工程機(jī)械廠燃?xì)忮仩t房工藝設(shè)計(jì)計(jì)劃書 1 前言對(duì)于一個(gè)采暖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，鍋爐是核心中的核心。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍋爐設(shè)備日益廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要熱工設(shè)備之一。天然氣的蘊(yùn)藏量和開采量都很大，其基本成分是甲烷。由于天然氣熱值高，燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染少，被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)潔凈燃料。天然氣用于聯(lián)合發(fā)電、供冷和供熱、燃料電池等方面都具有十分誘人的前途，發(fā)達(dá)國(guó)家都在競(jìng)相進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。而且發(fā)燃燒熱效率效率高，建設(shè)成本低，建設(shè)速度快、占地少、人員少、環(huán)保性好、運(yùn)營(yíng)成本低；另外，燃?xì)忮仩t啟停速度快，調(diào)峰能力強(qiáng)，耗水量少。 天然氣的資料 天然氣的成分CH4＝98%； C3H8＝%；C3H6＝%；C4H10＝%； N2＝%；濕燃?xì)獾暮浚?79。； Qi——燃?xì)庵懈骺扇汲煞莸母邿嶂祷虻蜔嶂?，KJ/Nm179。i——燃?xì)庵锌扇汲煞莸娜莘e成分，%。100＝Ql ＝(3590698+93244+87667+123649)247。燃?xì)獾母扇細(xì)饷芏劝聪率接?jì)算：式中——燃?xì)庵懈鹘M份的密度，kg/ Nm179。；ρw——濕燃?xì)饷芏龋琸g/Nm179。干燃?xì)猓?——水蒸氣密度，kg/ Nm179。；ρw＝ kg/ Nm179。 鍋爐型號(hào)和臺(tái)數(shù)的選擇 鍋爐的最大熱負(fù)荷最大計(jì)算熱負(fù)荷是根據(jù)生產(chǎn)、生活、采暖、通風(fēng)需要的熱負(fù)荷計(jì)算出鍋爐房最大熱負(fù)荷，以此作為確定鍋爐房最大熱負(fù)荷，以此作為確定鍋爐房規(guī)模、總裝機(jī)容量的依據(jù)。本設(shè)計(jì)鍋爐熱負(fù)荷的使用情況如下表。冬季：。2. 采暖平均熱負(fù)荷＝ t/h式中： —— 采暖平均熱負(fù)荷 ，t/h； ——采暖系數(shù)，按照下面的公式； ＝ () / ()則　＝（188）/（185）＝；＝＝ ＝ t/h。＝＝ ＝ t/h。采暖、通風(fēng)、生產(chǎn)、生活全年熱負(fù)荷可分別用下面公式計(jì)算求得： ＝ 24；＝ 8S；＝8S；＝8S 。鍋爐房的工作班次取為3班工作制，則每晝夜工作班次S＝3，采暖天數(shù)＝90天，通風(fēng)天數(shù)為90天，年工作天數(shù)為306天則：＝ 24＝2490＝ t/y；＝ 8S8903＝7452 t/y；＝8S＝83063＝ t/y；＝8S＝83063＝ t/y；＝ t/y。鍋爐參數(shù)如下：額定蒸發(fā)量：4 t/h；額定蒸氣壓力： Mpa；額定蒸氣溫度：194 ℃；給水溫度：105 ℃；設(shè)計(jì)效率：%；安裝外形尺寸：609133263551。排污率的大小，可由堿度或含鹽量的平衡關(guān)系式求出，取其兩者的較大者。 給水泵的選擇計(jì)算1. 給水泵的容量和臺(tái)數(shù)；如果鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)有減溫減壓裝置，還應(yīng)計(jì)入其用水量。2. 備用給水泵設(shè)置備用給水泵是為了保證在停電、正常檢修和發(fā)生機(jī)械故障等情況時(shí)下，鍋爐仍能得到安全、可靠地供水。3. 給水泵的揚(yáng)程給水泵的揚(yáng)程可以按下式計(jì)算：H＝1000(P+ΔP)+H1+H2+H3+H4 kPa 式中： P——鍋爐的工作壓力，MPa；ΔP——安全閥較高始啟壓力的升高值，MPa；H1——省煤氣的阻力，kPa；H2——給水管道的阻力，kPa；H3——給水箱最低水位與鍋爐水位間液位壓差；H4——附加壓力，50～100 kPa；對(duì)于壓力較低的鍋爐，給水泵的揚(yáng)程也可以用下面的近似公式計(jì)算：H＝1000P+100～200kPa；，H＝1250+150＝1400 kPa；選用三臺(tái)電動(dòng)水泵，其中一臺(tái)備用。具體參如下：型號(hào)：DL1225；級(jí)數(shù)：7；流量：15 m3/h；揚(yáng)程：161m；電機(jī)功率： kW；轉(zhuǎn)數(shù)：2950 r/min；安裝尺寸：1532170340；進(jìn)出水管徑：DN50 ； 給水箱的選擇給水箱的作用有兩個(gè)：一是軟化水和凝結(jié)水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲(chǔ)備。容量較大的鍋爐房，波動(dòng)相對(duì)較小。所以，給水箱的容量主要根據(jù)鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需20～40min的給水量。選擇上海聯(lián)展金屬制品有限公司生產(chǎn)的STF—8的不銹鋼組合式水箱一個(gè)。其尺寸為：200020002000。本設(shè)計(jì)將水箱高于標(biāo)高8m的除氧平臺(tái)上。生產(chǎn)負(fù)荷凝結(jié)水回收量為：50%＝ t/h；采暖負(fù)荷凝結(jié)水回收量為：50%＝ t/h；通風(fēng)負(fù)荷凝結(jié)水回收量為：50%＝ t/h； 。除氧器水溫＝105℃，除氧器熱效率為98%。所以，聯(lián)立二式解得： t/h。凝結(jié)水量等于鍋爐軟化水量和凝結(jié)回水量之和，即：則凝結(jié)水泵的總流量凝結(jié)水泵的揚(yáng)程由下式計(jì)算：式中——除氧器工作壓力， MPa；——管路系統(tǒng)總阻力，由于管路短、水溫低，取——凝結(jié)水箱與給水箱之差，??；——附加壓頭，?。?0 KPa。流量Q： m179。 凝結(jié)水水箱選擇（1）本設(shè)計(jì)設(shè)一個(gè)水箱，兩個(gè)水箱間有水聯(lián)通，以便切換使用，水箱容積確定，選一個(gè)8 m179。（2）本設(shè)計(jì)采用開式水箱，將凝結(jié)水中的二次蒸氣及竄入蒸氣直接排入大氣。（4）將凝結(jié)水泵放在地面上，而利用安全吸水器吸水。采暖鍋爐水處理的主要任務(wù)：降低水中Ca2+、Mg2+的含量（即軟化），為防止鍋爐結(jié)垢；減少水中的溶解氣體（即除氧），防止鍋爐受熱面的腐蝕。對(duì)于小容量的供熱鍋爐，處理在汽鍋內(nèi)部進(jìn)行，則稱鍋內(nèi)水處理。（1） 水處理原理由于熱水鍋爐不存在水的蒸發(fā)，水中鹽類濃度不會(huì)增加，堿度也不會(huì)變化，而且保持一定的堿度對(duì)金屬壁有一定的保護(hù)作用。交換劑轉(zhuǎn)變成Ca、Mg型后，可以用鈉鹽溶液還原再變成Na型交換劑而重新使用。固定床鈉離子交換器則無(wú)上述要求，是工業(yè)鍋爐常用的水處理設(shè)備。固定床逆流再生鈉離子交換器的再生液自下而上運(yùn)動(dòng)，再生置換時(shí)離子交換器不發(fā)生紊亂是保證逆流再生效果的關(guān)鍵。鈉離子交換劑是強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂（型號(hào)0017）和磺化煤，樹脂交換容量大，交換速度快，但價(jià)格比較比較高；而磺化煤的交換容量小，速度慢，但價(jià)格低，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性考慮，采用0017型樹脂。當(dāng)原水硬度＜8mmol/l時(shí)，經(jīng)單級(jí)鈉離子交換后，可以作為鍋爐給水。綜上所述，本設(shè)計(jì)水處理方案采取固定床逆流再生單級(jí)鈉離子交換器。交換劑耗水量m179。3～63～62～68每1m179。(800～1000)(800～1000)(800～1000)①固定床逆流再生再生的反洗系指大反洗。一般運(yùn)行運(yùn)行10～20個(gè)周期要進(jìn)行一次大反洗。上表摘自《燃油燃?xì)忮仩t及鍋爐房設(shè)計(jì)[3]，表512》（無(wú)頂壓）各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)匯總表7 常用逆流再生鈉離子交換器（無(wú)頂壓）各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)匯總序號(hào)指標(biāo)名稱離子交換器直徑216。500216。500216。500樹脂樹脂樹脂樹脂樹脂樹脂1鈉離子交換 劑交換層高度m2222交換層裝載量Kg2355281256282750247856壓層高度m壓層裝載量Kg3170126283502786交換劑總裝載量Kg26659813823110552686422交換劑工作交換容量mol /臺(tái)26559614133181565288383小反洗流速m/h101010101010時(shí)間min555555耗水量m179。/次再生流速m/h2時(shí)間min5555747474745置換流速m/h2時(shí)間min4548耗水量m179。7正洗流速m/h15～20每1m179。/m179。8再生軟化水耗量m179。上表摘自《燃油燃?xì)忮仩t及鍋爐房設(shè)計(jì)[3]，表513》本工藝的蝸殼式燃?xì)鉂癖呈饺爻体仩t對(duì)給水和爐水的水質(zhì)要求如下：給水總硬度≤ mmol/L；給水懸浮物≤5 mg/L；給水含氧量≤ mg/L；爐水總堿度≤20；給水PH值≥7；爐水溶解固形物3500 mg/L。②當(dāng)鍋爐額定蒸發(fā)量＞2t/h時(shí)，均要除氧；額定蒸發(fā)量≤2t/h的鍋爐應(yīng)盡量除氧和注意防腐蝕。若采用化學(xué)除氧，則監(jiān)測(cè)鍋爐水的亞硫酸根含量。④僅用于供汽輪用汽的鍋爐。/h已知2原水（進(jìn)水）總硬度mmol/L已知3軟化水（出水）硬度mmol/L已知水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)≤4離子交換劑選定0017強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂5軟化速度m/h查上表計(jì)算指標(biāo)256交換器計(jì)算面積m178。F1＝178。查上表計(jì)算指標(biāo)100013