【正文】 指導(dǎo)教師（簽章）： 系 主 任（簽章）： 日期： 年 月 日 XXXX 土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 摘 要 隨著 國民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，我國的供暖和集中供熱事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 本設(shè)計(jì)為 供熱 工程設(shè)計(jì) ，主要包括小區(qū) 供熱室外 管網(wǎng) 及鍋爐房的 規(guī)劃。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括： 鍋爐及鍋爐房設(shè) 計(jì)，其中主要進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算、方案的確定、給水及水處理設(shè)備的選擇、汽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、送引風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、運(yùn)煤除灰方法的選擇、鍋爐房工藝布置、繪制平面布置圖、熱力系統(tǒng)圖、剖面圖等；小區(qū)供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，其中主要進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算、方案的確定、管道水力計(jì)算、供熱管網(wǎng)的平面布置及敷設(shè)、設(shè)備及附件的選擇、保溫計(jì)算、繪制簡圖、施工圖、材料表統(tǒng)計(jì)等。 氣象 資料 采暖室外計(jì)算溫度 7℃ 采暖室外平均溫度 ℃ 采暖期天數(shù) 106 天 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 采暖室內(nèi)計(jì)算溫度 18℃ 水質(zhì)資料 溶解固形物： 396mg/l 碳酸鹽硬度 : 195mg/l 非碳酸鹽硬度： 95mg/l 總硬度： 285mg/l XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 37 頁 堿 度： 195mg/l PH 值 水文地質(zhì)資料：地下水位 最大凍土深度 35cm 地耐力 6T/m2 建筑資料 小區(qū)總平面圖（詳見 規(guī)劃圖紙）； 設(shè)計(jì)地區(qū) 青島市 2 熱負(fù)荷計(jì)算及鍋爐選擇 熱 負(fù)荷計(jì)算 采暖季熱負(fù)荷計(jì)算 （ 1）最大計(jì)算熱負(fù)荷 鍋爐房計(jì)算最大熱負(fù)荷 Qmax 是選擇鍋爐的主要依據(jù)，可根據(jù)各項(xiàng)原始熱負(fù)荷、同時(shí)使用系數(shù) 、鍋爐房自耗熱量和官網(wǎng)熱損失系數(shù)由下式求得： )( 3322110m a x1 DKDKDKKD ??? (式 21) 式中： 321 , DDD ——分別是采暖、生產(chǎn)和生活最大熱負(fù)荷， t/h，由設(shè)計(jì)資料提供 0K ——鍋爐房自耗熱量和 管網(wǎng)熱損失 系數(shù) ，取 ； 321 , KKK ——分別為生產(chǎn) 、采暖 和生活負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)，分別取 、 。 XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 37 頁 鍋爐型號(hào) 和 鍋爐臺(tái)數(shù) 根 據(jù)計(jì)算熱負(fù)荷的大小和燃料特性決定鍋爐型號(hào)，并考慮負(fù)荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。但也不應(yīng)使鍋爐的總?cè)萘砍^計(jì)算負(fù)荷太多而造成浪費(fèi)。 從煤質(zhì)資料來看煤的低位發(fā)熱量為煤的干燥無灰基揮發(fā)成分 Vdaf=%，應(yīng)用基低位發(fā)熱量為 =21350kJ/kg。 它的 特點(diǎn)有： 1）它采用單鍋筒縱置式，雙集箱快裝布置，水火管快裝結(jié)構(gòu)，節(jié)省鍋爐房占地，且土建工程投資少，有效地降低鍋爐安裝費(fèi)用和基建投資。 可以選用的鍋爐型號(hào)組合為： Ⅲ型鍋爐三臺(tái) ,Ⅲ鍋爐四臺(tái)。 2）鍋爐的出力、臺(tái)數(shù)應(yīng)能有效適應(yīng)熱負(fù)荷變化的需要，且在任何工況下，應(yīng)保證鍋爐有較高的熱效率。 4）鍋爐臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的調(diào)度、鍋爐檢修和擴(kuò)建的可能性確定。 5）以生產(chǎn)負(fù)荷為主或常年供熱的鍋爐房，應(yīng)設(shè)置一臺(tái)備用鍋爐。 從以上原則可以看出， 對(duì)于 Ⅲ型鍋爐和 Ⅲ型鍋 爐均符合條件，在非采暖季節(jié) Ⅲ型鍋爐和 Ⅲ型鍋爐均只需要運(yùn)行一臺(tái)鍋爐， 雖然 型鍋爐負(fù)荷率僅為 %，相比之下， Ⅲ型鍋爐則達(dá)到了 %， 但考慮到初投資以及運(yùn)行費(fèi)用方面， 最終我們決定選用 三 臺(tái)Ⅲ型鍋爐。,省煤器 (SMQ4) 178。,燃料消耗 ，最大件運(yùn)輸尺寸LBH=,最大件運(yùn)輸量 25t。 在采暖季 三 臺(tái)鍋爐基本上滿負(fù)荷運(yùn)行；非采暖季一臺(tái)鍋爐運(yùn)行，鍋爐的維修保養(yǎng)可在非采暖季進(jìn)行， 而且本設(shè)計(jì)中的鍋爐房以采暖為主，故不設(shè)置備用鍋爐。 本設(shè)計(jì)中，選用層燃爐鏈條爐排 ，對(duì)燃煤粒度的要求 不大于 50mm；過量空氣系數(shù)為 ；未完全燃燒熱損失：氣體＜ 2%，固體 5～ 10%。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工作量大。 所以， 采暖期 鍋爐給水量 ： G1=（ 1+10%） =； 非采暖期 鍋爐給水量 ： G2=(1+10%)=。 （ 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)械故障等情況下，鍋爐仍能得到安全、可靠的供水。在本設(shè)計(jì)中，選用一臺(tái)備用 。 所以： H =1000+150=1400KPa=140m。采暖季 三 臺(tái)啟動(dòng)，其總流量應(yīng)大于 水泵總流 量 Q==。 現(xiàn) 選擇 121 GCA5 型 單吸 分段式離心 泵 ： 級(jí)數(shù) ： 7 流量： 6m179。 本設(shè)計(jì)中，給水箱的總有效容量選為運(yùn)行鍋爐在額定蒸發(fā)量時(shí)所需 30min的給水量。,選用一個(gè)有隔板的方形開式給水箱，其尺寸為 . 2)給水箱的高度 給 水泵輸送溫度較高的給水，要求給水箱有一定的安裝高度，使給水泵有足夠的灌注頭 ，以免發(fā)生正常給水和影響正常給水。 水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇 鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網(wǎng)，水質(zhì)已經(jīng)過一定的處理。 （ 1） 鍋爐排污量的計(jì)算 鍋爐排污量通常通過排污率來計(jì)算。 根據(jù) GB157620xx 規(guī)定，蒸汽鍋爐的給水和鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為： XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 37 頁 給水總硬度 ≤ 給水 PH 值 ≥ 7 鍋水總堿度 6 ～ 24mol/L 鍋水含鹽量 ＜ 3500mg/L 原水硬度 符合給水要求 ： ? ?? ? %100111 ?????gsggspw SS SP ?? ， (式 34) ? ?? ? %1 0 0112 ?????gsggspw AA AP ??， (式 35) 其中 ， 3 6 1 ???? DD?? ； ∴ %%100396) (3500396) (1 ??????????P %%100) (24) (2 ??????????P 由水質(zhì)資料知： ?gsS 396mg/l, gS =3500mg/l, ?gsA 195mg/l=， gA =24mmol/l, 求得 ?1pwP %， ?2pwP %。3%之內(nèi)， 因此取排污率為 10%。堿度高的水有時(shí)需要進(jìn)行除堿處理，通常可根據(jù)鍋水箱對(duì)堿度和按堿度計(jì)算的鍋爐排污率高低來決定。 在采用亞硫酸鈉除氧時(shí)，溶解固形物中還應(yīng)計(jì)入相應(yīng)值。 設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，鍋爐蒸汽壓力小于或等于 時(shí)，排污率不應(yīng) 大 于 10%，壓力大于 時(shí)，則排污率不應(yīng)大于 5%。當(dāng)需要除堿時(shí)，一般考慮氫 —— 鈉離子交換法。 本設(shè)計(jì)采用了 兩臺(tái) JK2004002 全自動(dòng)組合式離子交換器。 （ 2） 給水管內(nèi)徑的計(jì)算公式： 內(nèi)徑 ?Gdn ? mm 式中： G— 管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流量， t/h ω — 推薦流速， m/s（在設(shè)計(jì)中選用推薦流速為 2m/s） 可得給水管道內(nèi)徑 mmdn ???， XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 37 頁 由此，給水 箱出水管 選擇 Ф57 mm 的 無縫 鋼管 。進(jìn)入鍋爐的給水支管與鍋爐 本體 的給水管管徑相同， 即 Ф383mm無縫鋼管 ，且在每一支管上 裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。 （ 2）生產(chǎn)用蒸汽管管徑 生產(chǎn)用汽管的蒸汽流量 ?? 11 DKG oz = t/h，生產(chǎn)用汽壓力為 ，比容 kgmv / 3? 。 （ 4）生活用蒸汽管管徑 蒸汽流量 ?? 33 DKG oz =，蒸汽壓力為 ， 流速 按 30m/s 計(jì)算，mmwGvd n 6 0 6 9 9 4 ????? 決定選用管徑為 Ф 76 。本設(shè)計(jì)的分汽缸筒體上，除接有三根來自鍋爐的進(jìn)汽管 （ Ф 133 4）和供生產(chǎn)（ Ф 133 4）、采暖（ Ф 219 6）以及生活（ Ф 76 ）用汽的輸出管外，還 接有鍋爐房字用蒸汽管（ Ф 57 ）、備用管接頭（ Ф 108 4）、壓力表接管（ Ф 25 3）以及疏水管等。筒體由 Ф 377 9 無縫鋼管制作，長度為 2820mm。在課程設(shè)計(jì)中送引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的要求主要是確定送引風(fēng)機(jī)連接系統(tǒng)，決定風(fēng)煙管道和煙囪尺寸，進(jìn)行設(shè)備和管道布置。 關(guān)于鍋爐熱效率、排 煙溫度、鍋爐本體煙風(fēng)阻力和鍋爐本體各煙道的過量空氣系數(shù)，均引用鍋爐廠產(chǎn)品計(jì)算書中的數(shù)據(jù)。 鍋爐燃料消耗量的計(jì)算 鍋爐燃料消耗量的計(jì)算公式為： 1 00)()(,????? ?n e targspwpwgsq Q iiDiiDB kg/h （式 51） 查表可得 ： iq=； igs=84kJ/kg； ipw=。 而計(jì)算燃料消耗量為： XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 37 頁 htqBBj /7 6 0 )100101()1001( 4 ?????? ∴每臺(tái)鍋爐的計(jì)算燃煤消耗量為 kg/h。為安全起見，在選擇送、引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮有一定的富裕度，送、引風(fēng)機(jī)性能裕度系數(shù)列于下表 51 中。 因缺空氣阻力計(jì)算資料，如按煤層以及爐排阻力為 784Pa、風(fēng)道阻力為 98Pa 估算，則送風(fēng)機(jī)所需壓力為： PabtthHsflksf 0 5 81 0 1 3 2 51 0 1 3 2 52 7 320 2 7 320)987 8 4(1 0 1 3 2 52 7 32 7 32????????????? ?? （式 55） 其中， 2? 為 送風(fēng)機(jī)壓頭儲(chǔ)備 系數(shù) 2? 取 ， sft 為送 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)條件下的空氣溫度，由風(fēng)機(jī)樣本查知為 20℃。 （ 2） 引風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算 計(jì)及除塵器的漏風(fēng)系數(shù)△ a= 后，引風(fēng)機(jī)入口處的 過量空氣系數(shù) ?py? 和排煙溫 度 200?py? ℃ ，取流量儲(chǔ)備系 數(shù) 1? =，則引風(fēng)機(jī)所需流量為： hmbVVBVpyokpyoyjyf/ 7 8 51 0 1 3 2 51 0 1 3 2 52 7 32 7 32 0 0])(0 1 6 [ 8 1 0 1 3 2 52 7 32 7 3])1(0 1 6 [31???????????????? ???（式 56） 本設(shè)計(jì)選用 Y547 型 No6C 引風(fēng)機(jī)，規(guī)格如下： 流量： 12390 m3/h 風(fēng)壓： 2400Pa 電機(jī)型號(hào)： Y160M22 功率： 15kW 轉(zhuǎn)速： 2620r/min XXXX 大學(xué)土木建筑學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 37 頁 煙囪的高度與直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 煙囪的高度計(jì)算 在自然 通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)時(shí)，煙囪的高度都應(yīng)根據(jù)排出煙氣中所含的有害物質(zhì) —SONO飛灰等的擴(kuò)散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。 機(jī)械通風(fēng)式，煙風(fēng)道阻力由送引風(fēng)機(jī)克服。 每個(gè)新建 的 鍋爐 廠 只能設(shè)一個(gè)煙囪。 表 52 鍋爐房煙囪最低允許高度 鍋爐房總?cè)萘? t/h 1 12 24 410 1020 2040 MW 714 1428 煙囪最低允許高度 m 20 25 30 35 40 45 在本設(shè)計(jì)中 鍋爐 的總?cè)萘繛?4t/h，且新建的鍋爐煙囪周圍半徑 200m 距離內(nèi)沒有建筑物，所以選擇煙囪的高度為 40m。 kgmVVVkyyz /)(0