锅炉房课程设计说明书

设计题目：青岛市械制造厂锅炉房设计该厂设在青岛市。

本设计任务是新建一集中锅炉房，以满足该厂生产、采暖通风及生活用汽需要。

1 设计的原始资料热负荷资料表1-1 热负荷资料用汽部门蒸汽凝结水回收率（%）备注压力（MPa）温度（℃）消耗量（t/h）最大平均生产热负荷~饱和50采暖热负荷饱和90通风热负荷饱和90生活热负荷~饱和0此表中的蒸汽消耗量为采暖季热负荷，非采暖季热负荷中无采暖、通风热负荷，其他相同。

煤质资料C ar =%, Har=%, Oar=%, Nar=%, Sar=%,W ar =%,Aar=%，Var=%，Qnet，ar=20977Kj/kg。

水质资料总硬度HL；非碳酸盐硬度HFTme/L；碳酸盐硬度HTme/L；总碱度A me/L；pH值；溶解氧~L；溶解固形物434mg/L；悬浮物和含油量微量，可忽略不计；夏季平均水温26℃，冬季平均水温13℃；供水压力。

气象与地质资料海拔高度；冬季采暖室外计算温度4℃，冬季通风室外计算温度8℃，采暖期室外平均温度9℃，采暖室内计算温度18℃；采暖天数60；夏季通风室外计算温度33℃；年主导风向东南；大气压力冬季，夏季 kPa；平均风速冬季s，夏季s；最高地下水位；土壤冻结深度本地区冻土厚度一般在。

工作班次三班制全年工作306天。

2 锅炉型号和台数选择锅炉房最大计算热负荷锅炉房最大小时用汽量按下式计算：ht D K D K D K D K K D /)(443322110+++=α式中 K 0—— 官网热损失及锅炉房自用系数，考虑到蒸汽管网漏损较大和采用热力喷雾式除氧，锅炉房自用蒸汽较多等因素，故K 0取为；D 1、D 2、D 3、D 4——生产、采暖、通风及生活的最大小时热负荷，t/h ； K 1、K 2、K 3、K 4——生产、采暖、通风及生活的同时使用系数，分别为、1、1、及。

ht D d /70.18)20.25.010.1180.1170.138.0(25.1=⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∴非采暖季节最大小时用热量为：ht D df /08.15)20.25.070.138.0(25.1=⨯+⨯⨯=锅炉房平均热负荷计算（1）系数计算式 wn pj n t t t t --=ϕ式中 tn ——采暖室内计算温度，℃；tpj ——采暖室外平均温度，℃；tw ——采暖季采暖（或通风）室外计算温度，℃。

（2）采暖系数 643.04189181=--=ϕ ∴采暖平均热负荷 h t /16.180.1643.0=⨯ （3）通风系数 9.08189182=--=ϕ ∴通风平均热负荷 h t /99.010.19.0=⨯（4）锅炉房平均热负荷由热负荷资料提供： 生产平均热负荷 h ， 生活平均热负荷 h ， 所以，锅炉房平均热负荷为h t /93.11)275.012.799.016.1(25.1=+++⨯锅炉房年热负荷计算锅炉房三班制运行，按全年工作306天计算： 生产年热负荷a t Q /28.5228912.7306241=⨯⨯=，采暖年热负荷a t Q /4.167016.160242=⨯⨯=，通风年热负荷at Q /6.142599.060243=⨯⨯=，生活年热负荷a t Q /6.2019275.0306244=⨯⨯=。

锅炉房全年热负荷a t Q /1.71756)6.20196.14254.167028.52289(25.1=+++⨯=∑。

锅炉型号和台数选择根据锅炉房最大计算热负荷为h 、用汽压力不高于的饱和蒸汽，燃料为贫煤，同时考虑该厂热负荷是以生产负荷为主，生产用汽昼夜变化较大的特点，本设计确定选用型锅炉两台。

锅炉房低负荷时（即厂区主要用汽设备检修时）一台运行，最大负荷时两台同时运行。

如此，锅炉房容量为20t/h 。

考虑生产上各车间热负荷可以进行适当调度，锅炉与主要用汽设备同时检修而不至影响生产，故本锅炉房未设置备用锅炉。

3 水处理设备的选择软化系统选择型锅炉对给水和锅水的水质要求： 给水总硬度 ≤L， 给水含氧量 ≤L， 给水pH 值 ≥7 锅水总碱度 ≤20me/L， 锅水含盐量＜3500mg/L 。

本锅炉房原水为城市自来水，其硬度不符合锅炉给水要求，需进行软化处理。

阳离子交换软化法处理效果稳定，设备及运行管理都比较简单。

而低流速逆流再生钠离子交换系统具有出水水质好，再生液的耗量低，且再生效果亦比顺流再生好等优点。

故本设计水处理确定选用“低流速逆流再生”钠离子交换系统。

树脂作为交换剂，还原剂采用食盐。

选用两台钠离子交换器，轮换运行使用。

锅炉房总软化水量的计算本设计锅炉房总软化水量G zr 等于锅炉房总给水量G zg 与锅炉房凝结水回收量G hs 之差。

hszg zr G G G -=（1）锅炉房总给水量ht P P D G pw ls zg /)1(++=式中 D ——锅炉房额定总蒸发量，t/h ；P ls ——给水管路的漏损率，取%； P pw ——锅炉排污率，%。

锅炉排污率的大小与给水品质有关，可根据给水及锅水的碱度和含盐量由下式计算，取二者中较大值。

%100)1(⨯--=gsg gs pw A A A P α式中 α——凝结水回收率（%），即锅炉房凝结水总回水量G hs 占锅炉房额定蒸发量D 的百分数；A gs ——补给水中的碱度，L 或含盐量，434mg/L ； A g ——锅水允许碱度，20me/L 或允许含盐量，3500mg/L 。

锅炉房凝结水总回水量G hs =h （详见后面计算）。

%511002019.10=⨯=∴α按碱度计算的锅炉排污率为%14.51009.1209.1)51.01(=⨯-⨯-=A P 按含盐量计算的锅炉排污率为%94.61004343500434)51.01(=⨯-⨯-=S P按含盐量计算的锅炉排污率较大，故本设计锅炉排污率为%。

∴锅炉排污量为ht P D D pw pw /39.10694.020=⨯=⨯=最后求得锅炉房总给水量为ht G zg /49.21005.02039.120=⨯++=（2）锅炉房凝结水总回收量（图3—1）图3—1水量计算示意图锅炉房凝结水总回收量G hs ，等于生产负荷、采暖负荷、通风负荷等厂区凝结水回收量G ’hs 及除氧器凝结水回收量G ”hs 之和。

生产负荷凝结水回收量为h t /48.55.08.07.13=⨯⨯；采暖负荷凝结水回收量为h t /62.19.080.1=⨯；通风负荷凝结水回收量为h t /99.09.010.1=⨯。

厂区热用户凝结水回收量为h t G hs /09.899.062.148.5'=++=若忽略除氧器顶部排气损失，除氧器凝结水回收量G ”hs 即为除氧器耗汽量D q ，t/h 。

计算如下：热力喷雾式除氧器工作压力为，除氧器水温tcs 为104℃，除氧器热效率为。

i zr 、t zr ——软水的焓，kJ/kg 及温度，13℃；i hs 、i hs ——厂区用户凝结水回水的焓，kJ/kg 及回水温度，95℃； i q ——进入除氧器蒸汽的焓，2682 kJ/kg ； i os ——除氧器出口水的焓，kJ/kg ；D’q 、D wq ——除氧用二次蒸汽及新蒸汽量kJ/kg 。

根据除氧器进出口介质量和热平衡关系：⎪⎩⎪⎨⎧⨯-=++-=++98.0)()()(''''cs q q hs os hs zr cs zr zg hs hs zr i i D i i G i i G G G G G）（）（21 将（1）式中G”hs 代以D q ，并将（1）、（2）两式中各项数值代入后得：⎪⎩⎪⎨⎧⨯-=-⨯+-⨯=+⨯+98.0)4352682()398435(1009.8)54435(1049.211009.8333q zr g zrD G D G ）（）（43 将（3）、（4）两式整理化简后得：t/h10.2q ≈D即除氧用蒸汽带来的凝结水回收量G”hs 为h 。

故锅炉房凝结水回收量为：ht G G G hs hs hs /19.1010.209.8'''=+=+=。

如此，锅炉房总软化水量为：ht G G G hs zg zr /30.1119.1049.21=-=-=离子交换器的选择计算表3—1离子交换器的选择计算 序号 名称符号 单位 计算公式或数据来源 数值 1 2 3 4 5 6总的软化水量 软化速度 总的软化面积 实际软化面积 树脂装填高度 实际软化速度G zr W F F’h W’t/h m/h m 2m 2 m m/h计算值根据原水硬度H 选定 G zr /W=20选用φ1000交换器 离子交换器规格 G zr /F ’=0/785207 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31交换剂密度（干燥状态交换剂重量交换剂的工作能力离子交换器的软化能力每小时需软化的克当量时间裕度连续软化时间小反洗、还原、逆洗、小正洗及正洗时间工作周期还原时食盐单位耗量食盐纯度每次还原理论耗盐量小反洗流速小反洗时间小反洗用水量小反洗小时用水量逆流冲洗流速逆流冲洗时间逆洗用水量逆流小时用水量小正洗流速小正洗时间小正洗用水量小正洗小时用水量正洗流速ρg REE0E’0tt’TbϕBW1t1G1G’1W2t2G2G’2W3t3G3G’3W4t4t/m3tge/m3gege/hhhhg/ge%kgm/hmintt/hm/hmintt/hm/hmintt/hm/h离子交换剂特性Fhρ=××1000据树脂特性FhE=××G zr(H-H’)=取用40.325.117795.095.0'⨯=⨯EE取定t+t’=+选取取用95.010005.11771101000⨯⨯=ϕbE选取选取6020785.012601'1⨯⨯=tFWW1F’==12×选取选取6030785.02602'2⨯⨯=tFWW2F’==2×选取选取6010785.015603'3⨯⨯=tFWW3F’==15×选取10001109512202301510151032 33 34 35 36正洗时间 正洗用水量 正洗小时用水量离子交换器还原一次总量离子交换器小时最大耗G 4 G’4∑G∑G ’min t t/h t t/h选取6010785.015604'4⨯⨯=t F WW 4F ’==15× G 1+G 2+G 3+G 4=+++ G zr +G 4’=+盐溶液制备设备的计算采用盐溶解器制备盐溶液，有浓度不易控制，设备腐蚀严重等缺点。