锅炉与压力容器安全课程设计讲解

第一章 原始资料
1.1 热负荷及其介质参数
全厂采暖热负荷为10274kW ；采暖方式为直接取自锅炉房的高温水，其介质参数为130/70℃。

1.2 煤质资料
该锅炉房实际使用的是小窑煤矿生产的褐煤，其煤质与河南省平顶山褐煤相近。

因此，本设计在锅炉房设备的选择与设计计算时均以平顶山褐煤为依据。

1.煤的成分
C
ar
＝34.65％，H
ar
=2.34％,S
ar
=0.31％，O
ar
=10.48％，N
ar
=0.57％，
A
ar
=17.02％，%63.34=ar M ，V ar
=43.75％；Q ar
net ,=12288kJ/kg 。

2.煤的粒度 统煤。

1.3 水质资料
悬浮物 607mg/L 总硬度O H 4.5me/L 非碳酸盐硬度 FT H 0 碳酸盐硬度T H 4.5me/L 总碱度 O A 6.32me/L 负硬度（T O H A -） 1.82me/L 溶解氧 5.8 mg/L pH 值 7.2。

1.4 气象及地质资料
1.大气压力100.4kPa
2.室外计算温度
冬季采暖温度
t-22℃
w
采暖期室外平均温度
t-7.2℃
pj
冬季通风温度-15℃
夏季通风温度27℃
3.主导风向西南
4.最大冻土深度0.148m
第二章 热负荷、锅炉类型及台数的确定
2.1 热负荷计算
1.最大计算热负荷
010max Q K K Q = kW
式中 0K ——热水管网的热损失系数，取值1.08；
l K ——采暖热负荷同时使用系数，取值1；
0Q ——采暖最大热负荷，10274kW ，kW Q 1109610274108.1max =⨯⨯=。

2.采暖平均热负荷
01Q Q pj ϕ= kW
式中 1ϕ——采暖系数，可按下式求出
w
n pj n t t t t --=
1ϕ
pj w t t ,——室外采暖计算温度和采暖期室外平均温度，分别为-22℃和-7.2℃；
n t ——采暖室内计算温度，取14℃。

59.036
2
.21)22(14)2.7(141==----=
ϕ
kW Q pj 60621027459.0=⨯=
3.采暖年热负荷
pj z pj n Q n Q n Q 11816+= kW
式中 16,8——每天按两班工作制计算采暖小时数和值班采暖小时数；
1n ——采暖天数，为162天；
pj z Q ——值班期间室内保持+5℃时的平均采暖热负荷。

0'1Q Q pj z ϕ=
45.0)
22(5)
2.7(5'1
=----=
--=
w
n pj n t t t t ϕ
kW Q pj z 46231027445.0=⨯=
kW
6
107.2146231628606216216⨯=⨯⨯+⨯⨯=
∴
2.2 锅炉类型及台数的确定
采暖介质是热水，供水温度130℃，回水温度70℃；经计算知最大计算热负荷为11096kW ，同时考虑在该用户使用附近地区小窑煤矿生产的褐煤等具体条件，本设计决定选用燃烧褐煤往复推动炉排锅炉三台，其型号为SHW4.2-1.0/130/70-H ，单台锅炉的额定功率为4.2MW ，即4200kW ，工作压力1.0MPa ；供、回水温度分别为130℃和70℃。

值班采暖和低负荷时用一台锅炉运行，最冷时三台运行；正常情况两台运行，无需备用锅炉。

n
Q
第三章给水和热力系统设计
3.1 水处理方案的确定
1.热水锅炉对给水的水质要求
根据《低压锅炉水质标准》规定，对于供水温度大于95℃的热水锅炉，补给水和循环水的水质要求如表1-1所示。

表1-1
2.水质处理方案的确定
本锅炉房原水的硬度和含氧量均超给水水质的标准，故需进行软化和除氧处理。

由于热水锅炉不存在水的蒸发，水中盐类浓度不会增加，碱度也不会提高，而且白痴一定的碱度还可以对金属壁起到一定的保护作用。

据此，决定选用钠离子交换软化法。

由于厂区热水采暖为连续供热方式，原水水质和处理水量较稳定，又为了简化操作程序和自控设备，所以采用流动床离子交换设备
3.除氧方式的选择
基于本锅炉房没有蒸汽和其它可利用热源，给水除氧决定采用“电加热解吸除氧”方法。

由于采用电加热，就可克服以往那种把反应器设置在烟道里的方法而引起除氧效果守锅炉负荷变化（反应器所在区段烟温变化）的影响等弊病。

在正常运行情况下，给水除氧后残余含氧量可降至0.05mg/L,已完全符合锅炉给水的标准。

3.2 热网循环水量及补给水泵的选择计算（表1-2）
3.3 热网补给水量及循环补给水泵的选择（表1-3）
表1-2
表1-3
3.4 流动床离子交换器的选择
软化水的消耗量按热网系统补给水量确定，即为4470kg/h,故选取SL-04流动床，其
技术性能见表1-4。

表1-4
3.5 软化水箱体积的确定
本锅炉设软化水箱一只，其体积按40mm 2给水量计算，即
3'
2.3770.467.067.0m G V wb rs =⨯==
现选用7#方形开式水箱，其尺寸为2000×1500×1500mm ，其公称体积为4.0m 3。

3.6 除氧系统的设备设计与选择
1.解吸除氧装置的计算与设备选择
本锅炉房采用解吸除氧，即将待除氧的软水与不含氧气体强烈混合，溶解于水中的氧就向无氧气体扩散，从而降低水中的含氧量以达除氧目的。

解吸除氧装置的主要设备有喷射器、解吸器和反应器，现将它们的设计与选择计算分列如下。

（1）喷射器（图1-1）的设计计算（表1-5）
（2）解吸器（图1-2）的设计计算（表1-6）
（3）反应器的设计计算，（见表1-7）
表1-5
表1-6
表1-7
（4）解吸除氧装置主要设备的选择
根据计算结果，选用喷嘴规格为每只喷嘴生产能力G1为4m3/h，三只喷射器的总生产能力为12m3/h。

根据以上计算，参考有关手册与资料文献，本锅炉房解吸除氧装置的主要设备规格，选定列于表1-8，表1-9和表1-10。

加热反应器的温度，对于内装木炭的要求在500～600℃，电热元件温度将会更高。

本设计选用Cr25Al5电热元件，最高工作温度达1200℃。

经概算，加热反应器的功率为20kW。

喷射器生产能力及尺寸表1-8
解吸器和反应器规格表1-9
Cr25Al5电热元件的技术参数表1-10
2.水-水热交换器的热力计算
因解吸除氧效果与进入喷射器的水温有关。

当水压不变时，扩散强度随温度的升高而增大，有利于给水中溶解氧的析出。

待除氧水的温度一般在30～70℃范围内，以40～60℃较好。

而待除氧的软化水温度一般为10～15℃，所以选用螺旋式水-水热换热器将软化水加热至40℃，然后送至解吸除氧器除氧。

水-水热换热器的热介质为来自锅炉的供热热水，放热后的回水并入热网回水管。

水-水热换热器的热力计算，列入表1-11中。

表1-11
经计算，本设计选用的I16T10-0.6/500/-6型螺旋板式水-水热交换器的计算换热面积为9.9m2,最高工作压力位1.6MPa，基本符合设计要求。

3.除氧水泵的选择计算（表1-12）
4.除氧水箱的选择
选择矩形钢板水箱一只，外形尺寸为3600×2400×2000mm，其有效体积为15m3。

5.气水分离器的选择
规格: φ350；H=1000mm。

6.水封筒的选择
规格: φ300；H=1000mm。

7.供、回水系统主要管道管径的选择计算列于表1-13。

表1-12
表1-13
第四章 通风系统设计及设备选择
4.1 通风方案的确定
锅炉采用机械送风和引凤，即平衡通风。

在正常运行时，炉内保持20~40Pa 的负压。

考虑到运行调节方便，仍保持单炉单机系统，其配套风机型号如表5-37所列。

送、 引 风 机 型 号 规 格 表
1-14
4.2 送风系统设计
1.送风量计算
b
t V B lk l l k j 3.101273273)(V "01k ⨯+⨯
∆-=ααβm 3
/h 式中 1β ——风量储备系数，取1.1；
j B ——燃料计算消耗量，1505kg/h （由热力计算书提供）
； 0k V ——理论空气量，3.3623
N
m /kg （由热力计算书提供）； "l α——炉膛出口过量空气系数，取1.4；
l α∆——炉膛漏风系数，取0.1； lk t ——冷空气温度，取30℃； B ——当地大气压力，100.4kPa
∴ 4
.1003
.10123723730)1.04.1(362.315051.1⨯
+⨯-⨯⨯⨯=k V h m /81033=
2.风道断面的确定
（1）采用矩形断面的金属风道，断面尺寸先按风速ω为10m/s 计算；
225.010
36008103
3600=⨯=⨯=
ωk V F ㎡
然后取风道断面尺寸为400×500㎜，所以，实际风速为：
s m F V k /3.112
.036008103
3600=⨯=⨯=
ω
（2）送风机出口的渐扩管尺寸
渐扩管小头断面尺寸与送风机出口尺寸相同，高×宽为360×315mm ，而大头断面尺寸与连接的矩形金属风道相同，高×宽为400×500mm ，扩散管长度取2倍于315mm 为630mm 。

小头断面积和风速：
3113.0315.036.0m F w =⨯=
s m w w /8.19113
.036008103
=⨯=
（3）往复炉排下各风室入口的风道断面尺寸按锅炉本体进风道断面尺寸，三个风室入口风道断面尺寸分别为300×300mm ，500×400mm 和300×300mm 。

3.风道阻力计算 （1）沿程摩擦阻力计算
因为空气速度大于10m/s ，所以选取最长的风道计算总得摩擦阻力。

Pa w d L h dl mo 2
2
ρλ
=∆ 式中 λ——沿程摩擦阻力系数，取0.03（教材表8-1）；
L ——风道长度见布置图，12m ； d dl -——风道截面的当量直径，
m b a ab d dl 44.05
.04.05
.04.022=+⨯⨯=+=
ω——气流的速度，11.3m/s ； Ρ0——冷空气的密度，取1.293kg/m 3。

空气密度30
/16.1273
30273
293.1273273m kg t lk =+⨯===ρρ
∴ Pa h mo
6.602
3.1116.14
4.01203.02
=⨯⨯⨯=∆
（2）风机出口渐扩管Δh jb1
已知渐扩管长221113.0,2.0,315,630m F m F mm b mm L ====ω。

所以，77.1113
.02.0/,2315630/1====
ωF F b L ,按教材图8-15查出13.0=ζ，而风机出口速度s m /8.19==ωωω。

动压头 Pa h d 2272
8.1916.122
2
1=⨯==ρω ∴ Pa h h d jb 2922713.011=⨯==∆ζ
（3）流向改变引起的阻力2jb h ∆
空气经90°转弯（见图5-16），其阻力系数按下式计算：
BC K y 2ζζ∆=
对于送风机出口弯头：
25
.0a
16-8,25.1400
500
/12111===
∆y K b R ζ查教材图 又因α=90°，所以与弯头角度α有关的系数B 1为1；
而25.1400
500
/11==
b a ，从教材图8-16d 查得弯头截面形状系数C 1=0.92. ∴23.092.0125.0111211=⨯⨯==∆C B K y ζζ
则Pa h h d jb 172
3.1116.123.02
12
'=⨯⨯==∆ζ
另一个风道弯头是进入 风室前的分支风道弯头。

假设进入主燃室风道支管内风量占总风量的20﹪，则风速
s m /91.72
.036008103
7.02=⨯⨯=
ω
,362
92.716.122
22
2Pa h d =⨯==ρω因弯头截面尺寸和形状与前述弯头相同，故取
,23.02=ζ
∴
Pa
h h d jb 83623.0222'
'=⨯=⨯=∆ζ
Pa
h h h jb
jb jb 258172
22'
''
=+=∆+∆=∆
（4）分流三通阻力jbs h ∆
主然室风道支管从主风道引出，被认为是不对称分流三通，因为7.0/12=w w ，当α=90°
时，查教材图8-20α的
3.22=h ξ，
∴ Pa h h d h jbs 83363.212=⨯==∆ξ
（5）送风机入口网格的阻力4jb h ∆ 阻力系数计算公式为
()2131/707.1-=F F ξ
已知送风机吸风口断面积2125.0m F =，并设1/F F =1.25； 吸风口风速 s m F V w k /18125
.036008103
3600=⨯=⨯=
动压头 Pa w h ds 1882
1816.1222
=⨯==ρ
∴ ()Pa h F F h d jb 242188125.1707.11707.12
32
14
=⨯-⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=∆ （6）风道调风阀门阻力5jb h ∆
按主燃区进风室计算，因为此风室进风量最大，要求风压较高，所以可假设运行时挡风板为全开，则局部阻力系数4ξ为0.1，
∴ Pa h h d jb 6.3361.0245=⨯==∆ξ
（7）风道出口阻力6jb h ∆ 查得出口阻力系数 1.15=ξ
∴ Pa h h d jb 40361.1256=⨯==∆ξ
（8）燃烧设备阻力7jb h ∆，选取Pa h jb 7857=∆（包括炉层阻力）。

如此，风道各部分局部阻力之和为
∑=∆=∆∑7
1i jbi jb h h =29+25+242+3.6+40+785=1208Pa
风道总阻力等于沿程摩擦阻力与各部分局部阻力之和，考虑到大气压力的修正和储备系数，则风道总阻力
Pa b
h h h jb mc k st 3
.101)(2⨯
∆+=∆∑β 式中 b ——当地大气压力，为100.4kPa ；
2β——风压储备系数，取1.2。

∴ ()
Pa h k
st 15364
.1003
.10112086.602.1=+⨯=∆ 由此可见，配套风机的风量和风压都有一定的余量，是较合适的。

4.3 引风系统设计
据燃料燃烧和热力计算资料，锅炉排烟量h m V y /161583=，排烟温度℃176=py ϑ。

为了简化本示例的计算，烟道各处漏风和烟温降都略而不计。

锅炉出口至风机出口段烟道断面尺寸和烟道阻力的计算；
1.烟道布置及其断面尺寸的确定
锅炉至引风机的烟道全部采用金属制作，其布置方式如图5-17所示。

图5-17 烟道系统示意图
（1）管段 1 由锅炉出口引出的矩形收缩管，其大头断面尺寸与锅炉省煤器出口尺寸相同，为750×1420mm ，2'1065.1m F =。

取长度为l=375mm 。

对于小头断面尺寸首先设烟速ω=10m/s ，则
2449.010
360016158
3600m V F y =⨯=
=
ω
选取断面尺寸为400×1160mm ，则 断面面积 21464.0m F == 实际烟速 s m /67.9464
.0360016158
1=⨯=
ω
（2）管段 2 它由90°矩形弯头、矩形直管和灯叉弯头三部分组成。

弯头半径R=400mm ，直管段长度l=3000mm ，断面尺寸为400×1160mm ，则：
断面积 22464.0m F = 烟速 s m /67.92=ω
（3) 管段3 矩形变径，大头断面尺寸同管段2；小头断面与除尘器进口尺寸相同，为320×1160mm ，,长度mm l 13253=。

断面积 2'3464.0m F =，2"337.0m F =
烟速 s m /12"
3
=ω （4）管段4 由引风机出口矩形扩散管和直管段组成。

扩散管小头断面与引风机出
口尺寸相同，为506×400mm ；大头断面，即直管段断面尺寸选取800×700mm ，扩散管和
直管长度分别为mm l 800'4
=，mm l 700'
'4=。

断面积 2'42024.0m F =，2"456.0m F =
烟速 s m /22'4
=ω，s m /8'
'4=ω （5） 砖烟道5 单台锅炉的分支烟道。

首先选取流速为6m/s ，计算出断面积为： 2'5748.06
360016158
3600m V F y
=⨯=
⨯=
ω
取烟道宽度（图5-18）；
mm
B 7005= 计算烟道上半部半圆截面积：
22225
'192.0)35.0(2
)2
7
.0(2)2(
2m B F ==
=
=
π
ππ
∴ m
B F F H 794.07.0192
.0748.05''5=-=-= 取烟道高度（图5-18）;
mm
H 8005=
则，断面积：
2
55''5752.08.07.0192.0m B H F F =⨯+=+=
烟速
s
m F V y /96.5752.0360016158
36005
5=⨯=
⨯=
ω
（6）总烟道 三台锅炉的合流总烟道 已知总的烟气量为：
h m V V y y /4847516158333=⨯==∑ 首先选取烟速为10m/s,计算出断面积为: 2'
6
35.110
360048475
3600m V F y =⨯=
⨯∑=
ω
取烟道宽度（见图5-19）
mm B 10006=
计算烟道上班部半圆截面积：
22'393.0)5.0(2
m F ==
π
∴ m
H 96.01393
.035.1=-=
取高度：
mm H 11506=
则，断面积：
2654.115.11393.0m F =⨯+=
烟速：
s m /7.854
.1360048475
6=⨯=ω
2.烟道阻力计算
（1）引风机吸入口前的烟道阻力1h ∆∑ A .管段1 为棱锥形收缩管，取其中最大收缩角为 467.0375
2400
75022
12=⨯-=-=
L b b tg
α
得出收缩角,50︒=α查教材表8-2 知1.0=ζ 烟气密度：
3/81.0273
176273
34.127327334.1m kg py =+⨯=+⨯=ϑρ
动压头：
Pa h d 382
87.981.0222
1=⨯==ωρ 局部阻力
Pa h h d fb 4381.011=⨯==∆ζ
B. 管段2 因为烟速s m /67.92=ω小于10m/s,故其中直管段中沿程摩擦阻力可不计。

仅计算弯头和灯叉弯头俩部分局部阻力。

动压头： Pa h h d d 382
87.981.022
2
12
=⨯===ωρ
︒90弯头的局部阻力按教材（8-25）计算：
BC K y 2ζζ∆=
式子中 y 2ζ——转弯的原始阻力系数；
∆K ——管壁粗糙度影响系数，据1400
400
/==
b R 查教材图8-16a 得 27.02=∆y K ζ；
B ——与弯头角度α有关的系数,当转弯为︒90时，1=B
C ——弯头截面形状系数，由教材图8-16d 决定，根据9.2400
1160
==b a ,查
得85.0=C
∴ 23.085.0127.0=⨯⨯=ζ
Pa h h d fb 93823.022'=⨯==∆ζ
灯叉弯头的局部阻力由《设计手册》表2-3决定
b a o K ,ζζ=
式中o ζ由角度,45︒=α和75.1400
700
/==
b R ，查得25.0=o ζ， b a K ,由2/<b R 和9.2400
1160
==
b a 查知为0.85 21.085.025.0=⨯=ζ Pa h fb 83821.02"=⨯=∆ Pa h h h fb fb fb 1789222"'=+=∆+∆=∆
C .管段3 此矩形变径管为直径管中的渐缩管。

首先计算其收缩角α，按教材表8-2知：
=2
α
tg
=
L b b 221-=1325
2320
400⨯-=0.03018 ∴ 020,4=︒︒≈ζα，查得小于
∴ 0=∆jbs h
引风机前的烟道闸门全开时阻力很小，忽略不计。

D .引风机吸入口前的设备阻力
炉膛负压 Pa h 201=∆ 锅炉本体阻力 Pa h g 931=∆ 除尘器阻力 Pa h 58800=∆ E .引风机吸入口前的烟道总阻力 从炉膛出口到引风机入口的总阻力
Pa
h h h h h h jb jb g 156058817493120002111=++++=∆+∆+∆+∆+∆=∆∑
（3）风机出口后的烟道阻力∑∆2h
A.管道4 直管道中烟速s m s m /10/8"4小于=ω，可不计算摩擦阻力，故仅计算风机出口扩散局部阻力：
2400
800
/1==
b L ，77.2'/"44=F F 按教材图8-15查出5.0=ζ，而出口烟速s m /22'4=ω， 动压头 Pa h d 1962
2281.02'2
2
44===
ρω
Pa h h d jb 981965.044=⨯=⨯=∆ζ
B .砖烟道5 按最远端的锅炉烟道计算，它包含一个变截面90°弯头（图5-20）和 一个45°弯头两部分局部阻力，其中直管段烟道的沿程摩擦阻力可不计。

其阻力计算公式如下：
BC K y 2ζζ∆=
90°弯头按变截面转弯查教材图8-18b ，34.156
.0753
.0"/45==F F ，得25.12=∆y K ζ；验证出口当量直径m b a b a d dl 75.08
.07.08
.07.022=+⨯⨯=+⨯=
,其m d dl 24.23=小于弯头后直径管段长度，故无需修正阻力系数。

B=1，因为弯头为90°； C=0.98，700
800
/=
b a 按教材图8-16d 查得。

∴ 225.198.0125.1'5=⨯⨯=ζ；
Pa h d 262
881.0281.0'2
2
''4
5=⨯=⨯=ω Pa h h d jb 3226225.1'''555=⨯=⨯=∆ζ
对于45°转弯按转角园化的急弯头考虑，按4.0/=b r 查出 63.0=∆zy k ζ
图5-20变截面转弯
B=0.3，按α=45°查出； C=0.94，64.1700
1150
/==
b a 查教材图8-16d ∴ 18.094.03.063.0"5=⨯⨯=ζ
Pa h jb 52618.0"5=⨯=∆
Pa h h h jb jb jb 37532"5'55=+=∆+∆=∆
C .总烟道 为三台锅炉的合流总烟道，它包含两部分局部阻力，一是三个分支烟道合流进入总烟道形成的局部阻力（图5-21），此种合流形式尚无相适应的阻力系数可查，故按不对称合流三通考虑；另一是总烟道进入烟囱的出口阻力。

对于不对称合流三通，根据面积比和流量比， 98.02
/54.1752
.02/65==F F
67.02
/4847516158
2/65==Q Q 当α=45°时，查教材图8-21得5.0=zh ζ 动压头 Pa h d 312
7.881.02
2
2
02
=⨯==
ρω
侧支管阻力 Pa h h d zh zh 15315.06=⨯=⨯=∆ζ
烟囱入口阻力，查[设计手册]表2-3得阻力系数4.1'6=ζ则：
图 5-21 三分支合流进入总烟道
Pa h h d 43314.1''666=⨯==∆ζ
∴ Pa h h h zh jb 584315'66=+=∆+∆=∆
4.4 烟囱设计
1.烟囱高度的确定
采用机械通风的锅炉房，烟囱高度是由环境卫生的要求确定的。

根据《锅炉烟尘排放标准》GB3841—83，生产用、采暖用、生活用锅炉烟囱高度应符合表64-的规定。

锅炉房总的锅炉额定出力为h t 1863=⨯，所以烟囱高度选定为40m 。

2.烟囱出口和底部直径的计算
根据烟囱高度，选取烟囱出口烟速s m /15'
2
=ω,而总烟囱气量yf V 为48475h m 3，所以，烟囱出口直径：
m V d yf
07.115
48475
0188
.00188
.02
2===ω 本设计采用 mm d 11002= 烟囱底部直径 yz iH d d 221+= 式中 i -——烟囱的锥度，取i=0.02。

∴ m d 7.24002.021.11=⨯⨯+= 3.烟囱阻力计算
采用机械通风可简化计算，烟气在烟道和烟囱中的冷却不考虑，所以烟囱出口烟温认
为就是排烟温度py ϑ，即176℃。

烟囱出口烟气流速 s m F V yf 2.141
.1785.0360048475
36002
2
2=⨯⨯=
⨯=
ω 动压头 Pa h dy 822
2.1481.02
=⨯=。

（1）烟囱沿程摩擦力 按教材式（8-29）计算 2
822
ρωλ
=
=
∆i
h m yz
式中 λ——沿程摩擦阻力系数，查教材表8-1得05.0=λ； i ——烟囱的锥度 取02.0=i 。

∴ Pa h h dy m
yz 268202
.0805
.002.0805.0=⨯⨯=⨯⨯=
∆
（2）烟囱出口阻力（动压损失）
dy jb
yz h h ⋅=∆ξ
式中 ξ——烟囱出口阻力系数，取用1.1。

∴ Pa h jb
yz 90821.1=⨯=∆
烟囱阻力 Pa h h h jb yz m yz yz 1169026=+=∆+∆=∆
4.烟囱引力计算
已知 烟囱内烟气平均温度，设176==py vj ϑϑ℃；外界空气温度10+=k t ℃（取采暖期间的最高室外温度）；
标准状态下空气和烟气密度3293.1m kg o k =ρ，334.1m kg o y =ρ。

所以烟囱引力为：
)273
273273273(+-+=pf o
y k o
k yz yz t g H S ϑρρ
)273
176273
34.127310273293.1(81.940+-+⨯⨯=
Pa 75.169=
引风机出口至烟囱出口烟道总阻力为：
yz jb jb jb h h h h h ∆+∆+∆+∆=∆∑6542
Pa 309116583798=+++=
显而易见，yz S h >∆∑2，所以，引风机出口为正压。

本设计由于引风机安装在锅炉房内，施工时应注意引风机出口侧的烟道及其接头处的严密性，以改善锅炉房内的卫生条件。

4.5 锅炉烟道总阻力
烟道流动总阻力可按教材式（8—32）计算：
[]y
o y
y
gl
b h h h 101325
293.1)1(21⨯
⨯
∆∑++∆∑=∆ρμ
对于层燃炉因烟气中含尘浓度较低，可不考虑灰分浓度的影响，即0=μ；
式中 o
y ρ——在标准状态下烟气的密度，3m kg ；
y
o
k pj y o
y
V V A αρ306.101.01+-=
其中 pj α——平均过量空气系数，等下1.725（由锅炉热力计算书提供）；
∴ 3287.1528
.6362
.3725.1306.102.1701.01m kg o
y =⨯⨯+⨯-=
ρ
y b ——烟气的平均压力，其值为当地平均大气压力b 减去烟道总阻力的一半，
但如烟道总阻力h ∆∑不大于Pa 3000时，可采用Pa b b y 100400==。

∴ Pa h y
gl 1877100400
101325
293.1287.1)3091560(=⨯⨯
+=∆ 由计算表明，配套引风机的压头对于此锅炉有足够的富裕压头。

第五章 燃料供应及除灰设备
5.1 锅炉房耗煤量的计算
已知：煤的低位发热量：kg /k 12288y dw
J Q
=
最大计算热负荷：kw 11096=Q 采暖年热负荷：W Q k 21.7106
n
⨯=
锅炉效率：%76q1
=η
计算：
1.锅炉房最大小时耗煤量B
锅炉房最大小时耗煤量，可按采暖最大热负荷进行计算：
kg/h 104.28100
36003g1
y w
d'⨯=⨯⨯⨯=
ηQ
Q B
2.锅炉房最冷月昼夜平均耗煤量1B
本设计按两班制计算采暖小时数；和一班值班采暖小时数，则：
24
816.11B B B ⨯⨯+⨯=ϕ
式中ϕ'
= 0.45，为值班采暖时的采暖系数，见前面采暖年热负荷计算
kg/h 103.51024
4.28
0.4584.2816331⨯=⨯⨯⨯+⨯=
B
3.锅炉房最冷月耗煤量B 2
2520t/m 103.524308
2
=⨯⨯⨯=B 4.锅炉房年耗煤量B 3
年耗煤量按采暖年热负荷计算：。

8365t/a 761228810036001021.71003600151
y dm
n
3
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=
ηϕ
Q Q B
5.2 运媒系统的选择
1.锅炉房运煤方式的选择
由于耗煤量较大，所以考虑采用机械化运煤方式，并选用埋刮板输送机，其优点：烀 形尺寸小，占地少，可节约土建投资；另外因只有三台锅炉，可采钼Z 形埋刮板输送机， 可同时解決垂直提升和水平输送，布置较为紧凑。

在煤场由手推车将煤运至埋刮板输送机 的受煤斗，在受煤斗上部设有破碎机，大颗粒煤经颚式破碎杌破碎后由Z 形埋刮板输送机 将煤输送至锅炉前的储煤斗。

2.埋刮板输送机
运煤系统的输送量按下式计算：
h /t t
241K
B Q =
式中 B 1—锅炉房发展后的最冷月份昼夜平均耗煤量，t/h; K —运输不平衡系数，取1.2;
t —运煤系统每昼:夜工作时间，h ，按一班制运煤，取6h 。

t/h 8.166
2
.15.324=⨯⨯=
Q
以此输煤量选取MZ16型埋刮板输送机，关于埋刮板输送机的计算从略。

3.炉前储煤斗体积
炉前媒斗的储煤量，与运煤作业班次及热负荷的性质有关。

锅炉在采暖期运行时是 班制作业，所以煤斗储煤量按10小时锅炉最大小时燃料消耗量计算：
h /t 26.14328
.41031010=⨯=⨯
=B B
锅炉房设有运煤层的输煤廊设炉前储煤斗充满系数为0.8；煤的堆积密度P = 0.8 t/
不考虑过渡溜媒斗储煤量时，则需媒斗容积为:
31097.2085
.08.026.148.0m B V =⨯==ρ
锅炉房工艺布置结果，炉前煤斗选定结构尺寸如图5-22所示，实际体积为：
3
2211212
11126]
8.1)465.02(6.2)65.042[(6
9
.35.06.24])a a 2()a a 2[(6a m b b H H b V =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=++++
••=
5.3 除尘及除灰设备的选择
1.除尘器的选择
由于双级蜗旋除尘器具有体积小，阻力低、材料省，尤其除尘器间高度矮等优点，故 本设计仍采用XSW-6.5型，逆;时针双级蜗旋除尘器。

2.除渣设备的选择
锅炉的燃饶设备是倾斜式往复推动炉排，锅炉要求连续除渣，故选用B-600型。

水槽密封的翼板式除渣机两套。

用第一链将各台锅炉灰渣水平输送至锅炉房右端；与第一链相垂直布置的第二链将灰渣转90°运至设于锅炉房后端的除渣仓，然后定时用汽车将灰渣送走。

锅炉房灰渣系统排除灰渣的总量可按教材式（11-5 )计算：
)
32657100100(4y
⨯+=y
dw Q q A B G t/h
式中 B ——锅炉房最大小时耗煤量，为4.28t/h;
y
A
——煤的应用基灰分，；17.02%;
4q ——锅炉的固体不完全燃烧损失，取7%; 32657——灰渣中可燃物的发热量为32657k J/kg 。

∴ h G /t 84.032657
10012288710002.17(28.4=⨯⨯+=）
5.4 确定煤场和渣场面积
1.煤场面积由下式估算: ρϕ
H BMNT
F =
m² 式中 T —一昼夜锅炉运行时数，取2Gh;
M ——煤场储煤天数，30;
N ——煤堆过道占用面积的系数t 取1.6; H ——煤堆高度，按装卸车堆煤高度取4m; P ——煤的堆积密度，0.85t/m³;
ϕ——堆角系数，0.7。

∴ 217627
.085.0420
6.13028.4m F =⨯⨯⨯⨯⨯=
2.灰渣场面积
由于灰渣直接由汽车从灰渣仓运走，故无需设置灰渣场。

第六章锅炉房布置的简要说明
本锅炉房是新的独立建筑，朝向东南；锅炉间为双层布置，它由锅炉间、辅助间、运煤间和风机除尘间四大部分组成。

产生噪声和污染的运煤机、风机和除尘器都与操作间进行了隔离，保证了操作间良好的工作环境。

在操作间的炉前设有控制室，其中安置了仪表柜，控制柜等设施。

锅炉间跨距为15m，柱距6m，屋架下弦标高9.9m，操作间地面标高3.0m，建筑面积为2⨯23⨯15=690㎡；辅助间为三层，每层高3.6m，建筑面积3⨯21⨯6=378㎡；运煤廊标高13.3m，屋顶下弦标高16.3m，建筑面积为21⨯3.9=81.9㎡；风机除尘间跨度6m，屋顶下弦标高4m，建筑面积为23⨯6=138㎡。

锅炉房总面积为1287.9㎡。

烟道皆为地上布置。

锅炉房工艺设计图共五张：
1.三台SHW4.2-1.0/130/70-H型锅炉房热力系统图；
2.三台SHW4.2-1.0/130/70-H型锅炉房运行层平面布置图；
3.三台SHW
4.2-1.0/130/70-H型锅炉房底层平面布置图；
4.三台SHW4.2-1.0/130/70-H型锅炉房运煤层平面图；
5.三台SHW4.2-1.0/130/70-H型锅炉房剖视图。

第七章锅炉房主要设备表
表1-15
本次锅炉与压力容器安全课程设计综合运用了本专业所学课程的理论，设计工作培养和提高了我们能独立工作学习的能力，巩固与扩充了锅炉与压力容器安全课程所学的内容，掌握锅炉与压力容器安全设计的方法和步骤，掌握锅炉与压力容器安全设计的基本的程序懂得了怎样运用不同的安全分析事故发生的情况，怎样确定分析方案，了解系统的基本结构，提高了计算能力，绘图能力。

所以锅炉的特点要求我们更加注意锅炉的安全管理，制定相应的预防措施和应急措施。

生活锅炉安全经济运行是保障人民生命安全，促进国民经济发展，合理使用和节约能源的重要保证。

锅炉是受火焰加热且具有爆炸危险的特殊工业设备和压力容器，其安全性尤为重要。

只有在充分保证工业锅炉安全运行管理的基础上，才能保证工业锅炉的经济运行。

因此生活锅炉经济运行是满足安全生产、保护环境和运行可靠的前提下，通过科学管理、技术改造、提高操作及运行水平，使工业锅炉实现热效率高的状态，预防锅炉发生超压爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失。

为期一周的锅炉与压力容器安全课程设计即将结束，从布置设计任务到设计完成，从选题，查找资料，全面认识设计内容，理清设计思路，到编写设计说明书，我们小组讨论分析，提出设计方向，遇到很多问题，但在张老师的指导下，帮我们走出误区，找准方向，引导我们如何分析问题，查找相关的资料，让我们学会很多分析问题的方法，谨向张老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

感谢我们小组的成员，团结合作，相互指导设计，让我觉得这次的小组合作很愉快。

感谢帮我梳理论文结构，耐心指导我使用word的同学们，有你们让我的生活很快乐。

锅炉与压力容器安全课程设计
参考文献
［1］孟燕华，程乃伟.锅炉与压力容器安全锅炉与压力容器安全［M］．第1版.北京：中国劳动社会保障出版社，2008
［2］吴伟龙，锅炉习题试验及课程设计［M］．第2版.北京气象出版社中国建筑工业出版社，1988
41。