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2
=1.8t/h,P
=0.2MPa;
凝结水回收率a=90%;
通风用汽
3
=1t/h,P
凝结水回收率a=75%;
生活用汽
D4=1.2t/h,P4=0.2MPa；
凝结水回收率a=0.
三热负荷计算及锅炉选择
3.1热负荷计算
〈1〉采暖季最大计算热负荷
D1=K0（K1D1+K2D2+K3D3+K4D4）t/h
式中
K0——考虑热网热损失及锅炉房汽泵、吹灰、自用蒸汽等因素的系数,取1.055；
K1——生产用汽的同时使用系数,取0.8，
K2——采暧用汽的同时使用系数,取1,
K
——通风用汽的同时使用系数,取0.9,
4
——生活用汽的同时使用系数,取0.5，
∴
D1=1.055（0.8×
3.0+1×
1.8+0.9×
1+0.5×
1.2）=6.0135t/h
〈2〉非采暖季最大计算热负荷
D2=K0（K1D1+K3D3）=1.05（0.8×
2.6+0.5×
1.0）=2.709t/h
3.2锅炉型号与台数的确定
根据最大计算热负荷5.985t/h及生产、采暖和生活用汽压力均不大于
0.4MPa,本设计选用KZL4-0.7-A型锅炉三台。
采暖季三台锅炉基本上满负荷运
行;
非采暖季一台锅炉运行,负荷率约在80%左右。
锅炉的维修保养可在非采暖季进行,故本锅炉房不设置备用锅炉。
四给水及水处理设备的选择
4.1给水设备的选择
〈1〉锅炉房给水量的计算
G=KD（1+PPw）t/h
K——给水管网漏损系数,取1.03;
D——锅炉房蒸发量,t/h;
PPw——锅炉排污率,%,本设计根据水质计算,取10%。
对于采暖季,给水量为
G
=KD
（1+P
Pw
）=1.03×
6.0135×
（1+0.10）=6.813t/h
对于非采暖季为
2.709（1+0.10）=3.069t/h
4.2给水泵的选择
给水泵台数的选择,应能适应锅炉房全年负荷变化的要求。
本锅炉房拟选用
四台电动给水泵,其中一台备用。
采暖季三台启用,其总流量应大于1.l×
13.22t/h,现选用：
型号
GC-5
流量
扬程
6m/h
11271kPa
电机型号
功率
转数
铁岭市银州厂区及生活区的供热锅炉房工艺设计Y132S2-2
7.5KW
2950r/min
选水管
Dg40,
出水管Dg40
因KZL4-0.7-A型锅炉为轻型炉墙结构,炉体蓄热能力不大,停电时,“给水
泵停止给水不会造成锅炉缺水事故”。
所以,本设计不设置备用汽动给水泵。
4.3给水箱体积的确定
本锅炉房容量层小,按"
低压锅炉水质标准"
规定给水应经除氧处理。
考虑到
作为课程设计的示例之一,为简化系统,本锅炉房按不设给水除氧装置布置,将凝
结水箱和软水木箱合一,作为锅炉的给水箱。
为保证给水的安全可靠和检修条件,给水箱设中间隔板,以便水箱检修时互相切换使用。
给水箱体积,按贮存1.25h的锅炉房额定蒸发量设计,外形尺寸为
3000×
3000mm,计9m。
4.4水处理系统设计及设备选择
根据原水水质指标,本设计拟采用纳离子交换法软化给水。
由于原水总硬度
高达2.95me/L,属高硬度水,所以决定选用逆流再生纳离子交换器两台,以732排
树脂为交换剂。
为提高软化效果和降低盐耗,两台交换器串联使用，当第一台交
换器的软化水出现硬度时,随即把第二台串入使用；
直至第一台交换器出水硬度
达1~1.5me/L时,停运第一台,准备再生,由第二台交换器单独运行软化,如此循环使用。
五计算及装置选择
5.1锅炉排污量的计算
锅炉排污量通常通过排污率来计算,排污率的大小,可由碱度或含盐量的平
衡关系式求出,取其两者的较大值。
按给水的碱度计算排污率：
PA=
（1-a）AgsAg-Ags
%
式中Ags——给水的碱度,由水质资料知为2.0me/L；
g
——锅水允许碱度,据水质标准,对燃用固体燃料的水火管锅炉为22me/L；
a——凝结水回收率,本设计可由下式决定；
0.9D20.9×
1.8a=max=
（1-0.2694）×
2.022-2.0
=26.94%
=7.306%
按给水中含盐量〈溶解固形物〉计算排污率
P
S
=
（1-a）SgsSg-Sgs
其中给水含盐量Sgs,已知为425mg/L,锅水允许含盐量,Sg为4000mg/L,
PS=
（1-0.2694）×
4254000-425
=7.78%
故此,锅炉排污率取8%。
5.2软化水量的计算
锅炉房采暖季的最大给水量与凝结水回收量之差,即为本锅炉房所需补充的软化水量：
Grs=KD
）−a
=1.03×
6.0135（1+0.08）−0.9×
1.8=5.069t/h
5.3钠离子交换器的选择计算
表
5-1
序号
名称
符号
单位
计算公式或来源
数值
1.
软化水量
Grs
t/h
先前计算
8．15
5
2.
软化速度
υars
m/h
根据原水H0=7.35me/L
10
3.
所需交换器截面积
F′
m2
Grs/υ′rs=8.15/10
0.815
4.
实际交换器截面积
F
选用Φ1000交换器两台,轮换运行
0.785
5.
交换剂层高度
h
m
交换器产品规格
6.
运行时实际软化速度
υ
Grs/F=8.15/0.785
10.38
7.
交换剂体积
V
m3
hF=2×
1.57
8.
交换剂工作能力
E0
ge/m3
732#树脂1100~1500
1100
9.
交换器工作容量
E
ge
VE0=1.57×
1100|
1727
10.
运行延续工作时间
En12771
Grs（H0H）8.15（7.35-0.04）
29.0
11.
小反洗时间
τ1
min
取用
12.
小反洗水流速度
9
13.
小反洗耗水量
Fυτ1=0.785×
9×
10/60
1.18
14.
静置时间
τ2
交换刻回落、压脂平整,取用
15.
再生剂{食盐}纯度
φ
工业用盐,取用
95
16.
再生剂单耗
q
g/ge
逆流再生
90
17.
再生一次所需再生剂量
Gy
kg
Eq/1000Cy=
163.6
18.
再生液浓度
Cy
19.
再生一次所需剂量
Vzs
Cy/1000Cy=163.6/1000×
0.05
3.27
20.
再生一次耗水量
V3
近似等于Vzs
21.
再生速度
低速逆流再生,取
1.8
22.
再生时间
τ3
60V3/Fυ3=60×
3.27/0.785×
139
23.
逆流冲洗时间
τ4
低速将再生液全部顶出交换器
75
24.
逆施冲洗耗水量
V4
υ3Fτ4/60=1.8×
0.785×
75/60
1.77
25.
小正洗时间
τ5
8
26.
小正洗速度
υ5
27.
小正洗耗水量
V5
Fυ5τ5/60=0.785×
8×
8/60
0.84
28.
正洗时间
τ6
29.
正洗速度
υ6
30.
正洗耗水量
V6
Fυ6τ6/60=0.785×
10×
1.3
31.
再生过程所需总时间
τ
τ1+τ2+τ3+τ+τ+τ=10+4+139+75+8+10
246
32.
再生需用自来水耗量
Vsl
V1+V5+V6=1.18+0.84+1.3
3.32
33.
再生需用软水耗量
Vrs
V3+V4=3.27+1.77
5.04
34.
再生一次总耗水量
Vz
Vsl+Vrs=3.32+5.04
8.36
逆流再生离子交换器在连续运行8~10周期后,一般宜进行一次大反洗,以除
6
去交换剂层中的污物和破碎的交换剂颗粒。
大反洗流速取10m/h,时间约15min大反洗后的第→次再生,其再生剂耗量比正常运行时约增大一倍。
大反洗前,应先进行小反洗,以保护中间排管装置。
5.4再生液〈盐液〉的配制和贮存设备
为减轻搬运食盐等的劳动强度,本设计采用浓盐溶液池保存食盐的方法,即
将运来食盐直接倒入浓盐液池。
再生时,把浓盐液提升到稀盐液池,用软水稀释至要求浓度,再由盐液泵输送至离子交换器再生,
5.5浓盐液池体积的计算
本锅炉房销离子交换器运行周期为29+4.1臼3311,每再生一次需耗盐163.6kg,
如按贮存10天的食盐用量计算,则浓盐液〈浓度26%〉池体积为4.57%
5.6稀盐液池体积的计算
1024163.6330.261000
再生一次所需稀盐液〈浓度5%〉的体积为3.27m,若按有效容积系数0.8
计算,稀盐液池体积为4m本设计拟用混凝土砌筑一个尺寸为3000×
2000×
1500盐池,浓、稀盐池各为一半。
5.7盐液泵的选择
盐液泵的作用:
其一是将浓盐液提升至稀盐液池,其二是输送稀盐液至离子交换器,过量的部分稀盐液流回稀盐液池进行扰动,使之浓度均匀。
盐液泵运转时间短,不需设置备用泵。
为防盐液腐蚀,选用102型塑料离心
泵一台；
流量6t/h,扬程196kPa,电机功率1.7KW,转速2900r/min,该泵进口管径Dg40,出口管径Dg320
5.8原水加压泵的选择
有时自来水水压偏低,为了确保再生时所需的反洗水压和软化过程所需克服
7
交换器阻力的水压,特设置原水加压泵1台：
型号IS65−40−250,流量12mh,扬
程196kpas电机Y100L
−4,功率2.2KW,转速1450rGI。
该泵进口管径Dg40,出口管径也为Dg400
六汽水系统主要管道管径的确定
6.1锅炉房最大用水量及自来水总管管径的计算
自来水总管的流量,即为锅炉房最大用水量,包括以下几项：
〈1〉运行交换器的软水流量Grs,
计8.15t/h
〈2〉备用交换器再生过程中的最大瞬时流量,以正洗流量计,
Fυ
=0.785×
19=7.85t/h；
〈3〉引风机及给水泵的冷却水流量,按风机轴承箱进水管径Dg15、水速2m/s计算,冷却水流量约1.3t/h；
〈4〉煤场、渣场用水量,估计约0.5t/h；
〈5〉化验及其他用水量,约0.7t/h；
〈6〉生活用水量,粗略取值1t/h。
如此,锅炉房最大小时用水量约为19.5t。
若取管内水速为1.5m/s,则自来水总管管径可由下式计算：
d
=2
G0
3600πω
19.53600×
π×
1.5
=0.068m
本设计选用自来水总管管径d
=89×
4mm。
6.2与离子交换器相接的各管管径的确定
交换器上各连接管管径与其本体的对应管径一致,即除进盐液管管径为Ds40外,其余各管管径均为Dg500
6.3给水管管径的确定
〈1〉给水箱出水总管管径
出水总管的流量,按采暖季给水量G1〈13.22t/h〉考虑,若取管内水选为
2m/s,则所需总管内径为48mm。
本设计适当留有余量,选用管径为Φ73×
3.5mm〈2〉给水母管管径
本设计采用单母管给水系统。
给水母管管径确定与给水箱出水总管相同,
即Φ73×
3.5mm。
进入锅炉的给水支管与锅炉本体的给水管管径相同,直径为Φ44.5×
3mm,且在每一支管上装设调节阀。
6.4蒸汽管管径的确定
〈1〉蒸汽母管管径
为便于操作以及确保检修时的安全,每台锅炉的蒸汽母管直接接入分汽缸,
其直径为Φ133×
4mm在每台锅炉出口和分汽缸入口分别装有闸阀和截止阀。
〈2〉生产用蒸汽管管径
生产用汽管的蒸汽流量G1=KoD1=1.05×
3.7=3.89t/h,生产用汽压力为0.4MPa,υzl=0.3816m/kg。
蒸汽流速取35m/s,则
dzl=2
Gzlνzl×
103600πω
3.890.3816103600
=0.122m
选取生产用汽管管径为Φ133×
〈3〉采暖用蒸汽管管径e
采暖用汽管流量为1.05×
7.8=8.19t/h,蒸汽压力为0.3IUPa,仍按流速35m/s计算,决定选取管径Φ219×
6mm。
〈4〉生活用蒸汽管管径
蒸汽流量为1.05×
0.7=0.74t/h,蒸汽压力和取用流速与采暖蒸汽管相同,经计算决定选用管径为Φ73×
3.5mm的无缝钢管。
七分汽缸的选用
7.1分汽缸的直径的确定
已知采暖期最大计算热负荷D
=11.67t/h,蒸汽压力P=0.4MPa,比容
υ′′=0.3816m/kg,若蒸汽在分汽缸中流速ω取用15m/s,则分汽缸所需直径为
D=2
max3
11.670.38161036003.1415
=0.324mm
本设计拟采用Φ377×
9mm的无缝钢管作为分汽缸的简体。
7.2分汽缸简体长度的确定
分汽缸简体长度取决于接管管径、数目和结构强度,同时还应顾及接管上阀
门的启闭操作的便利。
本设计的分汽缸简体上,除接有三根来自锅炉的进汽管
〈Φ133×
4〉和供生产,〈Φ133×
4〉、采暧〈Φ219×
6〉及生活〈Φ73×
3.5〉用汽的输出管外,还接有锅炉房自用蒸汽管〈Φ57×
3.5〉、备用管接头
〈Φ108×
4〉、压力表接管〈Φ25×
3〉以及疏水,飞管等。
分汽缸简体结构和管孔布置如图5-1所示,简体由Φ377×
9无缝钢管制作,长度为2820mm。
八送、引凤系统的设备选择计算
为了避免相互干扰,锅炉的通风除尘系统按单台机组独立设置。
以下均按单台锅炉的额定负荷为基础进行计算。
8.1锅炉燃料消耗量的计算
根据生产用汽参数,本锅炉房降压至0.5MPa运行。
在此工作压力下,查得tb=158℃、i′′=2754.6kJ/kg、r=2087.6kJ/kg。
又知固体不完全燃烧热损失
q4=10%、锅炉效率η=72%以及蒸汽湿度FV=2%,给水温度45℃。
如此,燃料消耗量
B=
D（i
′′
Wriqs）+Dpw（iηQdw
ps
i
gs
）
4000（2754.60.02×
2087.6188.4）+0.1×
4000（661.5188.4）
0.72×
21350
=669kg/h
而计算燃料消耗量为
B
j=B（1－
q4
100
）=669（1－）602 kg/h,
8.2理论空气量Ｖk和理论烟气量Ｖ
Ｖ
k
=0.0889（C+0.375S〉+0.265H－0.0333O
=0.0889（57.42+0.375×
0.46〉+0.265×
3.81-0.0333×
7.16=5.89mN/kg
Ｖy=0.01866（C+0.375S）+0.79Ｖk+0.008N
+0.111H+0.0124W+0.0161Ｖ
=0.01866（57.42+0.375×
0.46）+0.79×
5.89+0.008×
0.93
十0.111×
3.81+0.0124×
8.85+0.0161×
5.89
=6.15mN/kg
8.3送风机的选择计算
已知炉膛入口的空气过量系数G;
=1.30,在计及修正和裕度后,每台锅炉的送风机的风量为
Ｖsf=β1a1BjＶ
tlk273
273
×
101325
11
=1.05×
1.30×
602×
5.89×
=5337m/h
其中,β1为送风机流量储备系数,取1.05。
101998
因缺空气阻力计算资料,如按煤层及炉排阻力为784Pa、风道阻力为98Pa估算,则送风机所需风压为
Hsf=β2∑
Δh
t
lk
sf
+273
b
=10.1（748+98）
30+273101325
20+273101998
=997Pa
其中,β
为送风机压头储备系数,取1.1,tsf
为送风机设计条件下的空气温度,
由风机样本查知为20℃。
所以,选用T4−72−11型№4A送风机,规格：
风量7460m/h,风压1290Pa；
电机型号Y132S1−2,功率5.5KW,转速1450r/min。
8.4引风机的选择计算
计及除尘器的漏风系数∆a=0.051后，引风机入口处的过量空气系数a
py
=1.65
和排烟温度υpy=200℃,取流量储备系数β1=1.1,则引风机所需流量为
Ｖyf=β1Bj[Ｖy+1.0161（apy-1）Ｖk]
py+273
=1.1×
602[6.15+1.0161（1.65-1）×
5.89]
=11444mvh
需由引风机克服的阻力,包括:
〈1〉锅炉本体的阻力
按锅炉制造厂提供资料,取∆h1≈588Pa。
〈2〉省煤器的阻力
200+273101325
273101998
根据结构设计,省煤器管布置为横4纵10,所以其阻力系数为
12
ξ=0.5Z
=0.5×
10=5,
而流经省煤器的烟速为8.56m/s,烟温为290℃,由教材线算图8−３查得于
=22.6Pa,再进行重度修,则省煤器阻力为：
∆h2=ξ
ωρ
ρy1.340
0=5×
22.6×
=117Pak
〈3〉除尘器的阻力
本锅炉房采用XS-4B型双旋风除尘器,当烟气量为12000m/h,阻力损失686Pa。
〈4〉烟囱抽力和烟道阻力
由于本系统为机械通风,烟囱的抽力和阻力均略而不计,烟道阻力约计147Pa。
因此,锅炉引风系统的总阻力为：
∑
Δh2
=Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=588+117+686+147
=1538Pa
引风机所需风压
Ηuf=β
tyf+273
101325200+273101325×
=1.2×
1538×
×
b200+273101998
=1833Pa
其中风压储备系数β2取1.2,引风机设计条件下介质温度tyf=200℃。
所以，本设计选用Y5－47型№6C引风机，其流量12390m/h，风压2400Pa；
电机型号Y160M2—2，功率15kw，转速2620r/min。
8.5烟气除尘设备的选择
链条锅炉排出德烟气含尘浓度大约在2000mg/m
N
以上，为减少大气污染，
本锅炉房选用XS—4B双旋风除尘器，其主要技术数据如下：
烟气流量
13
12000m3/h，进口截面尺寸1200×
300mm。
烟速9.3m/s；
出口截面尺寸
ф606mm，烟速11.8m/s；
烟气净化效率90~92%；
阻力损失588~686Pa。
除尘后，烟气的含尘浓度为
C
≈2000（1－0.90）=200mg/m3N
8.6烟囱设计计算
本锅炉房的三台锅炉合用一个烟囱，拟用红砖砌筑，根据锅炉房容量，由表4-6选定烟囱高度为40m。
烟囱设计主要是确定其上、
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