课程设计锅炉锅炉房设备.docx

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石家庄铁道大学四方学院课程设计

锅炉及锅炉房设备

2009级电气工程系

专业建筑环境与设备工程

学号XXX

学生姓名XXX

指导教师XX

完成日期2012年１月8日

目录

第一章设计任务2

1.1　设计内容2

1.2　设计基本要求2

第二章　主要技术指标3

2.1　工程概况3

2.2　相关参数选择3

第三章　锅炉机组的选择4

第四章　给水及给水设备的选择5

4.1　锅炉循环水量的计算5

4.2　循环水泵扬程的计算5

4.3　循环水泵的选择6

第五章　定压及水处理设备的选择7

5.1　膨胀容积的计算7

5.2　定压装置及补水泵的选择7

5.3　软化水设备及软化水箱的选择8

5.4　鼓风机的选择8

5.5　其他9

第六章　水器系统主要管道管径的确定10

6.1　循环水主干管的确定10

6.2　天燃气总管径的确定10

第七章　燃气及排烟系统11

7.1　烟气量的计算11

7.2　燃气及天然气泄露报警装置11

7.3　循环水泵的选择12

第八章　热工控制和测量仪表14

第九章　锅炉房的布置15

设计总结16

参考文献17

第一章　设计任务

1.1设计内容

1、热水锅炉的选取；

2、锅炉房水动力计算

3、锅炉房水处理及烟风阻力计算

4、热水锅炉房系统图

5、热水锅炉房平面图

1.2设计基本要求

1、熟练掌握所学的专业知识，能够综合运用所学知识，独立分析和解决实际问题，具备一定的创新意识和实践能力，获得了科学研究的基础训练。

2、在设计中着重培养理论联系实际的工作做风和严肃认真的科学态度。

3、进一步训练和提高分析设计能力、理论计算能力、计算机应用能力，以及查阅文献资料和文字表达等基本技能。

第二章主要技术指标

2.1　工程概况

本设计为一燃气热水锅炉房系统工艺设计，主要为石家庄某住宅小区采暖提供所需的热能。

2.2相关参数的选择

（1）供热热负荷：

本设计位于石家庄，建筑面积46000m2，建筑高度为34m，系统阻力30m。

（2）面积热指标：

根据《采暖通风规范实施手册》和《城市热力网设计规范》（CJJ34-2002）规定：

住宅供暖面积热指标qn,m为58-64（W/m2）。

本设计取60（W/m2）。

（3）气象资料：

石家庄市属于寒冷地区，地处东经114.41°，北纬38.03°，主要参数列于表2-1。

表2-1室外气象参数表

项目

地表面年平均温度（℃）

地表面最冷月平均温度（℃）

地表面最热月平均温度（℃）

参数值

15.1

-3.2

30.4

（4）水质资料：

表2-2水质参数表

给水总硬度（mmol/L）

给水含氧量（mg/L）

给水PH值

（25℃）

锅水总碱度（mmol/L）

锅水总含盐量（mmol/L）

0.08

≤0.1

6

50

5400

第三章锅炉机组的选择

锅炉房面积为46000m2，面积热负荷为60W/m2，经计算锅炉的热功率为2.76MW。

根据锅炉房的计算容量、所需热水参数和供应燃料品种，选用额定功率为2.8MW的天然气热水锅炉，即WNS2.8-1.0-95/70-Q热水锅炉，锅炉房热水供回温度为95℃/70℃，根据威玛山东铸铁有限工程公司提供的锅炉样本WNS2.8-1.0-95/70-Q型热水锅炉，其技术参数如下：

表3-1WNS2.8-1.0-95/70-Q机组技术参数

锅炉燃料

额定热功率

（MW）

额定出水压力

（MPa）

供、回水温度

（℃）

燃料耗量

（Nm3/h）

天然气

2.8

1.0

95℃/70℃

310.7

第四章给水及给水设备的选择

4.1锅炉循环水量的计算

锅炉循环水量的计算：

t/h（4-1）

式中Q—锅炉额定热负荷,kW；

k—管网散热损失系数，取1.05；

—管网热水的平均比热容，KJ/（Kg·℃）；

—热水供回水温差，℃。

锅炉房循环水量为：

t/h

循环水泵的流量在计算出的锅炉房循环水量基础上附加1.1，经计算得水泵流量为：

t/h；

4.2循环水泵扬程的计算

循环水泵扬程的计算

循环水泵扬程：

　　　　　（4-2）

式中—锅炉房阻力损失，取100kPa；

—供回水管网阻力损失，由计算的300kPa；

—最不利用户内部阻力损失，取50kPa；

循环水泵扬程：

kPa

校核后：

=450×1.2=540kPa=54m

循环水泵的流量在计算出的锅炉房循环水量基础上附加1.1，经计算的水泵流量为：

t/h；

4.3循环水泵的选择

循环水泵台数的选择，为控制方便，以一台锅炉配一台泵的形式，故选择两台立式循环水泵（一台备用），根据上海朝隆泵业有限公司所提供的水泵样本选择ISW系列80-250

（1）A型水泵，其性能参数如下：

表4-180-250

（1）A型水泵技术参数

流量（m3/h）

扬程（m）

效率（%）

电机功率（kW）

转速（r/min）

必需汽蚀余量（m）

121.6

59.5

67

30

2900

4.0

第五章定压及水处理设备的选择

5.1膨胀容积的计算

水容量计算

Va=热负荷×7.8L/KW

Va=2800×7.8=21840L=21.84m³

膨胀容积计算公式：

（5-1）

式中α—水的单位体积膨胀系数，取0.0006；

Δt—水温波动的范围，25℃；

Va—系统总的水容量，m³。

膨胀容积为：

m³

5.2定压装置及补水泵的选择

热水系统的补水量按热网循环水量的2%计算，水泵补水量一般根据系统的正常补水和事故补水确定，并宜为正常补水的4~5倍，本设计按照4倍计算，系统的小时泄漏量，宜为系统总的水容量的1%。

补给水泵的扬程，不应小于补水点压力加30-50kPa的富裕量。

本设计取40kPa。

本设计中，建筑楼度取34m，锅炉房循环水量经计算为101.136m3/h。

补水泵的流量：

101.136×2%×4=8.091m3/h

补水泵的扬程：

34+4=38m

根据以上要求及系统的膨胀容积量、补水泵的流量和扬程选择落地式膨胀水箱，参照陕西三维能源设备有限责任公司的样本，选取落地膨胀水箱的型号为NZG800。

该落地膨胀水箱定压补水为一个整体装置，属于氮气定压。

落地膨胀水箱的隔膜罐中，罐与囊之间充氮气。

其相关参数如下：

表5-1NZG800型膨胀水箱参数

调节容量（m3）

补水泵流量（m3/h）

补水泵扬程（m）

电机功率

（kw）

最高使用温度（℃）

0.31-0.82

4-11

60

5.5

120

5.3　软化水设备及软化水箱的选择

根据自来水的水质资料，选用NTS5-2/10型全自动软化水装置一台，其出水量为2m3/h，为不间断供水。

经软化厚出水硬度0.03mmol/L，符合《工业锅炉水质标准GB1576-2001》总硬度0.6mmol/L的要求。

全自动软化水装置的技术参数如下：

表5-2SN-2-BLL-T型全自动软水器参数

软水流量（m3/h）

产水硬度（mmol/L）

电源（W）

2

0.03

3

选用2m3不锈钢软化水箱一个。

5.4　鼓风机的选择

送风量的计算：

m3/h（5-2）

式中，Bj——计算燃料消耗量，310.7kg/h；

——理论空气量，9.68kJ/m3；

——炉膛出口处的过量空气系数，1.10；

——炉膛漏风系数，取0.10；

——燃料制备系统的漏风系数，取0.05；

——空气预热器中空气漏入烟道的漏风系数，一般取0.05；

tlk——冷空气温度，从锅炉房内吸入冷空气时，可取为30℃。

计算可得：

Vlk=3338m3/h

根据送风量选风机,参照香港泓达国际集团有限公司-汕头公司的样本，选取型号为SB-3.75A的风机。

其相关参数如下：

表5-3SB-3.75A型鼓风机性能参数

型号

风量（m3/h）

功率（kw）

SB-3.75A

3000-4493

5.5

5.5其他

为调节锅炉循环水的水质，选用一台DJ-100型自动加药装置。

锅炉运行时，用户可根据水质情况选购缓蚀剂、阻垢剂、除氧剂、碱度调节剂等，以改善锅炉水质。

因热水用户较为单一，故本锅炉房不设分水缸。

第六章　水气系统主要管道管径的确定

6.1循环水主干管管径的确定

1、锅炉房循环水进出总管管径

总管流量可由下式计算

m³/h

若取管内流速为1.5m/s，则每台循环水管管径可由下式计算

式中d0—管道内径，mm；

G—工作状态下的体积流量，；

v—工作状态下的流速，m/s。

循环水进出总管管径取DN150。

2、循水泵至锅炉循环水管管径

水泵至锅炉循环水管道为单管制，根据锅炉循环水量

m³/h

若取管内流速为1.5m/s，则每台循环水管管径可由下式计算

水泵至锅炉循环水管管径取DN150

6.2天然气总管管径的确定

根据锅炉房总的天然气耗量G=310.7，天然气压力为20kPa，工作状态下的体积流量（不考虑温度因素）可简化计算G≈310.7/1.2=258.92。

若取管内流速8m/s，则天然气总管管径为

天然气总管管径取DN125。

第七章燃气及排烟系统

7.1烟气量的计算

燃气种类为天然气时：

，，k=2。

1）理论烟气量

2）理论空气量

3）实际空气量

4）过量空气系数

5）过量空气

6）实际烟气量

7.2燃气及天然气泄露报警装置

在进气总管上装有自动切断阀，设置在专门的天然气切断阀间内，自动切断阀采用自动关闭、现场人工开启型。

切断信号来自于控制室的泄漏警报装置，连接报警装置的探头安装在锅炉房内燃气易泄露处。

探头供选用4个。

一旦燃气泄漏浓度打到爆炸下线LET的1/4时报警，持续1min后通过自动切断阀，迅速切断供气，并同时启动连锁的排风系统（排风系统由暖通专业设计）将室内的泄漏气体排至室外，以确保锅炉安全运行。

天然气泄漏报警装置选用一台型号为4802C的可燃气体检测系统。

另在切断阀前及感官末端接放散管，并在放散管上装设取样管。

燃气体检测系统的技术参数：

型号：

4802C

测量范围：

0~100%LEL

报警点：

25%LEL

报警方式：

独立光报警、公共声报警

响应时间：

7.3烟囱

1、烟囱出口直径

式中，Vyz——通过烟囱的总烟气量，m3/h；

n——利用同一烟囱的同时运行的锅炉台数；

——烟囱出口烟气流速，m/s，按下表3-1选用。

式中查烟囱出口处烟气流速表可得，本设计取11m/s。

表7-1烟囱出口处烟气流速（m/s）

通风方式

运行情况

全负荷时

最小负荷

机械通风

10-20

4-5

自然通风

6-10

2.5-3

2、烟囱底部直径

式中i—烟囱锥度，通常取0.02—0.03。

查表8-6可知，烟囱最低允许高度H=35m，所以

锅炉烟道及烟囱均采用不锈钢保温预制产品。

烟囱内径为800mm同锅炉出口，烟囱直接排至室外，高度为出屋面2m。

按锅炉房设计规程，燃气锅炉烟道应设置泄爆装置，本锅炉因无水平烟道，烟囱又直通室外，故未设防爆门。

第八章　热工控制和测量仪表

锅炉由它带来的控制柜进行控制，能显示锅炉运行时水的压力、温度及燃气压力等参数，具有全自动运行功能。

如具有火焰自动调节、炉膛自动吹扫和火焰、风压自动检测功能以及出水压力高低自动检测功能；循环水温度超过设定值后的自动待机和温度降低后的自动启动等功能。

具有多项安全连锁功能，如水泵、风机过载；点火失败、异常熄火、风机无风、燃气压力过低过高、排烟温度过高、循环水断水等故障连锁保护功能；循环水温度超过（低于）设定值后的自动待机（自动启动）等功能，以确保锅炉的安全正常运行。

第九章　锅炉房的布置

锅炉房布置应满足各种设备的工作安全可靠，运行管理和安装检修便利；同时还应节省用地用材，提高建设和运行的经济性。

锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑，锅炉房与相邻建筑物之间应留有防火间距，具体要求与建筑物的耐火等级有关。

出于安全方面的考虑，锅炉房应采用轻型屋顶，门的数量和开向也有要求。

锅炉房地面应平整无台阶。

为防止积水，底层地面应高于室外地面。

设备布置在地下室时，应有可靠地排水设施。

锅炉房工艺布置原则：

首先要考虑将来运行的安全可靠和操作的方便灵活。

其次，设备的布置应尽量顺其工艺流程，使介质和物料的流程简短、畅通、减少流动阻力和动力消耗，便利运输。

第三，布置时要为安装、检修创造良好的条件。

第四，应注重改善劳动、卫生条件，尽量减少环境污染。

第五，要重视和落实安全设施，保证安全生产，防止重大事故发生。

第六，在建筑结构上，工艺布置时应尽量参照建筑模数和其他有关规定。

第七，锅炉房布置时还应根据工厂企业生产规模的近、远期规划，留有扩建的余地，设备选择和布置，应有一次设计分期建设的可能。

第八，当锅炉采用露天布置时，应按漏天气候条件因地制宜地采取有效地防冻、防雨、防风和防腐等措施。

设计总结

热水锅炉系统工艺设计的锅炉房设计从最开始的一片茫然到逐步一点点的进行，设计画图，知道最后可以及时的完成任务，在此过程中我收获量很多。

其中，使我感触最深的就是设计中需要有独立完成和团结协作的能力。

在设计过程中很多数据和方法需要自己通过查阅技术措施以及相关产品的样本独立思考去完成，它锻炼了我的独立自主能力，与此同时，与同学的互相讨论与合作的过程中，也让我知道了自己的不足之处，更享受了难得的同学团结合作的快乐。

不仅这样，课程设计中要做到仔细、细心也是我所收获的，通过很多次得修改才最终完成这次的课程设计。

有了这次课程设计的经验，我会从中吸取经验教训，牢记中途遇到的问题及解决办法，争取在毕业设计乃至以后的工作中，避免再犯同样的错误。

参考文献

[1]杨生茂主编.暖卫及煤气设备材料分册[M].北京.中国计划出版社.1999.

[2]何天祺主编.供暖通风与空气调节[M].重庆.重庆大学出版社.2002.

[3]中国建筑学会暖通空调委员会,中国建筑工业.暖通空调新技术[M].北京.中国建筑工业出版社.1999.

[4]辽宁省建设厅编.暖、卫、燃气、通风空调建筑设备分项工艺标[M].北京.中国建筑工业出版社.2001.

[5]向迪主编.建筑电气·给排水·暖通·空调设备安装工程[M].北京.光明日报出版社.2002.