1、目录:1. 锅炉型号和台数的选择1.1 热负荷计算1.2 锅炉型号和台数选择2. 水处理设备的选择及计算2.1 确定水处理设备生产能力2.2 决定水的软化方法2.3 软化设备选择计算3. 给水设备和主要管道的选择计算3.1 给水设备的选择计算3.2 主要管道的管径计算4. 排烟系统的设计4.1 计算送风量和排烟量4.2 决定烟气管道系统及其初步布置4.3 决定烟道断面尺寸4.4 决定烟囱的直径5. 燃料储运方法的选择5.1 计算锅炉房的燃油量5.2 选择贮油罐与日用油箱6. 锅炉房工艺布置6.1 锅炉房建筑6.2 锅炉房设备布置6.3 风烟管道和主要汽水管道布置设计题目：某采暖用热水锅炉房工艺
2、设计主要原始资料：(1)热负荷资料：主要用途为住宅采暖，并含有少量公共建筑采暖。所给热负荷 为用户所需热量，尚未包含管网热损失、锅炉房热损失和自用热。题目序号7采暖:设计热负荷(MW4.2管网与用户端总阻力(MPa0.15循环水泵入口定压(mp90.25(2)设计地点：青岛(3)燃油资料：0号柴油，汽车运输，成分与性质如下:收到基 成分 (%)CarHarOarNarSarAarM ar85.5513.490.660.040.250.01020c密度：3888kg/m收到基低位发热量Qet,ar=42915kJ/kg(4)原水水质资料：市政给水(自来水)，供水压力：0.3 MPa最高地下水位:
3、-6 m题目序 号浊度 (FTU )总硬度(mmol/ L)总碱度 (mmol/ L)溶解固形 物 (mg/L)PH冬季水 温(C)10.55.04.11207.31021.82.31.91808431.23.03.43507.71040.83.751.43366.82 651.84.71.86312.67.5662.14.23.83207.2672.13.23.02007.8 11081.03.63.162398.44(5)气象资料采暖室外计算温度-6C、采暖室外平均温度4C、采暖天数135天、大气压力(冬 1016.9bar、豆997.2bar)、采暖房间室内计算温度 18C。(6)工作班
4、次：两班制，全年工作天数：135天。(7)热源选用燃油热水锅炉房，供回水温度 95/70 C o(8)已批准的环境影响报告书给出的烟囱高度为：10m(一)锅炉型号和台数的选择6.4 负荷计算(1)计算热负荷对于本题目，只有采暖热负荷的热水锅炉房，锅炉房热负荷计算式(附 21)简化为:Qmax= KoKiQi = 4.83 MWQ采暖最大热负荷(用户所需热负荷)，MW ;Ki=1 ；Ko=1.121.18 。(2)平均热负荷Q1pj=2.45KWQPj=K0Q1pj=2.82 MW全年热负荷公式简化为：D0= K0D1= 32863320 MJ/年D1采暖全年热负荷，MJ/年。对于单纯采暖的热水
5、锅炉房，公式(附 2 4)简化为：D1=24n1Q1pjx 3600=28576800 MJ/ 年Qpj采暖平均热负荷，MW ;n1全年工作天数，按照供热需要确定。锅炉房热负荷计算结果记入下表：锅炉房热负荷汇总表负荷类别采暖期(MW)全年热负荷(MJ/ 年)最大计算热负荷平均热负荷采暖4.832.82328633206.5 炉型号和台数选择(1)锅炉型号 选择额定进出水温度 95/70 C的热水锅炉。锅炉的额定压力应能承受热网供水管 开始端的最高压力。(2)锅炉台数 一般说，锅炉房总热功率越小，选用的锅炉台数也越少。本题目台数选用23台，每一台的热功率可以相同，也可以有两种不同热功率的锅炉。全
6、部锅炉热功率的总和等于或者 略微大于锅炉房计算热负荷。(3)燃烧设备 选用燃用轻柴油的锅炉。(4)备用锅炉 规模较小的锅炉房，如果单纯用于采暖，一般不需设备用锅炉。(5)方案分析 因为后边要画锅炉外形图，所以必须选择有外形图的锅炉。列出所选锅炉的主要参数，包括额定热功率、额定出水压力、额定进出水温度和水流量、外形 尺寸等。以上锅炉选择过程完成后，再次把选择结果在下表中重新写一次：锅炉型号及性能锅炉型号生产厂家台数(台)设计效率()排烟温度(C)WNS2.8-1 .0/95/70-Y292180 c（二）水处理设备的选择及计算参考锅炉教材P405第8行P409倒数第12行。补充说明如下：根据所选
7、锅炉的型号和所给的水质， 对照GB1576 2008工业锅炉水质中热水锅炉的要求 （以下简称“水质标准” ，该标准热水锅炉部分内容见下页表） ，决定水处理的方式。热水锅炉的循环水一般不作任何处理。所以，锅炉水处理主要是对补给水进行的。一般来说，天然水作为补给水时都要先经过过滤， 自来水有些可以不过滤。 然后， 热水锅炉一般软化即可， 单台热功率大于等于7.0MW的还要除氧。1. 确定水处理设备生产能力对于本题目，公式（附2 8 ）简化为：G= 1.2 （Gbrw + Gzh） t/hGzh是水处理系统的自耗水量，本题目中可按 Gbrw的1015%计算。Gbrw= 96*2*4% =7.68 t
8、/h , Gzh= 0.768 t/h ,G= 10.14 t/h2. 决定水的软化方法热水锅炉不考虑相对碱度。在热水锅炉的水处理方法选择中不考虑排污问题。全自动组合式离子交换器的特点是：结构紧凑，占地面积小，自动进行再生，工作中人工干预少，软化水出水量一般不大，不能适应于原水较差的水质。又分连续出水的和间歇出水的两种。连续出水的在一个罐再生时，另一个罐仍在工作。间歇出水的在再生时不能供水，需要有水箱配合。人工操作固定床交换器的特点是：在施工现场组装，占地面积较大，全部再生过程需要人工操作阀门和水泵，从出水量很小的到出水量很大的型号都有，软化能力强，通过恰当地设计系统流程，可适应于各种水质。分
9、顺流再生和逆流再生的两种。顺流再生价格低，操作简单，运行中耗盐量较高，适应于较小的水量和较好的水质。逆流再生价格较高，操作复杂，运行中耗盐量低，适应于较大的水量和各种水质。一般至少要选两台，当其中一台再生时，其余交换器要满足全部软化水生产能力，交替再生。软化水用量很少时，也可只选用一台，与较大的水箱配合使用。3. 软化设备选择计算在原水水质较好，锅炉房所需软化水量不大时，一般可选用全自动组合式离子交换器。连续出水的比间歇出水的更适应锅炉房的要求。选择过程按生产厂家提供的资料进行。组合式交换器食盐溶液的配制、过滤和交换剂的再生过程在交换器内部进行，可不计算其工作过程。如水质较差，或所需软化水量较
10、大，可选人工操作固定床交换器。小锅炉房一般选两台，每一台要满足全部软化水生产能力，互相倒换着用。大锅炉房可选 2 台以上。逆流再生固定床交换器有关计算数据如下：软化速度20m/h逆流冲洗速度取等于再生速度（用软化后的水）小反洗时间10min逆流冲洗时间45min小反洗速度10m/h小正洗时间8min再生剂单耗110140g/mol小正洗速度15m/h再生液浓度5正洗时间10min再生速度3m/h正洗速度10m/h人工操作的交换器需要选用盐液池， 并且盐溶液要设过滤装置。 但是很小的盐液过滤器不好选，可使用某些带过滤功能的设备当过滤器用。如有一种叫“盐溶解器”的设备，就带有过滤功能。型号YR 5
11、00,工作压力不超过6kgf/cm2,温度w 60C,容积0.1m3,外形尺寸。0 524X 1560 （外径X高），竖着放在地面上，图形为底部带支撑脚的该尺寸的圆柱体。4. 除氧设备选择计算热水锅炉单台热功率大于等于7.0MW的，补给水才要除氧，在7.0MW以下的可以不除氧。小型热水锅炉可以使用加亚硫酸钠除氧方法。5. 关于排污热水锅炉正常运行中一般不排污，只在热网的水质变得很脏时才排污。本题目不做关于热水锅炉排污的计算，不设计排污降温池的尺寸，也不做调整锅水PH值的计算。水处理设备选择计算完成后，把结果重新列入下表：水处理设备类别设备型号或规格生产1家台数(台)主要参数外形尺寸(mm)离于
12、 交换 器NST7-10/24A尼普顿全 自动软水 装置1连续供水 式表中，“类别”是指原水过滤器、离子交换器、盐溶解器、盐液泵、除氧器等设备名称。(三)给水设备和主要管道的选择计算5 .其他水泵和水箱的选择如果原水压力能稳定在0.2MPa及以上，即可不设原水加压泵。补水箱容积可按 2060min补水量确定。6 .热水锅炉房系统设备的选择选择水泵时，应考虑水泵的流量调节方便。水泵水箱选择完成后，把选择结果重新列入下表：电动泵类别台数水泵电动机进口管径(mm)出口管径(mm)外形尺寸 长X宽X高(mm)型号(m3/h)扬程(kPa)转数(r/min)型号功率(kW)循环水泵3200R-45A25
13、4372960Y225S-437273159补给水泵2IS80-5020050502900160M-215133108表中的电动机型号和水泵的进、出口管径，如果手册中没有给出可以不填。水箱类别个数型号公称容积(m3)有效容积 (m3)水箱(或筒体)尺寸(mm)圆形水箱总高(mm)标准图号及页次长x范(或内径)高补给水箱15.05.132400X 180015007 .主要管道和阀门的选择锅炉房内部管道的管径计算采用如下算法：流体的质量流量是已知的，根据管内流过的流体的压力、温度，查出流体比容或密度，把流体 的质量流量换算成体积流量。从锅炉教材P439表4-6合理的流速范围内选取流速，算出所需的
14、管子内部截面积和内径，从锅炉教材P439表47查出管子规格。再算出实际流速。把每处管子的质量流量、密度或比容、选取的流速、所需的管子内径、查出的管子规格、管子实际内径、实际流速 列成表格。其中，管子规格按照无缝钢管或者焊接钢管分别用各自的符号和数字表示。管径计算表管段名称 或位直质里流里(t/h)比容(或密度)(m3/kg)(或 kg/m3)选取流速 (m/s)所需内径(mm)管子规格实际内径(mm)实际流速 (m/s)锅炉房循19210001.5212.72192071.58环水进出 总管水泵全锅 炉循环水 管9610001.5150.41591501.51（四）送引风系统的设计1.计算送风
15、量和排烟量 每一台锅炉每小时最大燃油量计算式：一一 一8 一3.6 10 QgiB = 255.31 kg/hQnet,ar glQgi 每一台锅炉的额定热功率，MWQet,ar 燃料油的收到基低位发热量，kJ/kg ；Y gl 锅炉热效率（取百分数的分子计算），%。锅炉房每小时最大燃油量计算式：8 max=440.41 kg/h3.6 10 QB =Q ,3net,ar glQmax锅炉房计算热负荷，MW当几台锅炉的热效率不相等时，对各台锅炉进行负荷 （QT）分配，分别计算各台锅炉的燃油量,然后把各台锅炉的燃油量加起来就是锅炉房的燃油量。送风量计算：理论空气量V0k= 0.0889 （Car
16、+0.375Sar） + 0.265Har0.03330ar= 11.17 Nm3/kg对燃油炉，过量空气系数”取1.1 ,实际空气量Vk= a Vk= 12.29 Nm 3/kg因为燃油锅炉q4=0,所以Bj = B,则有每一台锅炉的送风量：Vsf= BM= 3137.76 Nm 3/h由于每台锅炉的送风机都是独立配备的，所以此处的燃油量必须是每一台锅炉的数值：3.6 108QgiBkg/hn .,net,ar gl其中，Qi是每一台锅炉的额定热功率，MW排烟量计算：RO2体积VRO2=0.01866（Car+0.375Sar） = 1.60 Nm3/kg 理论氮气体积VN2= 0.79V0
17、k+ 0.008Nar=8.82 Nm3/kg 理论水蒸汽体积V0H2O = 0.111Har+ 0.0124M ar+ 0.0161V0k= 1.68 Nm 3/kg 理论烟气量Vy= Vro2 + Vn2 + Vh2o= 12.10 Nm/kg实际烟气量Vy=V0y+ 1.0161( a 1)V0k = 13.23 Nm3/kg每一台锅炉的排烟量Vpy= BVy= 3377.75 Nm 3/h3.6 108Qqlkg/h上式中的b =gQ ,net,ar gl锅炉房总烟气量Vzy= BM= 5826.62 Nm 3/h8 max上式中的kg/h3.6 10 QB 二Q ,3net,ar g
18、l2 .决定送引风管道系统及其初步布置送风管道简称风道，内部流过的是空气。引风管道又叫烟气通道，简称烟道，内部流过的是烟 气。烟囱是指最后把烟气排向高空的竖直筒状烟道。在计算时，把烟囱看作是烟道的最后一部分。 但在讨论问题时，习惯上只把锅炉和烟囱之间的连接部分称为烟道。很多锅炉要在烟道途中设置除 尘器和引风机。锅炉产生的烟气离开锅炉后，经过烟道，进入烟囱，再经过烟囱，排入大气。本题目只布置烟气通道，小型燃油锅炉一般采用金属制圆形截面烟道。可以几台锅炉共用一根 烟囱。对于很小的燃油燃气锅炉，也可以每台锅炉独立设一根烟囱。3 .决定风道和烟道断面尺寸只计算烟道断面尺寸。烟道断面积匚 V(：y 27
19、3)2F =m3600Wy 273V烟气流量，Nm/h ；当计算每一台锅炉的烟道时，用Vpy ,当计算几台锅炉汇合后的烟道时，用Vzy。Sy 流过烟道的烟气温度，C。本题目中为简化计算，烟气温度允许近似取锅炉排烟温度。W烟气流速，m/s 。金属制烟风道的流速可以取1015m/s 。根据断面积，决定烟道断面尺寸。对圆形烟道是内径，矩形烟道是宽度和高度。2 Fpy =0.16 m4 .决定烟囱高度和直径燃用轻柴油锅炉的烟囱高度由环境影响评价决定。本题目中由已知条件给出烟囱高度。金属制烟囱的形状为上口与下口直径相同的圆筒形。其内部烟气速度在全负荷时为1020m/s,在最小负荷时不得小于 2.53m/
20、s,以防冷空气倒灌。用上面的烟道断面积计算公式计算烟囱流通 断面积，求出内径。计算出最小负荷，最小负荷时的烟速。注意：此处的烟囱尺寸与上一条说的烟 道尺寸一般不同。结果记入下表：烟囱高度(m)出口内径(m)锥度i (%)烟气温度(C)烟囱出口烟气流速(m/s)全负荷时最小负荷时100.40180103(五)燃料储运方法的选择1.计算锅炉房的燃油量 每天最大燃油量计算式：100 24 3600Q max/wuz_ = 10.57 t/ 天Qnet,argl全年燃油量计算式:100D0 = 832.37 t/ 年Qnet,ar glD0全年热负荷，MJ/年；Qet,ar 燃料油的收到基低位发热量，
21、kJ/kg ；Y gl 锅炉热效率(取百分数的分子计算)，%。2.选择贮油罐与日用油箱参考电子文件燃油燃气锅炉房设计手册P354355、P427431、P434、P437438。贮油罐与日用油箱类别个数型号公称容积 (m3)有效容积 (m3)外形尺寸(mm)生产厂家贮油罐2CY/WQ-404041.87200x2600x2600上海市申 星锅炉辅 机厂日用油箱1RY-1.01.01.241110x1110x1474上海精达 锅炉辅机 厂(六)锅炉房工艺布置参考锅炉教材 P418第16行P422倒数第5行，P362第3行P363倒数第6行，都是只挑选 与小型燃油热水锅炉房相关的内容看。补充说明如
22、下：1 .锅炉房建筑(1)锅炉房的组成(2)锅炉房建筑安全要求锅炉房每层至少有两个通往室外的门。锅炉房底层至少有一个门的宽度在22.5m,以利于日常所用设备的进出。(3)锅炉房建筑布置形式锅炉房作单层布置，送风机放在炉前(没有引风机)，不设风机间。厂房柱距系列：3m, 4.5m, 6m, 7.5m, 9m, 10.5m , 12nl 一个锅炉房只采用一种柱距和一种跨 距，柱距和跨距可以不同。需要时，可以在柱距方向的两端对称设置边跨：1.8m, 2.1m, 2.4m, 3m,也可使用2.5m。2 .锅炉房设备布置(1) 一般原则(2)锅炉布置炉前距、侧墙距与炉后距不得小于以下规定：单台锅炉容量炉
23、前(m)锅炉两侧和 后部通道(m)蒸汽锅炉(t/h)热水锅炉(MW)燃煤锅炉燃气(油)锅炉140.7 2.83.002.500.806204.2 144.003.001.5035295.004.001.80卧式锅壳式锅炉，要在炉前留出不小于锅炉长度的抽管检修用距离。两种大小不同的锅炉，要求炉前对齐，炉后位置可以不齐。（3） 辅助设备布置3. 风烟管道和主要汽水管道布置热水锅炉房没有分汽缸。本题目不设计分水缸和集水缸（又叫分水器和集水器）参考资料1. 锅炉房设计规范 GB50041 2008 ，中国计划出版社。2. 吴味隆等编著，锅炉及锅炉房设备，第四版，中国建筑工业出版社，2006。 （课本）3. 工业锅炉水质 GB/T1576 2008，中国标准出版社。（ PDF 电子版）4. 锅炉房实用设计手册 （第 2 版） ，机械工业出版社， 2001。 （自己从图书馆借）5. 燃油燃气锅炉房设计手册 ，机械工业出版社， 1998 。 （超星格式电子版）6. 燃油锅炉本体和部分设备计算数据图表 （四个班统一复印）7. 部分锅炉房工程实例图纸 （四个班统一复印）
