10吨锅炉计算书

某工业锅炉房工艺设计

原始资料

1.地区：哈尔滨

2.热负荷资料

3.煤质资料

⑴煤种：烟煤

⑵煤元素元素分析

C y=55.5％ H y=3％ O y=3.8％ N y=0.9％ S y=0.5％ A y=26.3％W y=10％

4.水质资料

水源：深水井水压 0.3MPa

总硬度：H=4.84mge/L pH=7.8

溶解氧含量：3.5mge/L

5.气象资料

⑴采暖室外计算温度：-26°

⑵采暖期室外平均温度：-9.5°

⑶采暖天数：179天

⑷最大冻土层深度：2米

⑸海拔高度：127.95米、

⑹大气压力：冬：745.9mmHg

夏：735.9mmHg

一、热负荷计算

1.小时最大计算热负荷

D max=k0（k1D1+k2D2+k3D3+k4D4)k5D5

k0——室外管网散热损失和漏损系数，取1.10

k1——采暖热负荷同时使用系数，取1.0

k2——通风热负荷同时使用系数，取0.8~1.0

k3——生产热负荷同时使用系数，取0.7~0.9

k4——生活热负荷同时使用系数，取0.5

D1——采暖设计热负荷，为5.88t/h

D2——通风设计热负荷，为6.2t/h

D3——生产最大热负荷，为0.88t/h

D4——生活最大热负荷，为0.6t/h

所以；=

max

D 1.15（0.8?5.88+1.0?6.2+1.1?0.88+0.5?0.6）

1

=14 t/h

2.小时平均热负荷

D pj=k0（D pj1+D pj2+D pj3+D pj4）+D pj5

D pj1——采暖小时平均热负荷

D pj1=

1D t t t t w

n pj n --

由原始气象资料查得：t n =18℃ t pj =-9.5℃ t w =-26℃

∴D pj1=)

26(18)5.9(18----*1.7=1.063t/h

D pj2——通风小时平均热负荷

由采暖小时平均热负荷得 D pj2=0.875t/h D pj3——生产用热平均热负荷 D pj3=3.5t/h D pj4——生活平均热负荷

D pj4=8

1D 4=8

1*0.9=0.1125

D pj5——锅炉房用热平均热负荷 D pj5=0.4

∴D pj =1.063+0.875+3.5+0.1125+0.4=5.9505t/h 二、锅炉型号及台数的确定

本设计锅炉最大计算热负荷14t/h 及生产、采暖和生活用均不大于0.6MP ，本设计选用锅炉型号为：QXL10-1.25/95/70-A Ⅱ型锅炉三台，两用一备，负荷率约在80％左右。 主要技术参数如下：

额定供热量：14t/h 额定设计压力： 1.25MPa 供水温度：95℃ 回水温度：70℃ 锅炉受热面：H=390.9m

2

设计效率：η=80％

排烟温度：+165℃ 炉排受热面：11.7m 2

外形尺寸：11.43*6.4*4.87m 三、送引、风系统的设计计算 1.计算送风量和引风量 ①.燃料低位发热量

y

dw Q =339C y +1030H y -109*（O y -S y ）-25W y

kJ/kg

由原始资料：C y =55.5％ H y =3％ O y =3.8％ S y

=0.5％ W y

=10％

y

dw Q =339*0.555+1030*0.03-109（0.038-0.005）-25*0.1

=21294.8kJ/kg ②.理论空气量

o =0.2511000

Q y

dw

+0.278

=5.62N ·m 3

/kg ③.额定耗热量 B=

100**3600*015.1η

?y

dw ed

Q Q ——热水锅炉的循环水量kg/h

310*)(*278.0--=ic cs ed ed h h D Q

——蒸汽锅炉的额定蒸发量 10t/h

h cs ——热水锅炉出水的焓值kJ/kg h cs =482.9kJ/kg h is ——热水锅炉进水的焓kJ/kg h is =293.53kJ/kg

v ed

Q ed

D

η——锅炉效率80％

310*)53.2939.482(10*278.0--=ed Q =0.526 t/h ∴B ed =100*8

.0*8.21294526.0*3600*015.1

=11.29t/h 燃料消耗量B j =B （1-100

q

） q 4——机械不完全燃烧热损失 q 4=5~12取10 ∴B j =11.29*（1-100

10）=10.16t/h

④每小时锅炉所需空气量

=273

273)

("

0k ky L L L t v B +?+?-?αααm 3

/h ——炉膛出口处过量空气系数 1.3

——炉膛的漏风系数，取0.1

——空气预热器中空气漏入烟道的漏风系数，取0.1

t k ——冷空气温度 25℃

=10.16*5.63*(1.3-0.1+0.1)273

25273+

=81.165Nm 3

/k g ⑤实际烟气量

py =0

y v +(α'

-1)0

*1.0161Nm 3

/k g

0y v ——理论空气量

0y

v =0.2481000

y

dw

Q +0.77Nm 3/k g

=0.2481000

8.21294+0.77

=6.05Nm 3

/k g

v "L

αL α?ky

α?v v v

)100

7.010055.51007.0100866.1(21.010y

y y y O H S C v -++=

α'——过量空气系数 α'

=1.6

∴py =6.05+（1.6-1）*5.62+1.0161=10.44Nm 3

/k g 烟气中烟气流量

y =273

273)(0+??+y py j t v v B α

=10.16(10.44+0.3*5.62）*273

273170+

=199.9m 3

/h 2.确定送、引风管道的断面尺寸 ⑴送风管道断面尺寸：F=ωυ

3600

V ——空气量 m 3

/h

ω——介质选用流速 ω=12m/s

∴F=12*36006920=0.16m

2

确定尺寸为：300*550mm

⑵烟道断面尺寸

室内部分F=ωυ3600=12*360018496

=0.428m 2

尺寸为：500*900mm 室外部分v=7m/s F=7*360018496

=0.734m

2

尺寸为：750*1000mm

3.计算风道和烟道阻力 ⑴风道阻力jf mf f h h h ?+?=∑?

v v

风道的摩擦阻力

pj pj

d mf

d L h ρωλ2

2

?=? Pa

λ——摩擦阻力系数 λ=0.02 L ——管段长度 15m ωpj ——空气平均流速 12m/s ρpj ——空气平均密度 ρpj =pj

t +2732730

ρ

——空气密度 1.29kg/m 3

∴ ρpj =25

273273

*29.1+=1.18kg/m 3

d d ——管道的当量直径m d d =b

a a

b +2=55

.030.055.0*30.0*2+=0.39m

∴Δ

h mf =0.02*39.015*

2

122

*1.18

=65.35pa Δh jf ——风道的局部阻力 Δh jf =pj pj

ρωξ2

2

——局部阻力系数

管段入口=0.5；风机入口=0.7；风机出口5个=2.5*5=12.5弯头6个=0.32*6=1.92 ∴ =0.5+0.7+12.5+1.92=15.62 ∴Δ

h jf =15.62*

2

122

*1.18=1327.08 pa

mf

h ?0ρξξξξζξ

∴f h ∑?=65.35+1327.08=1392.43 pa ⑵烟道阻力 21j j mf h h h h f ?+?+?=∑ ——烟道的摩擦阻力

pj pj

d mf d L h ρωλ

22?=?

L=5m

18.1*212*9

.0*5.09.0*5*25*02.02

=?mf

h

=13.22 pa

——钢制烟道局部阻力 pj pj

j h ρωξ

2

2=?

弧形弯头=0.32*3=0.96；引风机入口=0.7；引风机出口=0.12；除尘器入口=0.7；除尘器出口=0.12；突然扩大=0.475

∴ξ∑=3.035

∴170

27334.1*273*212*035.321+=?j h =139.4 pa

——砖砌烟道局部阻力

转角=0.5；三通=0.233；突然扩大=0.29 ∴ξ∑=1.023

∴=

170

27334

.1173*212*023.12++=60.8 pa

21j j mf h h h h f ?+?+?=∑

mf h ?1

j h ?ξξξξξξ2j h ?ξξξ2j h ?

=13.22+139.4+60.8 =213.42pa

4.确定烟囱的高度，烟囱的口径和阻力

⑴因为锅炉的蒸发量为10t/h ，且为2台，根据要求，由课本表9-3，选用烟囱高度为40m ，砌砖。 ⑵烟囱出口内径 c

c y j t nv B

d ω*785.0*273*3600)273('1+=

B j ——锅炉的计算燃料消耗量 n ——利用同一烟囱的锅炉台数 n=2

——烟囱出口处计入漏风系数的烟气量

=10.44Nm3/h

t c ——烟囱出口处烟气温度 170℃

——烟囱出口处烟气流速 15m/s

∴15

*785.0*273*3600)273170(*44.10*2*94.01+=

d =0.867m

由于出口内径不小于0.8m ，所以确定出口内径为0.9m ，烟囱下口直径：d 2=d 1+2iH

i ——烟囱的维度，一般去0.02~0.03 d 2=0.9+2*40*0.02=2.5m ⑶烟囱阻力计算

c yc M yc yc h h h ?+?=?

——摩擦阻力 pj

pj

pj d H ρωλ2h 2

M

y c

?=? pa

λ——烟囱的摩擦阻力系数 λ=0.4

'y

v 'y

v c ωM

yc

h ?

d pj ——烟囱的平均直径 m d d d pj 7.12

5

.29.02

2

1=+=

+= H ——烟囱的高度m

ωpj ——烟囱中烟气的平均流速 15m/s

ρpj ——烟囱中烟气的平均密度 3/83.0170

27327334.1m kg pj =++=ω

∴

=pa 88.8783.0*2

15*7.140*04.02

=

烟囱的出口阻力：c c c yc

h

ρωξ

2

2

=? pa

ξ——烟囱的出口阻力系数 ξ=1.0 ωc ——烟囱出口处烟气流速 15m/s ρc ——烟囱出口处烟气密度 ρc =0.83kg/m

3

∴pa h c yc

4.9383.0*2

15*0.12

==?

∴c

yc M yc yc h h h ?+?=?=87.88+93.4=181.28pa 5.除尘设备选择

查课本表8-2知，QXL10-1.25/95/70-A Ⅱ锅炉排烟含尘浓度为C 1=2200mg/Nm 3

，改锅炉房位于二类地区，由表8-1知，锅炉允许标准为250mg/Nm 3，除尘效率为： η≥（1

21C C -)*100％=(2200

250

1-

)*100％ =88.64％

锅炉额定负荷下除尘器处理烟气量18496m 3

/h ，根据除尘效率90.4％，选择XZZ-D 850立式除尘器两台，分布于锅炉尾部，其性能参数为：除尘效率90％，处理烟气量30000m 3/h ，折算阻力86pa 。

M yc

h ?

6.选择校核风机 ⑴送风机选择计算

①风量计算： b

y s 325.1011.1υυ=

——额定负荷时空气量 6920m 3

/h

b ——当地大气压 b=101.32 h m s /38.761232

.101325.101*6290*1.13==υ

送风机风压计算：b

t t h H s k f

s 325

.1012732732.1?

++∑?= pa

——风道总阻力 k k r jf mf f

h h h h h -?+?+?+?=∑?

——燃烧设备阻力 800~1000pa ∴ =1392.43+900=2292.43 t k ——冷空气温度 25℃

t s ——送风机铭牌上给出的气体温度 20℃ pa H s 00.279832

.101325.101*2027325273*43.2292*2.1=++=

根据《锅炉常用设计手册》表3-8，选4-72-11 No8C 型，性能参数：转数n=1470r/min ， 风压1540pa ， 风量14000Nm 3

/h

电动机型号：Y180M-4, 功率11kw 。 ⑵引风机选择计算 ①引风机风量计算 b

y

yf

325

.1011.1υυ= m 3/h ——烟道中妖气流量 18496m 3

/h

∴ h m y /2034732

.101325.101*18496*1.13==υ

②引风机风压计算

y υf h ∑?r h ?f h ∑?y υ

jy my yc c g f h h h h h h ?+?+?+?+?=∑? Pa

——烟道总阻力 ——除尘器阻力 86Pa ——锅炉本体阻力 900Pa ——烟囱阻力 181.28Pa

∴ =900+86+181.28+213.42=1380.7 pa

据《锅炉房实用设计手册》；选引风机型号Y5-47-12 No9C 型，性能参数：转数n=1860r/min ， 全压1853pa ， 流量 33780m 3

/h 风压2590Pa ，选电机型号Y225S —4， 功率37kw 。 四、水处理设备选择 1.计算处理水量

总软化水量 ])1([D D D k D p zr

α--+=

=1.2*{12+0.0664*12-0.55*12}=6.1968t/h 2.确定软化方法，并选择设备型号和台数

选择钠离子交换软化法，选用固定床逆流再生钠离子交换器，采用001*7型强酸树脂。 锅炉排污率P=6.64％,

f h ∑?c h ?

g

h ?yc h ?f h ∑?

3.确定除氧方法，选择设备

除氧水量h t D D G p /7968.1212*64.06.012'=+=+=，根据进入除氧器的水温为44.5℃，所以选择真空除氧，其设备为 体式低位水喷射真空除氧器，型号SZC-20，额定出力20t/h ，进水压力>0.2MPa ，进水温度<50℃。 4.水处理系统水泵选择

⑴盐液池，盐泵

该再生系统设浓、稀盐液池各一个。 稀盐液池的有效容积：

υ1=1.2υy υy ——再生一次的稀盐液体积 ∴ υ1=1.2*1.01=1.212m

3

∴ 定尺寸为：1200*1000*1000mm 浓盐液池的有效容积：

y

y T K B ρυ242=

——再生一次耗盐量 kg/台

K ——存盐天数 K=5

T ——交换器延续运行的时间 h

——食盐的视密度

∴3263.0800

*96.145*82.62*24m ==υ 盐液泵的容量： y

y y y c t B Q ρ22.7=

——一次还原耗盐量

y

B y

ρy

B

——还原时间 ——盐液浓度百分数 ——盐液的密度 t/m3

∴359.104

.1*6*7.4582

.62*2.7m Q y ==

∴选用一台25FS 3—16型塑料泵，其流量3.6m 3

/h ，扬程为0.16MPa ，N=1.5kw

⑵除氧水泵

锅炉房待除氧的最大水量为12.79t/h ，除氧器进水压力为0.2MPa ，软化水箱最低水位与除氧器进水口的高差为15m 左右，软化水输送管路较短。所以选用单级单吸离泵，型号：IS65-40-3/5，电动泵两台，每台流量7.5m 3

/h ，扬程0.323MPa ，所配电机型号为112M —4，功率为4kw 。 五、确定运煤除灰方式 1.⑴最大小时耗煤量： 100*3600)036.1~015.1(max η

?=

y

dw ed

Q Q B =100*80

*8.21294526.0*3600*015.1

=1.62t/h

⑵小时平均耗煤量： 100*)

(015.1'"μ

?-?=

y dw

pj pj

n

Q h h D B

=100*80

*8.21294)9.832.2787(*56.7*036.1-

=1.27t/h

2t y

c y

ρ

⑶年耗煤量： 100*)

()2.1~13.1('"η?+=

y dw

y y Q h h D B

=100*78

*8.21294)9.832.2787(*94.56640*2.1- =11062t/a ⑷贮煤场面积：3

max m H N M T B F ?

ρ?????=

——锅炉房的小时最大计算耗煤量 t/h

T ——锅炉房每昼夜运行小时数 T=18h M ——煤的储备天数 M=8天

N ——考虑煤堆过道占用面积的系数 N=1.5 H ——煤的堆积高度 H=3m

ρ——煤的堆积密度 ρ=0.9kg/m3 Φ——煤的堆积系数 Φ=0.7 314.1857

.0*9.0*35.1*8*18*62.1m F ==

∴锅炉房贮煤场面积确定为：14*14m 2

⑸灰场面积：?

ρ?????=

H N M T A F max

——小时最大灰渣量 t/h

)33913

*100100(4max max y dw

y

Q q A B A -

= ——煤的应用基灰分 =26.3％

h t A /51.0)33913

*1008.21294*81003.26(*62.1max =+=

∴86.307

.0*85.0*35.1*4*18*51.0==F

m ax

B m ax

A y

A y A

∴灰渣场面积为5.5*5.5m 2

2.确定运煤，除灰采用的方式，选择设备

根据锅炉房最大耗煤量1.62t/h ，本设计采用机械锅炉房内运煤设备用埋刮板输运机为便于运煤设备检修，每台炉前设有一贮煤斗。

煤由汽车从外运至锅炉房贮煤场，采用移动式输送机堆煤，由铲车将煤运至受煤斗，然后由埋挂板输送机送到锅炉房炉前贮煤斗。

设煤斗充满高度0.8，堆积密度0.9t/m 3

.则所需容积： ρ

??=

8.020ed

B v

=20*1.01/0.8*0.9 =28.06m 3

炉前煤斗结构尺寸见图，实际容积为： })2()2{(6

212121'b a a b a a H v +++=

=}1*)41*2(4*)14*2{(6

4+++=28m

3

系统运煤量：t

z k B Q ??=max 24

k ——运输不平衡系数1.1~1.2，取1.2 z ——锅炉房发展系数 Z=1

t ——运煤系统昼夜有效作业时间，因运煤系统为二班制工作，所以t=12

h t Q /89.312

1*2.1*62.1*24=

选MZ 型埋刮板输送机，提升高度为13m ，另选一套电动葫芦吊煤罐，起重为1t 。

系统运渣量：t

z k A Q z ??=max 24

h t /61.024

1*2.1*51.0*24==

选链条除渣机，额定除渣量为8.8t/h ，型号GZL-25. 六、水汽系统的设计计算 1.给水泵的选择

因锅炉房是三班制生产，全年运行，是以生产负荷为主，所以选用三台给水泵。两天电动给水泵，作为常用给水泵，一台蒸汽往复泵作为备用泵。

两台并联工作的电动给水泵所需要满足流量为： )(*1.11.1p gs dd

D D G Q +==

=1.1*（12+0.0664*12） =14.26t/h 给水泵扬程：H=P+0.15

=1.25+0.15=1.40MPa

根据计算：本设计选用2GC-5*5电动给水泵2台，单台流量为10m3/h，扬程为1.6MPa，电动机Y160L-2，功率为15kw。

2QS-15/17型汽动泵一台，流量为15m3/h，扬程为1.7MPa。

水箱的选择：

本锅炉房选用容积为10m3的除氧器水箱作为锅炉给水箱（一个）。水箱检修或清洗时，短时间内锅炉给水由给水泵从软水箱抽水供给，此时给水暂不除氧。当除氧水箱检修时，软化水箱兼作锅炉给水箱作用，因此软化水箱的容积，按给水箱考虑，选用矩形水箱一个，容积10m3，不设备用水箱。

2.汽水管道管径的确定.

查《工业锅炉房设计手册》得：

给水管管径 DN50

盐液管管径 DN25

软化水管径 DN50

给水泵吸水管管径 DN50

给水泵出水管管径 DN50

锅炉热水出水管管径 DN70 φ76*3.5

热水总管管径 DN200

生产用汽管管径 DN150 φ159*4.5

采暖用汽管管径 DN125 φ133*4

生活用汽管管径 DN100 φ108*4

除氧水泵吸水管管径 DN50