鍋爐房及供熱工程課程設計,鍋爐房,供熱,工程,課程設計 土木建筑學院 課程設計（論文）說明書 課程名稱： 《供熱工程》課程設計 設計題目： 鍋爐房及供熱工程設計 專 業(yè)： 班級： 設 計 人： 指導教師： 2010年7月15日 課程設計任務書 專業(yè)（方向）： 建筑環(huán)境與設備工程 班級： 學 生 姓 名： 學號： 一、 課程設計題目： 鍋爐房及供熱工程課程設計 二、 原始資料：（1）熱負荷資料：生產熱負荷壓力，消耗量；采暖 熱負荷壓力，消耗量，凝結水回收率；生活熱負荷壓力，消耗量。（2）收到基低位發(fā)熱量，元素分析，煤的干燥無灰基揮發(fā)分。（3）氣象資料：采暖室外計算溫度，采暖室外平均溫度，采暖期天數。（4）室內設計參數：采暖室內計算溫度。（5）地區(qū)水質資料：溶解固形物，碳酸鹽硬度，非碳酸鹽硬度，堿度，PH值；水文地質資料地下水位。（6）建筑資料：小區(qū)總平面圖。（7）設計地區(qū)：青島市。 三、 設計應解決下列主要問題： 鍋爐及鍋爐房設計：（1）負荷計算；（2）方案確定；（3）設備及附件選擇；（4）平面布置圖集系統圖繪制。小區(qū)供熱管網及換熱站設計：（1）負荷計算；（2）方案確定；（3）管圖繪制（4）管道水力計算；（5）設備及附件選擇；（6）保溫計算；（7）施工圖繪制。 四、 設計圖紙： （1）鍋爐房平面布置圖1張，鍋爐房熱力系統圖1張，鍋爐房主要剖面圖1張。（2）供熱管網平面布置圖1張，地溝大樣圖1張。 五、命題發(fā)出日期： 2010年6月28日 設計應完成日期： 2010年7月15日 課程設計答辯日期： 2010年7月16日 設計指導人（簽章）： 系 主 任（簽章）： 日期： 年 月 日 指導教師對課程設計評語 指導教師（簽章）： 系 主 任（簽章）： 日期： 年 月 日 目 錄 1 鍋爐設計原始資料………………………………………………………………......（1） 1.1熱負荷資料………………………………………………………………… …………（1） 1.2燃煤資料………………………………………………………………………………（1） 1.3氣象資料 .……………………………………………………………………………（1） 1.4室內設計參數…………………………………………………………………………（1） 1.5水質資料………………………………………………………………………………（1） 1.6建筑資料………………………………………………………………………….. …（1） 1.7設計地區(qū)………………………………………………………………………….. …（1） 2 熱負荷計算及鍋爐選擇……………………………………………………………（2） 2.1熱負荷計算 …………………………………………………………………………（2） 2.1.1采暖季熱負荷計算…………………………………………………………….（2） 2.1.2非采暖季熱負荷計算………………………………………………………….（3） 2.2鍋爐型號與臺數的選擇………………………………………………………...（3） 2.2.1鍋爐型號……………………………………………………………………..（3） 2.2.2鍋爐臺數……………………………………………………………………..（3） 2.2.3燃燒設備……………………………………………………………………..（4） 3 水處理設備及給水設備選擇 ………………………………………………..（4） 3.1水處理系統設計及設備選擇 ………………………………………………... ……（4） 3.1.1鍋爐房給水量計算………………………………………………………….（4） 3.1.2給水泵的選擇…….…………………………………………………………（4） 3.1.3水處理系統的設計及設備的選擇…………………………………………（6） 4 汽水系統的設計……………………………………………………………………..（6） 4.1給水管管徑的選擇……………………………………………………………….. …（6） 4.2蒸汽系統主要管道直徑的確定………………………………………………. ………（6） 5 送引風系統設計 …………………………………………………………………..（6） 5.1鍋爐燃料消耗量的計算…………………………………………………………. …….（7） 5.2理論空氣量和理論煙氣量……………………………………………………….. ……（7） 5.3送風機、引風機的選擇計算……………………………………………………………（7） 5.4煙囪的高度與直徑的設計計算…………………………………………………. ……（8） 5.4.1煙囪的高度計算…………………………………………………………………（8） 5.4.2煙囪的直徑計算………………………………………………………………. .（8） 6 運煤、除渣和除塵設備的選擇…………………………………………….............（9） 6.1鍋爐房耗煤量的計算與運煤方式的選擇………………………………….. ………（9） 6.2鍋爐房灰渣量的計算與除渣設備的選擇………………………………….. ………（9） 6.3煤場和灰渣場面積的確定……………………………………………………. …….（10） 6.4除塵設備的選擇 …………………………………………………………….. ……（10） 7 鍋爐房工藝布置 ……………………………………………………………………（11） 7.1鍋爐房建筑 ……………………………………………………………………… （11） 7.1.1一般原則………………………………………………………………. .……...（11） 7.1.2鍋爐間、輔助間和生活間的布置…………………………………………….（11） 7.1.3鍋爐房建筑安全要求……………………………………………………. .…...（11） 7.1.4鍋爐房建筑布置形式………………………………………………………....（11） 7.2鍋爐房設備布置 ……………………………………………………….……………（12） 7.2.1一般原則……………………………………………………………. .………...（12） 7.2.2鍋爐布置…………………………………………………………. .…………...（12） 7.2.3輔助設備的布置…………………………………………………. .…………...（12） 7.3風煙管道和主要汽水管道的布置 …………………….……………………………（12） 8小區(qū)供熱管網的設計………………………………….…………. . . . . .…………（13） 8.1采暖設計熱負荷和設計流量的計算……………………………. . . . .……………（13） 8.1.1采暖設計熱負荷的計算…………………………………………. .…………...（13） 8.1.2采暖設計流量的確定…………………………………………. .…………...（14） 8.2供暖方案的確定…………………………………………………. . .………………（14） 8.2.1室外供熱管道的平面布置………………………………………. .…………...（14） 8.2.2供熱管道的定線原則…………………………………………. .…………... .（15） 8.3管段的水力計算步驟…………………………………………….…………………（17） 8.3.1各管段的計算流量………………………………………………. .…………...（17） 8.3.2確定熱水網路的主干線和沿程比摩阻…………………………. .…………...（17） 8.3.3確定主干線各管段的管徑和實際比摩阻………………………. .…………...（17） 8.3.4確定各管段的阻力當量長度……………………………………. .…………...（17） 8.3.5計算主干線的壓力損失即主干線的總壓降……………………. .…………...（17） 8.3.6支干線、支線水力計算及估算比摩阻的確定……………. …… .…………...（18） 8.3.7支干線、支干線管段的實際比摩阻和管徑的確定……………. .…………...（18） 8.3.8確定支干線、支線的局部阻力當量長度，計算實際壓力降……. .…………...（18） 8.4水力計算舉例………………………………………………. . . .……………………（18） 8.5供熱管道 …………………………………………………. . . . . .…………………（23） 8.5.1管道的保溫……………………………………………………. .…………... .（23） 8.5.2供熱管道的敷設………………………………………………. .…………... .（23） 8.6管材及附件 ………………………………………………………………. …. ..…（24） 8.6.1管材及閥門……………………………………………………. .…………... .（24） 8.6.2補償器…………………………………………………………. .…………... .（24） 9 保溫措施 ……………………………………………………………………………（24） 總結………………………………………………………………………………………（25） 參考文獻 ……………………………………………………………………………… （25） 第 ４ 頁 共 3 頁 1 鍋爐設計原始資料 1.1熱負荷資料 用汽部門 蒸 汽 凝結水回收率（％） 壓 力 （MPa） 溫 度 （℃） 消 耗 量（t/h） 生產熱負荷 采暖熱負荷 生活熱負荷 P1=0.4 P2=0.3 P3=0.3 飽和 飽和 飽和 D1＝3.3 D2＝6.7 D3＝0.6 0 ＝65 0 1.2燃煤資料 元素分析成分Car=57.42%，Har=3.81%， Oar=7.16%，Nar=0.93%，Sar=0.46%，War=8.85%，Aar=21.37%，煤的干燥無灰基揮發(fā)成分Vdaf=38.48%，應用基低位發(fā)熱量為Qar.net=21350kJ/kg。 1.3氣象資料 采暖室外計算溫度 -7℃ 采暖室外平均溫度 -0.9℃ 采暖期天數 106天 1.4 室內設計參數 采暖室內計算溫度 18℃ 1.5 水質資料 溶解固形物:396mg/l 碳酸鹽硬度:195mg/l 非碳酸鹽硬度:95mg/l 總硬度:285mg/l 堿度:195mg/l PH值:7.6 水文地質資料：地下水位:-1.5m 最大凍土深度:35cm 地耐力:6T/m2 1.6 建筑資料 小區(qū)總平面圖（詳見規(guī)劃圖紙）； 1.7 設計地區(qū) 青島市 2 熱負荷計算及鍋爐選擇 2.1 熱負荷計算 2.1.1 采暖季熱負荷計算 (1)采暖季最大計算熱負荷按下式計算 D1max=K0(K1D1+ K2D2+K3D3) t/h 式中K0——管網熱損失及鍋爐房自用蒸汽系數，取1.25 K1、K2、K3——生產、采暖及生活負荷的同時使用系數，分別取0.8，1及0.5 D1、D2、D3——生產、采暖及生活的最大小時熱負荷，t/h 代入數據得× D1max=1.25×（0.8×3.3+1×6.7+0.5×0.6）t/h =12.05t/h 鍋爐房自耗熱能量包括鍋爐房的采暖、浴室、鍋爐吹灰、設備散熱、介質漏失和熱力除氧器的排氣損失等。這部分能量約占輸出負荷的2%——3%，啟動水泵的耗能大，但正常運行時使用電動給水泵。熱網的熱損失包括散熱和介質漏失，與輸送介質的種類、熱網的敷設方式、保溫完善程度和管理水平有關，一般為輸送負荷的10%-15%。 （2）平均熱負荷 平均熱負荷表明熱負荷的均勻性，設備選擇時應考慮這一因素，如變負荷對設備運行經濟性和安全性的影響。 采暖通風平均熱負荷根據室外平均溫度計算： t/h （公式2-2） 式中：—采暖最大熱負荷（與D1的值相同），t/h； —采暖室內計算溫度，℃； —采暖期室外計算溫度，℃； —采暖期室外平均溫度，℃。 所以， t/h。 生產平均熱負荷和生活平均熱負荷按生產和生活最大熱負荷取。 （3）全年熱負荷 這是計算全年燃料消耗量的依據，也是技術經濟比較的一個依據。全年熱負荷Q0可根據平均熱負荷和全年使用小時數按下式計算： t/年 （公式2-3）式中：—分別為采暖、生產和生活的全年熱負荷，t/年； —除氧用熱系數，本設計中不設除氧設備，此項為零； —符號意義同（公式2-1）。 采暖、生產和生活的全年熱負荷分別用以下公式計算求得： t/年 （公式2-4） t/年 （公式2-5） t/年 （公式2-6） 式中：—分別為采暖天數和全年工作天數； —每晝夜工作班數，本設計中取三班制； —非工作班時保溫用熱負荷，t/h；可按室內溫度℃代入（公式2-2）計算求得。 =8×106×3×5.0652= 12885.87t/年 =8×365×3×3.3=289476t/年 =8×365×3×0.6=5256t/年 =1.1×(12885.87+289476+5256)=338379.657t/年 2.1.2非采暖季熱負荷計算 非采暖季最大熱負荷主要包括生產和生活最大熱負荷，計算公式如下： D2max=K0(K1D1+ K3D3) t/h (公式2-7) 所以，=1.25×（0.8×3.3+0.5×0.6）=3.675t/h 2.2 鍋爐型號和臺數選擇 鍋爐型號和臺數根據鍋爐房熱負荷、介質、參數和燃料種類等因素選擇，并應考慮技術經濟方面的合理性，使鍋爐房在冬夏季均能達到經濟可靠運行。 2.2.1鍋爐型號 根據計算熱負荷的大小和燃料特性決定鍋爐型號，并考慮負荷變化和鍋爐房發(fā)展的需要。選用鍋爐的總容量必須滿足計算負荷的要求，以保證用氣的需要。但也不應使鍋爐的總容量超過計算負荷太多而造成浪費。鍋爐的容量還應適應鍋爐房負荷變化的需要，特別是某些季節(jié)性鍋爐房，要力免鍋爐長期在低負荷下運行。 本設計中，根據原始資料提供的燃料的特性參數，并查表得該燃料為Ⅲ類煙煤。由于供采暖、生產和生活用的蒸汽壓力均小于等于0.4MPa，采暖季最大熱負荷為12.05t/h,所以選擇鍋爐型號為SZL4-1.25/194-AⅢ。受熱面積：鍋爐本體146.8m2,省煤器(SMQ4)38.5m2,爐排有效面積5.82m2,燃料消耗630Kg/h，最大件運輸尺寸L×B×H=7.1×2.5×3.5m3,最大件運輸量32t。鍋爐的效率為78%。 2.2.2鍋爐臺數 選用鍋爐臺數應考慮對負荷的變化和意外事故的適應性，建設和運行的經濟性。一般來說，單機容量較大的鍋爐其效率較高，鍋爐房占地面積小，運行人員少，經濟性好，但臺數不宜過少，不然適應負荷變化的能力和備用性較差。鍋爐房的鍋爐臺數一般不少于兩臺；國外有關文獻認為，新建鍋爐房內裝設鍋爐的最佳臺數為三臺。 本設計中，根據選擇的鍋爐型號（額定蒸汽量為4t/h）及采暖期最大熱負荷，選取同型號的鍋爐三臺。 2.2.3燃燒設備 選用鍋爐燃燒設備應能適應所使用的燃料、便于燃燒調節(jié)和滿足環(huán)境保護的要求。 本設計中，選用層燃爐鏈條爐排，對燃煤粒度的要求≯30；過量空氣系數為1.3；未完全燃燒熱損失：氣體＜2%，固體5～10%。它的優(yōu)點是燃燒效率高，運行平穩(wěn)可靠，負荷適應性好，飛灰損失和對環(huán)境污染較小，司爐勞動強度較小，操作簡便。缺點是結構復雜，制造工作量大。 3水處理設備及給水設備的選擇 3.1 給水設備的選擇 3.1.1鍋爐房給水量計算 鍋爐房給水量計算公式： t/h (公式3-1) 式中：—給水管網漏損系數，取1.03； —鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h； —鍋爐排污率，，；，取二者之中的較大值。 ； 由水質資料知：396mg/l, =3500mg/l 3mmol/l, =22mmol/l, 求得=10.08%， =7.59%。因此取排污率為10%. 所以，采暖期鍋爐給水量G1=1.03×12.05×（1+10%）=13.65t/h； 非采暖期鍋爐給水量G2=1.03×3.675×(1+10%)=4.16t/h。 3.1.2給水泵的選擇 （1）給水泵的容量和臺數 給水泵的流量應滿足鍋爐所有運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時給水量的1.1倍的要求；由于鍋爐房的負荷一般都不均衡，特別是季節(jié)性負荷的鍋爐房負荷變化更大，因此水泵的容量和臺數還應適應全年負荷變化的要求。 本設計中，水泵總流量Q=1.1×13.65=15.015t/h。由于設計中選用四臺同型號的水泵，一臺備用，因此一臺水泵的流量為5t/h。選用流量為5m3/h。 （2）備用給水泵 設置備用給水泵是為了保證在停電，正常檢修和發(fā)生機械故障等情況下，鍋爐仍能得到安全、可靠的供水。為此，設計規(guī)范和監(jiān)察規(guī)程都明確規(guī)定：鍋爐房應設置備用給水泵，當任何一臺水泵停止運行時，其余給水泵的總流量應滿足所有鍋爐蒸發(fā)量的1.1倍。在本設計中，選用一臺備用。 （3）給水泵的揚程一個有隔板的 水泵揚程的計算，根據經驗公式計算： KPa （公式3-2） 式中：—鍋爐工作壓力；（100～200）為壓力附加值。 所以：=1000×1.25+100～200=1350～1450KPa=135～145m。 根據給水泵的流量和揚程，選擇GCA-8單吸分段式離心泵，，流量為4m3/h,揚程為160m,效率為41%，汽蝕余量為2.5m。 （4）給水箱的選擇 1）給水箱的容積和個數 給水箱的作用有兩個：一是軟化水和凝結水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。給水箱的容量主要根據鍋爐房的容量確定，一般給水箱的總有效容量為所有運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需20～40min的給水量。 給水箱可設置一個，但常年不間斷供熱的鍋爐房應設置兩個，或者選用有隔板的方形給水箱。 本設計中，給水箱的總有效容量選為運行鍋爐在額定蒸發(fā)量時所需30min的給水量。因此其大小為5.7m3,選用一個有隔板的方形開式給水箱，其尺寸為3.4×1.8×1.6m. 2)給水箱的高度 給水泵輸送溫度較高的給水，要求給水箱有一定的安裝高度，使給水泵有足夠的灌注頭，以免發(fā)生正常給水和影響正常給水。本設計中，給水箱安裝高度為6m. 3.1.3 水處理系統的設計及設備選擇 鍋爐房用水一般來自城市或廠區(qū)供水管網，水質已經過一定的處理。鍋爐房水處理的任務通常是軟化和除氧。 （1） 軟化水量 由以下公式計算： (公式 3-3) 所以，13.65-0.65×6.7=9.295t/h （2） 軟化設備的選擇 根據軟化水量，選擇的水處理設備型號為JK200-400×2全自動軟化裝置。 4汽水系統的設計 4.1給水管管徑的確定 給水管內徑的計算公式： 內徑 （式4-1） 式中：G—管內介質的質量流量，t/h ω—推薦流速，m/s（在設計中選用推薦流速為1.5m/s） 可得給水管道內徑，由此，給水管選擇Ф57×3.5的管材。 4.2蒸汽系統主要管道直徑的確定 蒸汽管道內徑的計算公式： （式4-2） 式中：G—管內介質的質量流量，t/h ω—推薦流速，m/s（在設計中選用推薦流速為30m/s） ν—管內介質的比容，m3/Kg（由手冊查得ν=0.1622 m3/Kg） 可得蒸汽管道內徑,由此，蒸汽系統選擇Ф165×4.5的管材。 5送引風系統的設計 根據工業(yè)鍋爐產品技術條件的規(guī)定，送風機、引風機和除塵器都在“工業(yè)鍋爐成套供應范圍”之內，應由鍋爐廠配套供應，如實際條件沒有特別要求，不必變更。在課程設計中送引風機系統的要求主要是確定送引風機連接系統，決定風煙管道和煙囪尺寸，進行設備和管道布置。如有實際需要，還應核對配套風機性能。 關于鍋爐熱效率、排煙溫度、鍋爐本體煙風阻力和鍋爐本體各煙道的過量空氣系數，均引用鍋爐廠產品計算書中的數據。根據使用燃料的成分計算得出燃料耗量、送風量、排煙量。 5.1鍋爐燃料消耗量的計算 鍋爐燃料消耗量的計算公式為： kg/h （式5-1） 查表可得：iq=2811.2kg/kJ；igs=83.86kJ/kg；ipw=825.46kJ/kg。 可得： =1.952（t/h） 5.2理論空氣量和理論煙氣量 根據理論空氣量的公式： （式5-2） 可得出1kg收到基燃料完全燃燒所需要的理論空氣量為 由此可得一臺鍋爐的所需的理論空氣量為5.89×480=2827.2 m3 /h 當一只燃料的收到基低位發(fā)熱量時，單位質量的燃料理論煙氣量可由經驗公式計算 對于煙煤經驗公式如下： （式5-3） 可得單位質量煙煤的理論空氣量=6.06 m3/kg 由此可得一臺鍋爐產生的理論煙氣量為6.06×650.69=3943.17 m3 5.3送風機、引風機的選擇計算 選用的送風機和引風機應能保證供熱鍋爐在既定的工作條件下，滿足鍋爐全負荷運行時對煙、風流量和丫頭的需要。為安全起見，在選擇送、引風機時應考慮有一定的富裕度，送、引風機性能裕度系數列于下表5-1中。 表5-1送引風機性能裕度系數 設備或工況 裕量系數 風量裕量系數β1 壓頭裕量系數β2 送風機 1.1 1.2 引風機 1.1 1.2 帶尖峰負荷時 1.03 1.05 送、引風機的選擇，首先應按風機的比專屬選定風機型式，然后再根據鍋爐延風系統的設計流量和設計壓頭，按風機制造廠提供的相應型式的風機系列參數或性能曲線來確定所選風機的規(guī)格。在本設計中通過計算驗證選用送風機的規(guī)格為T4-72-12No4A；引風機的規(guī)格為T5-47-12No6C。 5.4煙囪的高度與直徑的設計計算 5.4.1煙囪的高度計算 在自然通風和機械通風時，煙囪的高度都應根據排出煙氣中所含的有害物質—SO2、NO2、飛灰等的擴散條件來確定，使附近的環(huán)境處于允許的污染程度之下。因此，煙囪的高度的確定，應符合現行國家標準《工業(yè)“三廢”排放試行標準》、《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》和《大氣環(huán)境質量標準》等規(guī)定。 機械通風式，煙風道阻力由送引風機克服。因此，煙囪的作用主要不是迎來產生引力，而是將煙氣排放到足夠高的高空，使之符合環(huán)境保護的要求。 每個新建鍋爐鋼只能設一個煙囪。燃煤、燃油（燃輕質柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪高度應根據鍋爐房總容量，按表5-2規(guī)定執(zhí)行。 表5-2鍋爐房煙囪最低允許高度 鍋爐房總容量 t/h <1 1-2 2-4 4-10 10-20 20-40 MW <0.7 0.7-1.4 1.4-2.8 2.8-7 7-14 14-28 煙囪最低允許高度 m 20 25 30 35 40 45 在本設計中鍋爐的總容量為12.05t/h，且新建的鍋爐煙囪周圍半徑200m距離內沒有建筑物，所以選擇煙囪的高度為40m。 5.4.2煙囪的直徑計算 煙囪的直徑計算公式可按下式進行計算 （式5-4） 式中：—通過煙囪的總煙氣量，m3/h —煙囪出口煙氣流速,m/s 煙囪的出口流速按下表5-3選用 表5-3 煙囪出口處煙氣流速 通風方式 運行負荷 全負荷時 最小負荷時 機械通風 10-20 4-5 自然通風 6-10 2.5-3 設計時應根據冬、夏季負荷分別計算，如負荷相差懸殊，則應首先滿足冬季負荷要求。 所以： 選取直徑為52cm 煙囪底部直徑： d1=d2+2i 式中：i……煙囪錐度，通常取0.02-0.03，本設計取0.025， 可得：d1=0.52+2x0.025x35=1.94m. 選取直徑2m 6運煤、除渣和除塵設備的選擇 6.1鍋爐房耗煤量的計算與運煤方式的選擇 供熱鍋爐燃用的煤，一般是由火車、汽車或船舶把煤運來。而后用人工或機械的方法將煤卸到鍋爐房附件的儲煤場，再通過各種機械設備把煤運到鍋爐房。運煤系統是從卸煤開始，經煤場處理、輸送破碎、篩選、磁選、計量直至將煤運輸到爐前煤倉供鍋爐燃用。 運煤系統的輸送量按下式計算： t/h （式6-1） 式中：——平均最大小時耗煤量，t/h,當鍋爐房需要擴建時，計入相應耗煤量； K——運輸不平衡系數，可取1.1-1.2；取1.15 t——運煤系統工作時間，h,取7小時 帶入數據可得： 可以選用火車運煤，采用多斗提升機將煤送到爐前煤倉。多斗提升機可實現連續(xù)運輸，可以垂直運輸也可水平運輸。 6.2鍋爐房灰渣量的計算與除渣設備的選擇 每小時最大灰渣量可按下列公式計算 t/h （式6-2） 可得每小時最大灰渣量 C= =0.52t/h 作為燃料，煤與灰渣在運輸上是具有共性的，因此，前述的一些機械運煤設備一般也可用來轉運灰渣。但是，煤一般通過提升設備得以送入鍋爐上的儲煤斗，而灰渣需從鍋爐 下的灰渣斗中清除出來。根據計算得到的灰渣量，設計中選用應有比較廣泛的螺旋除渣機。 6.3煤場和灰渣場面積的確定 當煤場儲煤量確定后，儲煤場的面積主要取決于煤堆的高度。除易自燃的煤堆煤堆高度有特殊要求外，采用以下數據： 鏟斗車堆煤時2-3m 煤場面積可用下式估算： （式6-3） 式中： B——鍋爐房的平均小時最大耗煤量，t/h; T——鍋爐每晝夜運行時間，h;(24小時運行) M——煤的儲備天數，d;(取M=10天) N——考慮煤堆過道占用面積的系數，一般取1.5-1.6；（取1.5） H——煤堆高度，m;(取3m) ρ——煤的堆積密度，t/m3;(查表ρ=0.8t/m3) φ——堆角系數，一般取0.6-0.8（取0.7） 可得： 灰渣場面積采用與煤場面積相似的計算公式 可得： 6.4除塵設備的選擇 本設計中選用干式旋風除塵器，干式旋風除塵器是一種能使含塵煙氣做旋轉運動，從而使灰塵在離心力的作用下從含塵煙氣中分離出來的一種設備。含塵煙氣交速切向進入除塵器的外殼和排氣管之間的環(huán)形空間，形成一股向下運動的外旋氣流。這時，懸浮在其中的塵粒在離心力作用下被甩到筒壁，并隨煙氣一起沿著圓錐體向下運動沉入除塵器底部進入除塵室。由于氣流旋轉和引風機的抽吸，在旋風筒中產生負壓，使運動到筒體底部的已經凈化的煙氣改變流動方向改變流向進入筒體中部形成旋氣流從除塵器上部的排氣管排除。 旋風除塵器結構簡單，投資省，除塵效率較高，已廣泛的應用于供熱鍋爐煙氣除塵。旋風除塵器的種類較多，本設計選用XD型多管旋風除塵器，分割粒徑為2.9-3.5，除塵效率=93%--95%。 7鍋爐房工藝布置 7.1鍋爐房建筑 7.1.1一般原則 （1）鍋爐房各建筑物、構筑物和場地的布置，應充分利用地形，使挖方和填方量最小，排水良好，防止水流入地下室和管溝。 （2）鍋爐房、煤場、灰渣場、儲油罐、燃氣調壓站之間以及和其他建筑物、構筑物之間的間距，均應按現行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》和有關工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準的有關規(guī)定執(zhí)行。 （3）運煤系統的布置應利用地形，使提升高度小，運輸距離短。煤場、灰渣場宜位于主要建筑物的全年最小頻率風向的上風側。 7.1.2鍋爐間、輔助間、生活間的布置 （1）蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為1-20t/h的鍋爐房，其輔助間和生活間宜貼鄰鍋爐間的一側。 （2）當鍋爐房為多層布置時，其儀表控制室應布置在鍋爐操作層上，并宜選擇朝向較好的部位。 （3）需要擴建的鍋爐房，其運煤系統的布置應使煤自固定端運至爐前。 （4）單層布置的鍋爐房的出入口不應小于2個；當爐前走道總長度不大于12m，且面積不大于200m2時，其出入口可只設1個。 （5）鍋爐房通向房外的門應向外開啟，鍋爐房內的工作間或生活間直通鍋爐間的門應向鍋爐間內開啟。 7.1.3鍋爐房建筑安全要求 （1）鍋爐屬于有爆炸危險的承壓設備，鍋爐房的設計必修嚴格執(zhí)行國家有關規(guī)定。 （2）鍋爐房應為一、二級耐火等級的建筑，但總額定蒸發(fā)量不超過4t/h的燃煤鍋爐房可采用三級耐火等級的建筑。 （3）鍋爐房與相鄰建筑物之間應留有防火間距，具體要求與建筑物的耐火等級有關。 （4）鍋爐房地面應平整無臺階。為防止積水，底層地面應高于室外地面。設備布置在地下室時，應有可靠的排水設施。 7.1.4鍋爐房建筑布置形式 （1）鍋爐房設備可做室內布置或露天布置，本設計中采用室內布置。 （2）鍋爐房作單層布置還是雙層布置，主要取決于鍋爐產品設計、燃燒設備和受熱面布置方式。當前，額定蒸發(fā)量不超過4t/h的燃煤鍋爐，燃油燃氣的鍋爐，一般作單層布置。 （3）新建鍋爐房一般應留有擴建的可能性。因此，布置給水設備、水處理設備和換熱設備的輔助間和化驗、生活用房常設置于鍋爐房的一端，這一端稱為固定端，另一端作為擴建端。 （4）輔助間常與鍋爐間隔開布置。 7.2鍋爐房設備布置 7.2.1一般原則 鍋爐房內各種設備的布置應保證其工作安全可靠、運行管理和安裝檢修便利；設備的 位置應符合工藝流程，以便于操作和縮短管線。此外，設備布置還應能合理利用建筑面積和空間，以減少土建投資和占地面積。 7.2.2鍋爐布置 鍋爐的布置方法和布置尺寸與鍋爐容量、燃燒設備和受熱面結構等因素有關。 本設計中的鍋爐房是一獨立新建的單層建筑，朝南，由鍋爐間和輔助間兩大部分組成。 鍋爐的爐前是主要操作面，鍋爐前端至鍋爐房前墻的凈距要考慮操作條件，儲煤斗或運煤設備的布置，小型鍋爐人工運煤的要求，以及爐排的檢修、煙道的清灰等要求。這一凈距距離一般不小于4-5m。 鍋爐最高操作平臺至屋架之間的凈高不小于2m，并應滿足起吊設備操作高度的要求。 本設計中的鍋爐房運轉層標高±0.00，鍋爐中心間距6m，爐前跨度4m，鍋爐間跨度24m，鍋爐間屋架下弦標高7m。 7.2.3輔助設備的布置 引風機的位置由除塵器和管道的連接要求來決定。風機間內應有通道，其寬度應滿足安裝和檢修時風機部件搬運的要求。風機出口水平引出時，出口距墻或距總煙道的尺寸，應考慮風機、出口漸擴管和煙閘安裝的要求。 除塵器一般露天布置，小型鍋爐的除塵器也可以布置在室內。干式排灰時，布置除塵器的區(qū)域要有運灰車通行的通道。 水處理設備一般布置在輔助房間內，需要時也可單獨布置在獨立的建筑內。 小型鍋爐給水箱和給水泵應布置在司爐便于看管的地方。如果給水箱和給水泵沒有布置在同一房間內，給水泵房間內應有指示給水箱水位的信號裝置和控制進給水箱軟水量的閥門。 泵端靠墻布置時，泵端基礎與墻之間的距離應考慮總吸水管、進水閥和連接短管安裝的要求。泵基礎之間的通道一般不小于700m，大型泵還應加大，以滿足安裝檢修時搬運的需要，當場地不足時，也可把同型號的兩臺泵布置在同一基礎上。 本鍋爐房布置有三臺SZL4-1.25-AIII型鍋爐爐前留有4m的距離，是鍋爐運行的主要操作區(qū)。燃煤由鏟車運至爐前，由多斗提升機運至爐前煤斗，灰渣在后端排出用手推車定期運到灰場。給水設備，給水箱及水泵布置在輔助間。煤場及灰渣場設置在鍋爐房的東側區(qū)域。 7.3煙風管道和主要汽水管道的布置 各種管道及其附件的布置都應使其工作安全可靠、操作和安裝檢修便利。布置時應注意以下各方面要求。 （1） 管道布置應符合流程，使管道具有最小長度。 （2） 分期建設或具有擴建可能的鍋爐房，管道布置應適宜擴建要求，使擴建時管道改造工作量最小。 （3） 管道布置應便于裝設支架，一般應沿墻柱敷設，但應不影響設備操作和通行，避免影響采光和門窗啟閉。 （4） 管道離墻柱或地面的距離便于安裝和檢修。 （5） 管道應有一定坡度，以便于排氣放水。 （6） 主要通道的地面上不應敷設管道，通道上方的管道最低表面距地不應小于2m。 管道附件應根據其工作特點、操作要求和安裝檢修條件進行合理布置。管道上的閥門應設置在便于操作的部位，盡量利用地面和設備平臺等便于接近的地方進行操作。否則大口徑閥門應設置專用平臺。分汽缸一般設置在鍋爐間固定端。當接管較多且需要分別裝設流量計時，也可設在專用房間內。分汽缸接管上的閥門應設置在便于操作的高度上；分汽缸離墻距離要便于閥門的安裝和拆卸。各種流量計應根據所選形式，在其前后應接有為保證計量精度所需長度的直管管徑。 8 小區(qū)供熱管網設計 8.1采熱設計熱負荷和設計流量計算 8.1.1采暖設計熱負荷的計算 采暖熱負荷是城市集中供熱系統中最重要的負荷，它的設計熱負荷占全部設計熱負荷的80%-90%以上（不包括生產工藝用熱），供熱設計熱負荷的概算可采用面積熱指標進行計算，即 Q’n=qf× F 式中 Q’n ——建筑物的供熱設計熱負荷，W； qf ———— 建筑物供熱面積熱指標，W/m2 F——建筑物的建筑面積，m2。 還應該指出，建筑物供熱面積熱指標qf 的大小，主要取決于通過垂直圍護結構（墻、門、窗等）向外傳遞熱量，它與建筑物平面尺寸和層高有關，因而不是直接取決建筑平面面積。用供熱體積熱指標表征建筑物供暖熱負荷的大小，物理概念清楚，但采用面積熱指標法，比體積熱指標更易于概算，所以近幾年來在城市集中供熱系統規(guī)劃中，國內外業(yè)多采用供暖面積熱指標進行概算。在本設計中同樣采用面積熱指標法進行計算。 在總結我國許多單位進行建筑物供暖熱負荷的理論計算和實測數據工作的基礎上，我國《城市熱力網設計規(guī)范》給出的建筑物供暖面積指標qf的推薦取值如表8-1所示 表8-1 建筑物供暖面積熱指標推薦值 建筑物類型 住宅 居住區(qū)綜合 學校辦公 醫(yī)院托幼 旅館 商店 食堂 熱指標（W/m2） 58—64 60—67 68—80 65—80 60—70 65—80 115—148 注：1、本表摘自《城市熱力設計規(guī)范》CJ34-90，1990年版 2、熱指標中已包括約5%的管網熱損失在內。 在本設計中共有住宅用戶540戶，每戶建筑面積為120m2 ，選用建筑物供暖面積熱指標為64 W/m2 。根據公式可得每戶的供熱設計熱負荷為： Q’n=qf× F=64x120=7.68（kw） 8.1.2 采暖設計流量的確定 采暖熱用戶及閉式熱水供熱系統生活熱水熱用戶的設計流量，按下式進行計算： G′= 式中 G′-----熱用戶的設計流量，t/h； Q′-----熱用戶的設計熱負荷，w； C -----水的質量比熱，J/(kg?℃)； t′1------各種熱用戶相應的熱網供水溫度，℃； t′2----各種熱用戶相應的熱網回水溫度，℃； 所以： 8.2 供暖方案的確定 8.2.1 室外供熱管道的平面布置 供熱管道平面布置圖示與熱媒的種類、熱源和熱用戶相互位置及熱負荷的變化特點有關，主要有枝狀和環(huán)狀兩類。 枝狀網比較簡單，造價較低，運行管理比較方便，它的管徑隨著到熱源的距離增加而減小，其缺點在于沒有供熱的后備性能，即一旦網路發(fā)生事故，在損壞地點以后的所有用戶均將中斷供熱。 環(huán)狀網路的主要優(yōu)點是具有供熱的后備性能，可靠性好，運行也安全，但它往往比枝 狀網路的投資要大很多。 本設計中，力爭做到設計合理，安裝質量符合標準和操作維護良好的條件下，熱網能夠無故障運行，尤其對于只有供暖用戶的熱網，在非采暖期停止運行期內，可以維護并排除各種隱患，以滿足再采暖期內正常運行的要求，加之考慮到目前我國的國情，故設計中的熱力網形式采用枝狀網。 8.2.2 供熱管道的定線原則 （1）經濟上合理，主干線力求短直，使金屬耗量小，施工方便，主干線盡量走熱負荷集中區(qū)，管線上所需的閥門及附件涉及到檢查井的數量和位置，而檢查井的數量應力求減少。 （2）技術上可靠，線路盡可能走地勢平坦，土質好，水位低的地區(qū)，盡量利用管段的自然補償。 （3）對周圍環(huán)境影響少而協調，少穿主要街道，城市道路上的供熱管道一般平行于道路中心線，并盡量敷設在車道以外的地方。 （4）穿過街區(qū)的城市熱力管網應敷設在易于檢修和維護的地方。 （5）通過非建筑區(qū)熱力管道應沿公路敷設。 （6）熱水管道在最低點設放水閥，在最高點設放氣閥，管線布置見管線平面附圖8-1。 第 25 頁 共25頁 8.3 管段的水力計算步驟 8.3.1各管段的計算流量 熱網各管段的流量為各管段所負擔的各個用戶的計算流量之和，也就是沿介質流向該管段之后的所有熱用戶的計算流量之和。 本設計中，： 管段共有用戶數540戶，可利用8.1中提到的公式計算，則該管段的設計熱負荷及流量見表8-2 管段 單戶面積 ㎡ 戶數 q W/m2 負荷 kw 流量 t/h 1—2 120 18 64 138.2 4.754 2—3 120 36 64 276.5 9.509 3—4 120 54 64 414.7 14.26 4—5 120 72 64 553 19.02 5—6 120 90 64 691.2 23.77 6—7 120 216 64 1659 57.05 7—8 120 360 64 2765 95.09 8—9 120 396 64 3041 104.6 9—10 120 432 64 3318 114.1 10—11 120 540 64 4147 142.6 8.3.2 確定熱水網路的主干線和沿程比摩阻 熱水網路中平均比摩阻最小的一條管線，稱為主干線。在一般情況下，熱水網路各熱用戶要求預留的作用壓頭是基本相等的。所以可以認為從熱源到最遠端用戶的管線就是主干線。熱水網路水力計算從主干線開始，從熱源出口到主干線末端用戶逐段進行。 在此設計中，主干線的平均比摩阻采用經濟比摩阻，可取30-70pa/m。 8.3.3確定主干線各管段的觀景和實際比摩阻 根據管段計算流量和初步選用的平均比摩阻，利用水力計算表，確定主干線的管徑和相應的實際比摩阻。 8.3.4 確定各管段的阻力當量長度 根據選定的管段管徑和管段中局部阻力的形式，查當量長度表，注意確定各個局部阻力的當量長度，求出計算管段上所有局部阻力當量長度的總和。 8.3.5 計算主干線的壓力損失即主干線的總壓降 根據查出的實際比摩阻、管長和局部阻力當量長度之和，計算主干線的壓力損失，并求出整個主干線的總壓降。 8.3.6支干線、支線水力計算及估算比摩阻的確定 在主干線即算完之后，便可進行支干線、支線的水力計算。支線的估算比摩阻的確定應根據管段的允許壓降來確定。資用壓力是根據支線和主干線上相應的并聯環(huán)路壓力平衡來確定的。 8.3.7 支干線、支線管段的實際比摩阻和管徑的確定 根據支干線、支線管段流量和估算比摩阻查水力計算表，確定實際比摩阻和管徑。熱力網支干線、支線應按允許的壓力降來確定管徑，但介質流速不應大于3.5m/s，支干線比摩阻不應大于300pa/m。 8.3.8確定支干線、支線的局部阻力當量長度，計算實際壓力降 根據選定的管徑和局部阻力形式，確定局部當量長度。求支線管段上所有局部阻力當量長度之和。并計算支干線、支線管段的實際壓力降。 最后，進行環(huán)路壓力平衡，控制不平衡率在15%之內，即 X=∣ΔPz-ΔPs∣/ΔPz≦15% 式中 X——主干線和支線并聯環(huán)路的不平均率，% ΔPz——支線的資用壓力，pa； ΔPs——通過水力計算得出的支線的實際壓力，pa 8.4水力計算舉例 （1）以主干線上管段1-2為例說明主干線的水力計算過程。 前面計算了解了其流量為4.754t/h。設其比摩阻在30-70pa之間，查表取其管徑為70mm，流速為0.367m/s。該管段的實際長度為：22.9m。 在此管段上 閘閥 90度彎頭 異徑接頭 直流三通 1X1 1X1 0.2X1 2X1 則該管段的當量長度為：1+1+0.2+2=4.2 則該管段的壓力損失為 ΔP=（4.2+22.9）X32.23=873.433pa （2）對于支線的水力計算與支干線類似 支路計算完之后要進行水力平衡計算沒， 如18-10管段：將18-10管段以后的管段阻力全部相加，即： 1025.22+2244.23+1311.23+500.035+2516.19+3158.49+939.15=11641.476Pa 然后將支路總壓力降與干路相平衡，如： 不平衡率=（13976.64-11641.476）/13976.64x100%=16.71% 干路與支路水力計算如下表： 供熱管網最不利環(huán)路水力計算 管段 單戶面積 ㎡ 戶數 q W/m2 負荷 kw 流量 t/h 管段長度　　　ｍ 管徑　mm 流速 m/s 比摩阻 Pa/m 當量長度 m 折算長度 m 壓力損失 Pa 備注 1—2 120 18 64 138.2 4.754 22.9 70 0.4 32 4.2 27.1 873.43 一個90度彎頭 一個直流三通 一個閘閥