沈阳某小区设计说明书

一．二．

题目原始资料

设计沈阳某小区供热锅炉房。（一）气象及地质资料1．地区：沈阳2．主导风向：NE3．室外计算温度：-9℃4．采暖期室外平均温度：-2℃5．采暖天数：150天6．采暖期室外温度延续时间室外温度-20延续时间（小时）

8．地下水位：5m

9．海拔高度：31.2m总硬度（二）水质资料总硬度非碳酸盐硬度碳酸盐硬度总碱度pH 值溶解氧溶解固形物

悬浮物和含油量忽略不计夏季平均水温冬季平均水温供水压力（三）油质资料

0#轻油（质量分数）：War=0, Aar=0.01,

-18148

-16310

-12794

-101123

-81469

-42130

02726

+33229

+53648

106

7．最大冻土深度：85m

H 0=5mmol/lH FT 0.3mmol/lH T =4.7mmol/lA =4.7mmol/l

8.37.4mg/l402mg/l

10℃4℃0.2MPa

Car=85.55, Har=13.49, Oar=

0.66, Sar=0.25, Nar=0.04,Q net,ar =49200KJ/Kg

（四）热负荷资料序号1234

项目生产负荷生活负荷通风负荷采暖负荷

介质蒸汽蒸汽热水热水

60/55℃

6.5

参数

最大热负荷Q（MW）

（五）其他1．热网作用半径2．最高建筑物高度3．锅炉房内空气温度三．

R=500mH=21mt lk =20℃

课程设计内容及设计步骤（计算部分）

（一）根据给定热负荷计算：

1．锅炉房最大计算热负荷Q j。max 、锅炉房平均热负荷Q pj ，绘制热负荷延续时间图；2．确定锅炉房单台锅炉容量及总装机台数。论述锅炉运行情况、备用情况。（二）确定鼓、引风系统设备

确定鼓、引风机型号、选择除尘器、确定烟囱高度和上口直径并确定室内外烟风管道截面积。

（三）确定上油、除渣系统设备1．上油系统

供选用参考的设备有：垂直或倾斜卷扬翻斗上油装置、电动葫芦吊桶上油装置。（注：根据锅炉容量选择）（四）热力系统

热水锅炉锅炉房热力系统包括两大部分：循环水系统和补给水系统。1．循环水系统

这一系统包括的设备有：循环水泵，除污器，热水锅炉，分、集水器。2．补给水系统

这一系统包括的设备有：补给水泵，水处理设备，原水箱，软化水箱，四．

绘图部分

根据以上计算选择的设备进行锅炉房设备布置和制定热力系统流程图。（一）工作量：

1热力系统图（1#一张，不按比例）2锅炉房设备布置平面图（1#一张，1：50）3锅炉房设备剖面图（1#一张，1：50）（二）要求：

1．热力系统图包括循环水、补给水、水处理、排污等过程的流程。应注明图例，按供热制图标准执行，标注设备号、管径、管道代号、介质流向。

2．锅炉房设备平剖面应注明设备之间及设备与建筑维护结构间的相对定位尺寸，标注设备号，统计锅炉房主要设备一览表；设备平剖面应严格按照比例绘制，投影关系准确。

3．图纸尺寸、标题栏应按国家标准，系统图中管线为粗实线，阀门中实线，设备细实线；设备平剖面图中设备为粗实线，其余为细实线。五．

设计说明书

设计完成时应将设计计算部分整理成说明书。说明书要求：

1．所有的计算部分应尽可能列成表格（包括计算次序、项目、计算公式与算式、符号、单位及计算结果，中间的演算过程应从略）

2．对于所选设备应说明设备特点、选择依据，并要进行方案论证。3．总结出本锅炉房设计特点。4．选用设备应有附图。

5．说明书书写格式要规范，严格按照辽宁工业大学毕业设计、课程设计要求执行。（目录、参考资料附录等）六．序号[1**********]1

设计进度

全部设计工作量约为3周（15天），参考进度如下：

设

计

内

容

时间分配

1111123221

周次备注

下发任务书，准备设计资料热负荷计算部分包括锅炉的选择鼓引风系统设备选择计算上油除渣系统设备选择计算热力系统设备选择计算绘制热力系统图绘制锅炉房设备平面图绘制锅炉房设备剖面图整理说明书答辩

1

2

3

辽宁工业大学课程设计评审意见表

课程设计的最终成绩采用答辩的方式并结合平时表现和图纸及计算书质量进行综合评定。成绩评定表：序号1234合计

内容平时成绩答辩成绩设计计算书图纸成绩

满分[1**********]

得分

指导教师评语：

成绩：

指导教师签字：

学生签字：

2014年3月16日

目录

第一章工程简介······················································错误！未定义书签。第二章热负荷、锅炉类型及台数的确定··························错误！未定义书签。2.1热负荷计算················································································22.2确定锅炉型号及台数····································································3第三章给水和热力系统设计·······································错误！未定义书签。3.1有关规定·························································错误！未定义书签。3.2热网循环水量及循环水泵的选择························错误！未定义书签。3.3

热网补给水量和补给水泵的计算及选型·········································53.4全自动钠离子交换器的选型及计算·················································63.5其他设备的选择········································································10第四章燃油系统计算················································错误！未定义书签。4.1燃油系统·················································································134.2燃油量计算··············································································134.3燃油管道水力计算·····································································14第五章锅炉排烟系统计算···································································155.1燃油料燃烧所需空气量······························································155.2燃料油燃烧烟气量计算······························································165.3排烟温度计算···········································································165.4排烟温度计算···········································································175.5烟囱直径计算···········································································185.6排烟风机选型···········································································18第六章烟囱设计计算·········································································196.1烟囱出口和底部直径的计算·························································196.2烟囱阻力计算···········································································19参考文献·························································································21

一．工程简介

沈阳某小区供热锅炉房工艺设计，为本小区提供采暖和生活热水二.热负荷、锅炉类型及台数的确定2.1热负荷计算采暖热负荷：

由于该建筑物缺乏设计热负荷资料。故采用如下方法估算采暖热负荷：Q1＝S·q KW

式中

Q1：采暖热负荷（KW）；

S：采暖面积（m2）；q：采暖设计热指标（W/m2）

查表《民用建筑采暖设计热指标》，取q＝65W/m2；由此可得采暖热负荷：Q1＝35000×65＝2275KW 生活热负荷

热水供应热用量按下式计算：

Q hw , av =q hw A ⨯10-3式中

Q hw , av ：生活热水平均热负荷（kW）；

A：总建筑面积（m2）；

Q hw , max =K h Q hw , av （kW）

Qhw--全部住宅有浴盆并供给生活热水时,取20W/m2式中Q hw , max ：生活热水最大热负荷（kW）；

Q hw , av ：生活热水平均热负荷（kW）；

K h ：小时变化系数，根据GB50015-2003中的表述，住宅取2.34，宾馆取5.61，所以Q hw , max =2808KW.最大计算热负荷采暖期最大负荷：

Qmax＝K。·K1·Q1＋K。·K1·Q2KW K。：热水管网的热损失系数，取值1.08

K1：采暖热负荷同时使用系数，采暖取用1，生活用热取用0.7；

那么得到最大热负荷Qmax＝1.08×1×3.9×10³＋1.08×0.7×2.808×10³＝6.33×10³KW：

医院取3.54。

-3

=K h Q hw , av =2.34×35000×10

非采暖起最大负荷：

Qmax＝K。·K1·Q2=1.08×0.7×2.808×10³=2123KW采暖平均热负荷Qpj＝Φ1·Q。KW式中

Φ1：采暖系数，可按下式求出：Φ1=Tn –Tpj /Tn-Tw，式中Tn：采暖室内计算温度，取16℃

Tpj：采暖期室外平均温度，已知为-8℃；Tw：室外采暖计算温度，已知－11℃；Qpj=0.89×6330=5626KW全年热负荷

Qn ＝24·N·QpjKW 式中24：全天供热；

N：全年供热天数，已知为150天；那么计算年热负荷如下：

Qn ＝24×150×5626＝20523648KW2.2锅炉类型及台数的确定锅炉台数及型号的选择原则锅炉型号选择原则：

在热负荷和燃料确定后，即可综合考虑下列因素，进行锅炉类型的选择，应能满足供热介质和参数的要求：蒸汽锅炉的压力和温度，根据生产工艺和采暖通风的需要，考虑管网及锅炉房内部阻力损失，结合蒸汽锅炉型谱来确定。当选用不同类型锅炉时，不宜超过两种。锅炉台数的确定原则：

锅炉台数应按所有运行锅炉在额定蒸发量工作时，能满足锅炉房最大计算热负荷的原则来确定。应有较高的热效率，并应使锅炉的出力、台数和其它性能均能有效地适应热负荷变化的需要。热负荷大小及其发展趋势与选择锅炉容量、台数有极大关系。以生产负荷为主或常年供热的锅炉房，可以设置一台备用锅炉。以采暖通风和生活热负荷为主的锅炉房，一般不设备用锅炉。选型及说明

由于采暖介质是热水，供回水温度95/70℃；经计算得知最大计算热负荷为2.638×103KW，同时考虑该旅馆的实际情况，本设计决定选用WNS 系列锅炉，其型号为WNS1.4-0.7/95/70-Y[Q]的锅炉2台，单台锅炉的额定热功率为1.4MW，工作压力为0.7MPa，符合本设计的要求。该炉型质量稳定，技术性能好，国内有不少锅炉厂商生产这种炉型（本设计采用的锅炉其效率达到了89.7％）。

三．给水和热力系统设计3.1有关规定

根据《低压锅炉水质标准》规定，对于额定功率小于等于2.8MW的热水锅炉可采用国内加药处理，但是必须加强对锅炉的结垢、腐蚀和水质的监督，不适合中小旅馆的实际情况，故不推荐采用。当采用锅外化学处理的方法时，水质标准如下表所示：表2

：

《低压锅炉水质标准》同时指出，对于额定热功率大于4.2MW的锅炉必须装有除氧器，对于额定热功率4.2MW的锅炉尽可能加装除氧器。本设计采用的是额定热功率1.4MW的锅炉，其额定热功率远小于4.2MW，为降低锅炉房建造和维护成本，故不推荐使用除氧器。水处理方案的确定

本锅炉房远水的硬度和含氧量都超过了锅炉给水水质标准，故需要进行软化和除氧处理，由于上述原因本设计中将不采用除氧器。由于全自动钠离子交换器具有流程简单，操作方便等优点，虽然该软化设备无法降低给水碱度。3.2热网循环水量及循环水泵的选择说明

由于本设计是设计一个小区的锅炉房，所以采暖用水可以靠其自身压力从热用户回到回水管再供到锅炉中去，然而生活用热这部分热水也是如此。循环水量的计算

根据总热负荷（采暖最大计算热负荷）计算循环水量：

式中

Gx1：循环水量（t/h）；Qmax:采暖最大计算热负荷（KW）；Tg ：供水温度（℃）；Th ：会水温度（℃）；

Gx1=860*6330/1000*（95-70）=217.75t/h水泵水流量的计算：

Gx2=1.1Gx1=239.52t/h循环水所需压头的计算Hz=1.2（h1+h2+h3）式中1.2：压头过量系数；

h1：锅炉房内部损失系数，取110kpa；h2：用户系统阻力，取60kpa；h3：热网干管阻力，取200kpa；Hz=1.2（h1+h2+h3）=444kpa；水泵型号、台数及配用电机的选择

锅炉循环水泵应设置备用泵，以保证在某台水泵停止工作时，亦能满足水泵计算水量的要求，循环泵不得少于两台。故选用2台（1台备用）循环水泵，器型号为200R-45技术参数如下表所示;200－表示进口直径为200mm

R－表示热水循环泵

45－表示泵设计扬程为45m：项目200R-45项目Y250M-4

流量m³/h280

扬程H/m45

电流A 104

转速r/min1480

电机功率KW效率η％44功率KW 55

78重量KG 381

其配用电机为型号为Y250M-4，其技术参数如下表所示

转速r/min1480

3.3热网补给水量和补给水泵的计算及选型补给水量的计算G`wb=K·Gx1式中G`wb：热网补给水量；Gx1：热网循环水量；K：热网补给率，取0.03；

由以上可计算得补给水量：G`wb=0.03×217.75=6.53m3/h由此可得补给水泵的流量：Gwb=4×G`wb=4×6.53=26.13m3/h补给水泵所需扬程的计算

式中

Hb ：系统补给水泵给水点压力值，为维持锅炉运行压力，选取0.8Mpa；Hxs ：补给水泵吸水管中的阻力损失，取0.02Mpa；Hgs ：补给水泵压水管中的阻力损失，取0.03Mpa；h ：补给水箱最低为高出系统补水点高度，取－20kpa；

则可计算得水泵所需扬程：H=(0.8+0.02+0.03）×1000-（-20）=870kpa=87H/m

水泵型号、台数及配用电机的选择

根据以上计算结果，为迎合所需流量较小，所需扬程较大的特点，选取GCA 参数如下表所示：

型

锅炉补给泵2台（一台备用）作为补给水泵，型号为2GCA-5,级数为3其技术

由此该水泵可选用的配用电机型号为Y132S

-2，其技术参数如下：

选择定压方式

采用补给水泵连续补水定压。我所采用的连续定压方式，定压点设在网路的

图5－2连续补给水泵定压方式

3.4全自动钠离子交换器的选型及计算原理

水的钠离子交换软化法，就是原水通过钠离子交换剂时，水中的Ca2+、Mg2+被交换剂中的Na+所代替，使易结垢的钙镁化合物转变为不形成水垢的易溶性钠化合物而使水得到软化。钠离子交换剂的分子式用NaR 表示，则其反应式如下：

碳酸盐硬度：

非碳酸盐硬度：

6

在锅内受热产生的反映：

由以上反应式可见，通过钠离子交换后的软化水，原水中的碳酸盐硬度变成碳酸氢钠,即水的碱度不变，由于

的摩尔质量比

和

的摩尔质量要大，

所以软化水的含盐量（与溶解固形物近似相等）比原水略有提高，软化水的含盐量的增加量（⊿B）按下式计算：⊿B=0.15ρ（Ca2+）+0.89ρ（Mg2+）式中：⊿B：软化水的含盐量的增加量（mg/L）；

ρ（Ca2+）、ρ（Mg2+）：原水中Ca2+、Mg2+的质量浓度（mg/L）；选型

已知补给水量：6.53m3/h

就此选取北京绿洲得瀚环境保护中心出品的DFS 系列双罐型自动软水器，其具体型号为DFS－350V，其规格如下表所示：其技术参数如下：

如水口压力：0.2－0.6Mpa；工作温度：2－49℃；电源：220V/50Hz

再生方式：顺流动态再生（或逆流再生）；再生控制方式：定时型、定量型；号：001×7强酸性阳离子交换树脂；

设计条件：进口硬度6mmol/L；出水硬度：≤0.03mmo/L；交换流速：18－20m/s；树脂交换容量：≥180mmol/L；树脂层高度：1.2－1.5m自动软水器设计符合JB/J6692-93标准。DFS-350V 全自动钠离子软水器的相关计算

本设备可以顺流再生也可以逆流再生。由于逆流再生同顺流再生相比，具有对原水硬度适应范围广，而且出水水质好，再生盐耗量低（约20％），自用水率即水耗低（约30％－40％），故采用逆流再生，计算如下表：序

名称号1

总的软化水量

号

G rs

t h

符

单位

计算公式

数值

已计算2.72

7

2软化流速

w F

m h 据原水H =0.85mmol/L

G rs w

2. 7225

3所需交换器截面

m

2

F =

=0.109

选用ϕ1000交换器2台，交替

4

实际软化截面积

F '

m 2

0.101

使用

56

交换层高度实际软化流速交换剂的工作能

H w

'

m

离子交换器规格

w ' =

1.826.9

m h

G rs 2. 72

=

ρ⨯7

力89

压层高度交换剂体积

E

3

据树脂特性m

900

H2

m

查表0.20.182

台m

kg

/

248.5

10交换器装载量G

台

11连续软化时间

t h kg

t =τ

E 01570

0. 95⨯=E 0

69.8

1213

再生盐一次耗量软化供水量每交换器交换容

B

16.4189.8

14

量

15

再生装置软化水

E 163.8

查表

8

0.3

自耗量

配置再生液耗水16

量

再生用清水总耗17

量

每台交换器周期18

总耗水量

交换器进水小时19

平均流量

20

交换器正洗流速

Vz

m/h

查表

20

Qp

2.76

Qz

193

Qh

查表

1.87

Qb

0.218

交换器进水小时Qma

21

最大流量22

2324

交换器直径交换器选用台数交换器工作台数交换器工作交换25

容量

2627

离子交换剂原水硬度

H0

设备选定已知

树脂1.33

e

查表

900

N x

M 台台

产品资料2n 或n+1选定

0.358214.74

注：①固定床钠离子交换器计算指标（中文参考文献①P217）；

②国产离子交换树脂主要性能（中文参考文献①P210）；

9

③式中带入

：式中Cy 为氯化钠溶液质量分数（用整数代入：如7％在公

④常用逆流再生钠离子交换器（无顶压）各项指标计算数据汇总（中文参考文献①P217）；

注：方形开式水箱用于水温低于100℃的给水箱或者凝结水箱。取样冷却器的选择

用本设计采用Φ254

型取样冷却器（无锡锅炉厂）设备规范入下表所示：

3.5其他设备的选择软化水箱的确定

本锅炉房设软化水箱一只，其体积按40min 的补给水量计算，即：

Vrs=0.67G′wb=4.38m3

现选用方型开式水箱，其尺寸为2000×2000×1500，其公称体积为6.0m 3自来水箱的确定：

锅炉房的最大用水量为：50m 3/h，按30分钟水量来选取得：水箱的体积：V=50⨯30/60=25则水箱尺寸为：3⨯3⨯3m 原水加压泵的选择

原水加压泵是用来克服软化设备的阻力，使其能够正常的工作，所以，在选择加压泵时，可根据钠离子交换器的阻力来确定它的扬程，根据补给水量确定它的流量。

综上，查样本可知所选钠离子交换器的阻力约为20m－60mH2O，处理水量约为40t/h，因此选用两台单吸泵，一用一备。

表5－10原水加压泵计算选择表

序号123

名称自来水量压力损失水泵选择型号流量

G

M 3/h

IS80－65－160样本查得：50

50

符号G ’H ’

单位M 3/hMH 2o

计算公式及依据查表5-3得：39

克服设备的阻力，取为30

结果3930

10

扬程

4

转速电动机功率效率台数

除氧设备的选择

H R N ηn

MH 2o Rpm KW %台

样本查得：32样本查得：2900样本查得：7.5样本查得：73选两台，一备一用

3229007.573

注：原水加压泵样图和参数见附录5.3

为防止腐蚀锅炉本体及热力管道，故本设计选用全自动海绵铁除氧器，此除氧器常温运行，无需加热，节省能源，费用低，操作方便，系统简单。海绵铁无毒，再生只需反洗，反洗排水无毒，无腐蚀，有利于环境保护，除氧效率高，效果稳定，出水水质符合国家标准由锅炉每小时补水量为39T/H本设计选用民力公司生产的HJEHY04型化学除氧器，具体参数如下：型号HJEHY04

产水量m3/h4

罐体尺寸mm Φ400×1700

容液罐尺寸

mm Φ500×1100

进出口管径

mm 40

安装空间mm 1900×900×

2500

注：除氧加压泵样图和参数见附录5.3除污器的选择

除污器安装机在热交换站或热水采暖用户热力入口处的供水和回水管道上，是用来排除安装和运行时掉到热水管道中的污物以保护设备和防止管路阻塞。选用选用ZPG 型快速直通型除污器；相关尺寸见附录5.7分集水器的选择和计算

当需从供暖总入口分接出三个或三个以上的分支环路时，或虽然只有两个环路，但平衡有困难时，在入口处应社分汽缸或分水缸，集汽缸或集水缸，分水器用于供水管路上，集水器用于回水管路上。主要管路管径

表5－13

序号123

管段供回水母管锅炉供水管锅炉回水管

流量m 3/h

2928

采用两根：860QJ /2(tg -t h )

=1464

采用两根：860QJ /2(tg -t h )

=1464

2.0

DN300

主要管段管径计算表

流速1.5. 2.0

管径DN0800DN300

11

4循环水泵出查表5.1得循环流量为2.0入口管径

3221M /h，循环水泵为三台，二用一备每台流量为2255M /h

3

3

DN600

5补给水泵出查表5.3得补给水量为入口管径

32.2M 3/h，补给水泵唯一备一用，每台流量为32.2M 3/h

1.5DN100

67

软化水管除氧水管

软化水量与补给水量一样为1.532.2M 3/h

除氧水量与补给水量一样为1.59.45M /h

3

DN100DN100

分水器和集水器的选择

1. 筒体直径

本次设计采用筒体直径大于等于2倍的最大开孔的方法，采用2倍的最大开孔直径，则D=800×2=1600mm，当直径大于等于300时，用热压刚制板卷制。

2. 长度的取值：

筒体长度可根据接管数量和接管中心距计算来选定，但总长度不得大于三

米，保温接管的中心距按表计算，分集水缸的相关尺寸如下：

由此计算可得分集水器的长度为4800mm。四、燃油系统计算4.1燃油系统：

12

本设计燃油系统采用柴油，2台130.7Kg/h锅炉，淋浴按提前0.5个小时加热，，淋浴热水供应从早上9点连续供应到8点，共计11.5个小时，采暖季节热水供暖按24小时供应，非采暖季节停用。采用两台油泵，采暖季节两台同时运行，非采暖季节一台油泵运行，安检安排在非采暖季节。4.2燃油量计算：

采暖季节：G =2⨯130. 7=261. 4kg /h =每周按5天计算，一个星期耗油量为：

G =0. 31⨯24⨯5=37. 2

m 3，故选用40m 3A 型直埋式储油罐，油罐型号如下：

261. 4

=0. 31m 3/h

⨯型号JDXL A-2.4-32

日用耗油量为：G =0. 31⨯24=7. 44

容积40m 3

m 3，日用油箱的总容量一般不大于锅炉房

一昼夜的需要量，对于柴油，需要的热轴油日用油箱容量不大于1m 3,故日用油箱选型型号如下：

型号RQ-1.0

容积1.0m 3

事故油箱选用：当储油罐不能向锅炉供油或者日用油箱由于故障不能供油时，可在锅炉设置事故油箱，事故油箱油量一般为1-3天日用油量，本设计取1天，故日用耗油量为：G =0. 31⨯24=7. 44

型号RQ-8

非采暖季节：G =130. 7kg /h =用。

m 3，故选型如下：

容积8.0m 3

130. 7

=0. 16m 3/h ，剩余油量可作为储备

0. 84⨯1000

13

4.3燃油管道水力计算：

根据《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P114，式2-45，d =18. 8

,其中供油管按最大设计小时耗油量的3倍计算，回油管按最大设计小时耗油量的2倍计算，所以d =18. 8

⨯故取DN20(Φ25×2.5)的油管。回油管=18. 8=19. 7mm ，

0. 486

故也取DN20(Φ25×2.5)。燃油管道压力降计算：

∆h =∆h 1+∆h 2

式中

∆h 1——沿程阻力损失；

∆h 2——局部阻力损失，局部阻力损失取沿程阻力损失的30%；

油管流速计算：查《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P124表2-55，流量为0.48m 3/h ，流速为0.424m 3/s ，，根据油管流速，查《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P11表2-50，

选用恩式粘度为1—2的油质。运动粘度选为0.1×10m /s,查《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P124表2-55,m 每100m 压降为34KPa。油管供回管路长度共为50m,故∆h 1=

34

KPa =17KPa

-4

2

∆h =∆h 1+∆h 2=1. 3∆h 1=1. 3⨯17=22. 1KPa

油泵计算选型油泵扬程的计算

H ≥1. 1(H 1+H 2)

（1.1为富裕压头）H 2——供回油管网阻H 1——锅炉房阻力损失，取100KPa；力损失；

H ≥1. 1(H 1+H 2) =1. 1(100+22. 1)) =134. 31

14

KPa =

134. 31⨯1000

=16m 油柱

9. 807⨯840

选用两台燃油泵，分别接至两台锅炉，采暖季节两台同时运行，非采暖季节一台运行。根据上述条件，选用YG 型离心油泵参数如下：

流量

扬程效转速电机功汽蚀余量

重型号

m3/h

l/s

m

率r/min

率m

量%

kw kg YG20-110

1.8

0.50

16

25

29000.37

2.325

燃油燃烧器选择：

根据燃油量，燃油压力，燃油温度等，选用两台燃烧器，选择燃油燃烧器如下：型号

燃

油

量控制方结构形式

电源

（Kg/h）

式

PX30100~300

比例可移动法兰5.5KW

380V/50HZ/30

式

f

五、锅炉排烟系统计算

5.1燃油料燃烧所需空气量，根据《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P65页，当缺乏元素分析数据时，则可根据经验公式（2-7）近似求出标准状态下的V 0值：

V 0

=0. 85⨯Q y

4186+2

V 0——理论空气量，m 3/kg ；

Q DW y ——燃油地位发热值，KJ/Kg。

Q DW y =46415. 6+3167. 7ρ-8790ρ2=46415. 6+3167. 7⨯0. 84-8790⨯0. 842=42874

V 0

=0. 85⨯Q y

0. 85⨯4186+2=428744186+2=10. 7

m 3/kg

15

KJ /Kg

在实际工作中，因为进入锅炉的空气和燃料不可能达到充分而理想的混合，所以送入锅炉的空气量V 通常大于理论空气量，才能使燃料尽量燃烧完全，所以

V =αV 0=1. 1⨯10. 7=11. 77m 3/kg

α值通常为1.1—1.2.

燃烧所需空气量为：G =Q ⨯V =261. 4⨯11. 77=3076. 75.2燃料油燃烧烟气量计算：实际烟气体积计算公式如下：

V y =V y 0+1. 0161(α-1) V 0

V

3

m 3/h =0. 85m 3/s

0y

=V co 2+V so 2+V N 02+V H 02O

V y 0——理论烟气量，m/kg；V co 2——标准状态下CO 2体积，m/kg；

3

V so 2——标准状态下SO 2体积，m/kg；

3

0V N ——标准状态下N 2体积，m/kg；2

3

——标准状态下水蒸气体积，m/kg；V H 2O

3

V y 0=0. 01866(C y +0. 375S y ) +(0. 79V 0+0. 008N y ) +(0. 111H y +0. 0124W y +0. 0161V 0)

=1. 60+8. 89+1. 68=12. 17

m 3/kg

m 3/kg

V y =V y 0+1. 0161(α-1) V 0=12. 17+1. 061⨯0. 1⨯10. 7=13. 31

所以锅炉房设计小时烟量为

G =Q ⨯V y =261. 4⨯13. 31=3478

m 3/h =

3478

=0. 97m 3/s

5.3排烟温度计算：根据

V y =B (V py +∆αV )

0k

t y +273

V y ——烟气量，m3/h；

B——锅炉额定负荷下燃油消耗量，m/h；

V py ——炉膛出口处的过程空气系数下相应于每标准状态m 燃气的排烟量，m/

3

3

3

m 3；

∆α——烟道漏风系数，一般取0.05；

V k 0——1m 燃油燃烧所需的理论空气量，m/m ；

3

3

3

t y ——排烟温度，℃。

5.4烟道管网计算：

根据《燃油燃气锅炉及锅炉房设计》P284页，表6-1，采用机械引风，采用金属管道，流速选用16m/s。根据式（6-5）：F =

V

F——流道截面面积，m 2；

V ——烟气流量，m/h；

3

w ——烟气流速，m/s；F =d =

V 0. 97

==0. 0606

=3. 14

m 2所以

⨯=0. 278m =278mm

3. 14

选用外径D280mm 的风管，外径允许偏差为±1mm，壁厚为0.75mm。单台锅炉的排烟量：

G =Q ⨯V y =261. 4⨯13. 31/2=3478/2F =

V 0. 485

==0. 0303

360016

m 2

m 3/h =

3478

=0. 485

⨯m 3/s

d =

=3. 14⨯=0. 278m =197mm

3. 14

选用外径D200mm 的风管，外径允许偏差为±1mm，壁厚为0.75mm

5.5烟囱直径计算：

烟囱高度确定：根据《锅炉及锅炉房设备》P259，表8-6，烟囱最低允许高度取为20m，故取烟囱高度22m。

根据《锅炉及锅炉房设备》P259，烟囱直径

d 2=0. 0188

yz 2

=0. 0188⨯

=0. 278m =278mm 16

烟囱底部（进口）直径d 1为：d 1=d 2+2iH yz

i ——烟囱锥度，通常取0.02—0.03。

d 1=d 2+2iH yz =278+2⨯0. 025⨯22=279. 1mm 烟囱底部直径取280mm,烟囱出口

直径根据所选锅炉型号，烟囱出口直径为350mm。5.6排烟风机选型

烟道阻力计算：锅炉烟道通常是截面较大长度较短，因而摩擦力较小，烟道的总阻力值主要由局部阻力来确定，因此机械通风时，摩擦阻力计算可以进一步做一些简化，局部阻力计算，烟道三通，局部阻力系数3.0，锅炉接管阻力系数0.5，变径管阻力系数0.5，所以ξ=3+0.5×2+0.5=4.5，

ρv 216⨯16⨯1. 34

∆p j =ξ=4. 5⨯=771. 84Pa ，由于沿程阻力损失较小，故取局部

阻力损失的10%，所以∆p =1. 1∆p j =1. 1⨯771. 84=850Pa 烟囱阻力计算：烟囱阻力损失∆p 1=1. 3∆p y 1=1. 3⨯77. 2⨯机压力P =∆P +∆P 1=850+309=1159Pa 排烟风机选型如下：

低速工况

型号No.8C

转速r/min620-1180

风量m /h8300-25500

3

20

=309Pa 故所需风风压Pa 230-1180高速工况

电动机功率kW

2—15

转速r/min930-1590

六．烟囱设计计算

风量m /h12500-31000

3

风压Pa 510-2500

电动机功率kW

6—30

采用机械通风时，烟囱高度按GB384-83《锅炉烟尘排放标准》选定，应选取的烟囱高度为40米。6.1烟囱出口和底部直径的计算

选取烟囱的出口烟速为ω=15m/s，而总的烟气量V yy 为11526m 3/h 则烟囱的出口直径为：

d 2=0. 0188

yy

ω

=0. 0188

=0. 52m 15

本设计取：6.2烟囱阻力计算

d 2=0.7m

取锥度为i=0.02，则烟囱的底部直径为：d1=0.7+2×0.02×20=1.3m

采用机械通风，认为烟道和烟囱中的冷却不考虑，所以烟囱的出口烟气温度就认为是排烟温度，即160℃。

V yf 3600∙F 2

18567

=8. 32m /s 2

3600⨯0. 785⨯0. 7

ω2=

=

13. 42

=72. 7Pa 动压头：h dy =0. 812

1）烟囱的沿程阻力∆h

m

yz

λρω20. 05=∙=⨯72. 7=23Pa ⨯2）烟囱口阻力（动压损失）

jb

∆h yz =ζ∙h dy =47. 3Pa 式中ζ——烟囱出口阻力系数，取1.1

∆h yz =1. 1⨯72. 7=80Pa

m jb

∴烟囱阻力：∆h yz =∆h yz +∆h yz =80+23=103Pa

jb

3）烟囱引力计算：

己知烟囱内烟气平均温度，vpj =vpy =160℃；外界空气温度取为30℃，标准状态下

o 空气和烟气密度为ρk o =1. 293kg /m 3, ρy =1. 34kg /m 3所以烟囱引力为

S yz =H yz g (ρk o

[1**********]3o

-ρy ) =40⨯9. 81(1. 293-1. 34=158Pa

+k +y ++

4）则引风机出口至烟囱出口烟道总阻力为：

∑∆h

z

=∆h n +∆h g +∆h z 2=1000+20+203=1223Pa

由此可见∑∆h z >Syz ,所以引风机出口为正压。本设计由于引风机安装在锅房内，施工时应注意引风机出口侧的烟道及其接头处的严密性，以改善锅炉房内的卫生条件。

参考文献

【1】【2】【3】【4】【5】【6】

王威.《锅炉房设计》

陆耀庆.《供暖通风设计手册》.中国建筑工业出版社贺平，孙刚.《供热工程》（第三版）.中国建筑工业出版社吴味隆.《锅炉及锅炉房设备》（第四版）.中国建筑工业出版社同济大学.《锅炉习题实验及课程设计》（第二版）.中国建筑工业出版社

王威.《供热设备选用手册》.1998.3

【7】建筑工程常用数据编写组.锅炉房实用设计手册.1976

【8】《锅炉房设计规范》GB50195-94

【9】《工业锅炉房设计》航天工业第七设计院1984年中国建筑工业出版社【10】国家技术监督局.中华人民共和国建设部联合发部.锅炉房设计规范【11】宋东红.我国油无烟燃烧锅炉的现状和发展.2001，20（1）：1－4