区域燃煤热源设计与研究.pdf

摘要 摘要 本论文对燃煤热源工艺系统进行设计与研究。在设计中考虑了大庆当地的气 候条件及环境等诸多因素，同时也兼顾了节能、经济和环保诸方面因素。设计内 容包括设计热负荷的计算、锅炉的选型、热源的通风系统、水处理系统、运煤除 灰系统等。 在设计中选用了3 台S H L l 4 ．1 ．0 ／1 1 5 ／7 0 - A 1 1 锅炉，总容量为4 2 M W 。设计中将 市政管网的水经钠离子交换器软化，通过除氧系统除氧达到锅炉用水的标准。机 械运煤和除渣系统的设计提高了热源运行的机械化程度，减轻了工人的劳动强度。 同时为了方便工人生活，本热源还设置了办公阀，洗浴室，仪表控制问，风机闻 及除渣间等。 V I 关键词；热源；运煤除灰系统；工艺设计；永处理； A b s t r a c t A b s t r a c t T h i sp a p e rh a sc a r r i e do nt h ed e s i g ne n dt h er e s e a r c ht ot h ec o a l - b u m i n gh e a ts o u r o ec r a f t s y s t e m ．I nt h i sp a p e r , w eh a sc o n s i d e r e ds om a n yf a c t o r ss u c ha sc l i m a t i cc o n d i t i o n sa n dt h e e n v i r o n m e n ti nD a q i n gs i m u l t a n e o u s l yh a sa l s og i v e nd u a la t t e n t i o nt ot h ee n e r g yc o n s e r v a t i o n , t h e e c o n o m i c a la n dt h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ne t c ．T h ed e s i g ni n c l u d sd e s i g n t a gt h ec o m p u t a t i o no f t h eh e a tl o a d 、b o i l e rs h a p i n g 、h e a ts o u ／v ．ev e n t i l a t i o ns y s t e m 、w a t e rd i s p o s a l s y s m m 、c o a l t r a n s p o r t i n ga n da s he l i m i n a t i n gs y s t e me n ds oO 吐 T h i sd e s i g nh a ss e l e c t e d3S H L l 4 - 1 ．0 ／11 5 ／7 0 - A 1 1b o i l e r s ，t h ea g g r e g a t ec a p a c i t yi s4 2 M W ．I n t h ed e s i g nt h ew a t e ri nt h em u n i c i p a lp i p en e t w o r kh a sb e e ns o f t e n e db yt h es o d i u mi o n - e x c h a n g e r e a c t o r ．T oa c h i e v et h eb o i l e rw a t e rs t a n d a r dt h r o n g he t i m i n a t i n gt h eo x y g e nb yt h eo x y g e n e l i m i n a t es y s t e m ．T h em e c h a n i z e dd e g r e eo ft h eh e a ts o u r c em o v e m e n th a sb e e ne n h a n c e db yt h e m a c h i n e r yc o a lt r a n s p o r t i n ga n dd r e ge U m i I l a t m gs y s t e m , a n dr e d u c e sw o r k e r sl a b o ri n t e n s i t ya tt h e s a m et i m e ．I no r d e rt os i m u l t a n e o u s l ym a k eW O l a g g rl i v e sc o n v e n i e n t , t h i sh e a ts o u r c eh a sa l s o e s t a b l i s h e dt h eo f f i c e 、l y d t h r o o m 、a p p a r a t mc o n t r o lr o o m ，b e t w e e nt h ea i rb l o w e ra n dt h ed r e g e l i m i n a t er o o l n ． K e y w o r d h e a tS o u r g A 、t h ec o a lt r a n s p o r t i n ga n d 击e ge l i m i n a t i n gs y s t e m 、t e c h n o l o g i c a ld e s i g n 、 w a t e rt r e a t m e n t ． v H 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取缮约研究成 果．据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写 过的研究成果．对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均巳在文中作了明确说明并 表示谢意． 作者签名 日期 学位论文使用授权声明 本人完全了解大庆石油学院有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论 文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版．有权将学位论文用于非 赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅．有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索．有权将学位论文的标题和摘要汇编出版．保密的学位论文在解密后 适用本规定． 学位论文作者签名导师签名 日期日期 创新点摘要 创新点摘要 在锅炉水力除灰、渣系统进行优化设计，运转正常，达到了预期的优化设计 目的，通过了验收。经测定，循环水中悬浮物含量 5 0g ／L ，p H 7 ．5 6 。 V 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 0 ．1 选题的目的和意义 引言 创业庄地区位于大庆市红岗区，是大庆油田公司采油九厂所在地。该区域建 有燃油热源5 座，安装燃油锅炉2 8 台，总容量为1 8 0 t m ，总供热面积4 4 ．2 l 万m 2 。 随着燃料油价格的升高，也导致了采暖供热成本提高，给企业造成沉重的负担， 为此大庆石油管理局在该区域实施了以煤代油工程。由于已建的5 座燃油热源场 区狭窄，无法直接改建为燃煤热源【n ，另外燃油热源建在居住区内，且规模小，若 分别在原地改扩建为燃煤热源，燃煤的运输和灰渣的处理将对居住环境产生较大 的影响。在该地区集中建设一座大型燃煤热源，实现集中供热I ”，煤和灰渣便于集 中运输处理，最大限度地减小油改煤给环境带来的影响。 ’随着集中供热事业的发展，更多的区域燃煤热源将被用于集中供热系统的主 热源或调峰热源，总结并遵循区域燃煤热源的主要设计原则，根据供热系统的运 行特点来合理地设计燃煤热源，对于保证供热系统的节能安全运行及节能降耗具 有重要的现实意义。 2 国内外研究概况和发展趋势 随着国际油价的持续上涨，国内成品油、燃料油价格不断攀升，以渣油为燃 料的采暖锅炉供热成本也不断增加，根据现阶段我国能源产业政策、节能技术政 策及我国经济现状和能源状况，近几年，在北方冬季寒冷地区，以燃油为燃料的 供热锅炉己经逐渐由燃煤锅炉所替代，油改煤势必成为一种必然的趋势，在大庆 市己进行成功尝试，并取得良好效果。 实施“油改煤”工程，涉及一系列的配套技术改造工作，采用何种清洁生产技术 引言 包括燃烧技术、锅炉炉型、除尘脱硫措施等，将成为“油改煤”必须认真对待并解决 的环境问题。 O ．2 ．1 国内供热现状 目前，国内供热形式形成了以热电联产为主、区域锅炉房为辅，其他热源方 式为补充的供热局面。其中热电联产占6 2 ．9 0 ％，区域锅炉房占3 5 ．7 5 ％。 所谓热电联产即热源是热电厂，利用背压汽轮机的排汽或抽汽汽轮机的抽汽 供热．使得能源梯级利用，是城市治理大气污染和提高能源利用率的重要措施，是 集中供热的重要组成部分．国家鼓励推行热电联产，国家计委、国家经贸委、建设 部及国家环境保护总局发布计基础[ 2 0 0 0 ] 1 2 6 8 号关于发展热电联产的规定，对 推动热电联产事业的发展作出具体规定。 我国北方大庆市正逐渐取代分散小锅炉，实现集中供热；沈阳、唐山等城市 对现有锅炉进行技术改造，采用混合燃烧和分层给煤技术，使锅炉热效率提高到 7 0 ％左右；北京、沈阳、长春、青岛、大连等城市区域锅炉房己开始向中一台锅炉 大容量发展，尤其是北京市的大型区域锅炉房供热厂如双榆树、左家庄方庄供 热厂等，锅炉单台容量均在4 5t ／h 以上，并使用了人然气。 0 ．2 ．2 国外供热现状 前苏联、丹麦、芬兰、瑞典、德国等是集中供热发展很快的国家，从设备、 技术、管理等诸方面领居世界领先的水平． 前苏联集中供热占全国总需求热量的7 0 ％，其中热电联产占一半多，所用燃料 是石油、天然气和煤，也有垃圾焚烧、核能供热等。丹麦集中供热占总需求热量 的5 0 ％，其中热电联产占3 0 ％。大城市建设了世界上大型高效热电联产、集中供热 系统；小城市迅速发展小型热电联产、区域供热系统，燃料为人然气、垃圾、稻 草、沼气等。芬兰集中供热占总需求热量的4 5 ％，其中熟电联产占7 0 ％，芬兰7 0 ％ 2 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 1 ．1 燃料来源 第1 章站址及建站条件 该燃煤热源年燃煤2 ．5 1 万吨，热源主要燃用双鸭山和鹤岗的烟煤，所需燃煤 由燃料公司运到热源储煤场。 1 ．2 煤质 煤种I I 类烟煤 煤的应用基成分 ％ ，如表1 ．1 表1 ．1 煤的应用基成分 矿，形7 ， C 7日7 3 8 ．5 09 ．0 04 6 ．5 53 ．0 6 D ’s yN ’ 彳7 6 ．1 l1 ．9 4O ．8 63 2 ．4 8 低位发热量酬∥ 1 7 6 9 3 K J ／k g 1 ．3 供电 创业庄燃煤热源用电负荷1 2 6 0 k W ，为n 级负荷，热源用电接自红岗水源变电 所。2 回6 k V 电源分别引自变电所6 k V I 、I I 段母线，I 、Ⅱ段电源需增加高压 开关柜各1 面。 3 第1 章站址及建站条件 1 ．4 供水 由于本工程是取代已建的燃油热源，不增加用水量。用水接自场区附近的供 水干线。 1 ．5 灰渣利用 本工程每天最大产灰渣量6 5 t ，整个采暖期产灰渣7 4 6 0 t 。采暖期内可外卖或 用汽车运至渣场储存。 ， 1 ．6 废水排放 各种废水经处理达标后，排入居住区内的排水系统。 1 ．7 竖向布置 场区采用竖向自然排水。 1 ．8 绿化 热源及场区周围绿化以功能分区做为布局依据，参考大庆地理及植被状况， 统一布局，合理配植，以此减少热源所引起的不良环境效果，从而改善工作环境。 绿化布局主次分明，重点突出。在热源及辅助生产区周边为绿化重点区，采 用乔木、灌木多层配植，种植方式以规则式与自然式相结合，通过植物自身的香 化与彩化等特点，营造自然植被景观。在其余场地参考其功能采用乔木规划式布 置于周边，以此起到防风，固沙、阻挡灰尘等作用。 4 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 2 ．1 气象条件 第2 章热负荷及锅炉选型 大庆地区属亚寒带大陆性气候，冬季漫长，采暖期1 8 1 天，气象特征如下 年平均最高气温 2 3 ．0 ℃ 年平均最低气温 ．18 ．7 ℃ 年绝对最高气温 3 7 ．4 “ C 年绝对最低气温 - 3 6 ．2 ℃ 年平均气温 3 ．8 1 2 年平均相对湿度 7 2 ％ 年平均降雨量4 3 8 ．1 m m 年最大风速 2 8 ．5 m ／s 年平均风速 3 ．8 m ／s 夏季主导风向S 冬季主导风向N W 积雪厚度 2 2 c m 冰冻深度 2 3 0 c m 采暖室外计算温度- 2 6 ℃ 采暖期平均温度 ．9 ．9 ℃ 2 ．2 设计热负荷计算 根据物业管理二公司提供的资料，创业庄地区共有5 座燃油热源，总供暖面 积为4 4 ．2 1 万m 2 。单位面积综合采暖热指标按8 0 W ／m 2 计算，本地区最大采暖热负 5 第2 章热负荷及锅炉选型 荷为3 5 ．3 7 M W 。 表2 ．1 创业庄地区燃油热源综合统计表 序号已建锅炉房编号供热面积 万m 2 热负荷 M w 备注 I 1 锅炉房 1 5 ．5 61 2 ．4 6 2 2 锅炉房 1 5 ．O1 2 ．O 3 3 锅炉房 2 ．6 02 ．0 8 4 甜锅炉房2 ．6 S2 ．1 4 55 锅炉房8 ．3 76 ．6 9 合计 4 4 ．2 l3 5 ．3 7 2 ．3 锅炉的选型研究 锅炉的选型应根据当地燃料公司常年供应的煤种并使之和适应。目前市场上 供应的煤种主要有无烟煤和烟煤两种，烟煤又分为A l l 和A l l l 烟煤。根据我国工 业锅炉用煤的分类及工业锅炉设计用代表煤种特性，A l l 烟煤应用基低位发热量大 于1 5 ．4 9 , - - 1 9 ．6 8 1 0 ／k g 实际设计取值为1 7 ．6 9k J ／k g ，A l l I 烟煤应用基低位发热量 大于1 9 ．6 8 k J ／k g 实际设计取值为2 2 ．2 1k J r k g 。国内厂家以生产A l l 烟煤的锅炉居 多，两种烟煤的锅炉其炉膛内部结构有较大差异。主要表现为前拱和后拱的长度 和坡度不同，炉膛的容积不同，左右水冷壁下集箱中心距炉排上表面的距离不同， 有无后水冷壁管等。 燃煤锅炉在选型时，应选用其出口初始烟尘浓度和黑度满足现行国标要求的 产品，必要时应让厂家出示环保部门的污染物排放测试报告。 锅炉的单台容量应根据居民小区的规模大小、建设标准和供暖、供热负荷， 按照现行的规范确定．对于集中锅炉房单台容量不宜小于7 ．0 M W ，新建锅炉房的 台数不宜少于2 台，锅炉房般不设置备用锅炉。 锅炉的燃烧设各能较好地适应用户负荷的变化，有利于节约能源和环境保护， 不宜选用抛煤机炉、煤粉炉、沸腾炉。 因此锅炉的炉型选择一般为优先选用S I l L 型链条炉，其次为D Z L 型链条炉 锅炉． 6 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 本设计中热源的供热介质为热水，经过计算热源的最大热负荷为3 5 ．3 7 M W ， 所以选用燃烧A l l 烟煤的链条炉排锅炉31 4 1 ，那么每台锅炉的实际最大热负荷为 Q 3 5 ．3 7 3 1 1 ．8 ．M ；V ● 选S H L - 1 ．o ／n 5 ／7 0 ．A Ⅱ型锅炉，其技术特性如表2 ．2 所示 表2 ．2S H L l 4 - 1 ．0 ／1 1 5 ／7 0 - A ] I 型锅炉技术特性 锅炉型号 S H L l 4 - 1 ．o ／1 1 5 厂7 0 AI I 额宦执角荷1 4 M W 额定工作压力 1 ．O M p a 出水温度 1 1 5 ℃ 回水温度7 0 ℃ 热效率 8 l ％ 适用燃料 Ⅱ类烟煤 炉排有效面积2 3 ．2 盯 燃烧方式链条炉排 当量发热量 2 0 t ／h 受热面积4 8 9 ．5 时 安装后外形尺寸 1 2 ．4 x 4 ．7 2 8 ．8 m m 2 ．4 链条炉设计原则分析 2 ．4 ．1 链条炉运行特点 1 锅炉的运行安全性要求高 大容量热水锅炉是城市集中供热的热源，如果出现运行事故而导致停炉，不 仅会对供热机组造成重大的经济损失，而且有可能对整个采暖系统，甚至相关的 社会单位造成不可估量的间接损失。因此，保证大容量热水锅炉的运行安全性是 十分重要的。 2 锅炉尾部受热而积灰和结露 冬季的室外气温是逐渐降低后又逐渐升高的，因此，集中供热用大型热水锅 炉会较长时间地低负荷运行。对于燃煤锅炉，烟气中含有飞灰和水蒸气是不可避 免的，而长时间地低负荷运行会造成烟道和受热面，特别是尾部受热面的积灰， 7 第2 章热负荷及锅炉选型 甚至结露，严重时会使尾部对流受热而烟气流道堵塞，降低锅炉出力和热效率。 3 锅炉炉排面积热负荷高 热水锅炉的大型化推动了链条炉排的大型化，目前我国己经开发出配7 0MW 热水锅炉的横梁式链条炉排，并成功地投入运行。然而，链条炉排大型化后，在 保证其运行可靠性、配风均匀性，检修及锅炉运行操作方便性等都增加了相当的 困难。因此，综合技术和经济的原因，通常在大型链条炉排热水锅炉的设计中选 用较高的炉排面积热负荷。目前，绝大多数热水锅炉的折合1 当量蒸吨的炉排面 积为o ．9m 2 左右，因此，在额定负荷条件下，当燃用质量较差的原煤时，必须考 虑使用有利于着火且能强化燃烧的技术措施。 2 ．4 ．2 链条炉运行存在的主要问题 1 水动力安全性不高 目前，对大容量热水锅炉的运行管理水平较低，锅炉水质也难以保证，少数 运行单位甚至不按照规定进行定时排污，导致由于运行管理原因造成的事故经常 发生．有些供热系统工质所携带的固相沉积物严重超标，仅靠锅炉自然循环和回 水引射所产生的水动量，是无法将固相沉积物携带出锅炉受热面的。固相沉积物 经常会沉积在下集箱，或水火管锅壳式锅炉的锅筒底部，导致水冷壁爆管、锅壳 底部壁面金属过热产生鼓包损坏等事故，当锅炉运行负荷较高且水质较差时这类 事故发生的频率更高，这个问题一直困扰着锅炉制造企业和运行单位，也是上述 两个单位对于事故原因经常发生争执的焦点问题。 2 锅炉的钢材耗量高 相对于蒸汽锅炉，热水锅炉的热力参数较低，其钢材耗量应该远小于相当容 量的蒸汽锅炉。然而，由于目前大型热水锅炉炉型多采用蒸汽锅炉炉型结构，因 此，其钢材耗量没有得到相应的降低，导致生产成木高。 3 锅炉清灰难 8 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 目前运行的大型链条炉排热水锅炉的炉型主要有单 双 锅筒水管式热水锅炉、 水火管锅壳式热水锅炉和角管式热水锅炉。单 双 锅筒水管式热水锅炉基本上采用 了同型式蒸汽锅炉的结构，其尾部受热而清灰困难。角管式热水锅炉的尾部受热 而采用交错布置、密集排列的受热面结构，如结露积灰更是很难清除。水火管锅 壳式热水锅炉的烟管较长，发生积灰后同样难以清除。 4 锅炉出力偏低 相当数量的大型链条炉排热水锅炉在实际运行中达不到锅炉额定出力要求。 究其原因除锅炉受热面设计偏少，结构和运行参数不甚合理外，其炉排面积小， 燃料质量差，空气预热器预热空气温度低，对促进燃烧的作用弱，以及受热面积 灰严重且无法有效清除等也是导致锅炉出力不足的重要原因。 2 ．4 ．3 链条炉主要设计原则 根据上面所论述的集中供热用大型链条炉排热水锅炉的运行特点和目前存在 的问题，大型链条炉排热水锅炉设计应主要遵循以下设计原则 1 采用水动力强制循环方式。 在具有有效的停电保护措施下、锅炉尽可能采用强制循环方式以保证水动力 的安全性。这种循环方式不仅使得水质达标的锅炉能够安全运行，就是对于系统 循环水所携带的固相沉积物有一定超标的情况，靠锅炉强制循环水动力也会将固 相沉积物携带出锅炉受热面，不会产生固相沉积物沉积在下集箱或锅筒底部，造 成水冷壁爆管、锅壳底部壁面金属过热产生鼓包损坏等事故。 2 安装空气预热器并保证较高的一次风预热温度。 除要保证相应的炉排面积外，锅炉应设计安装空气预热器，并保证在额定负 荷下，燃烧系统一次风的温度通常要高于l O O ℃，以保证燃料、特别是低质燃料 能够被适时点燃，并高效率的燃烧及燃烬。认为热水锅炉工质温度低，排烟温度 容易得到保证，大型链条炉排热水锅炉可以不加装空气预热器的观点是错误的。 9 第3 章热力系统设计 3 ．1 循环水泵计算 第3 章热力系统设计 3 ．2 循环水泵的计算 循环水泵的计算过程【1 1 1 见表3 ．1 表3 ．1 循环水泵的选择计算表 序号 名称 符号单位计算公式或数值来源数值 总热负荷 Q 雌 k W 计算值 3 5 3 7 0l 供暖最大计算热负荷 2 供水温度 f g ℃ 给定 1 1 5 3回水温度 厶 ℃ 给定 7 0 4 热网循环水量 瓯 k g ，h 8 6 0 Q 一 Q Q6 7 5 ．9 6 x1 0 3 t 一一f L9 5 7 0 5 热源自用热水及安全系数 后 选取 1 ．1 6 循环水泵总流量 G 。k 蚰 躬二 1 ． x 7 4 9 ．9 2 x 1 0 3 7 4 3 ．5 6 1 0 ， 7循环水泵台数 疗 其中运行二台，备用一台 3 8 每台循环水泵流量q k e c h 鱼 竺 垡 3 7 1 ．8 x 1 0 3 ■ 22 9 热源内部阻力 J I l h 口a 取值O ．1 5 l O 用户系统阻力 岛 ～口a 取值 O ．0 5 n热网干管实际长度工 m 计算值 2 0 0 1 2 局部阻力当量长度k m a f L 6 0 1 3 平均比摩阻R P a ／m 取值 8 0 1 4热网干管阻力 鬼 h 口a R t t o 1 0 。 O ．0 2 0 8 1 5循环水泵所需压头 日 K P a 1 ．2 ％ 玛 1 0 3 2 6 5 1 0 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 续表3 ．1 循环水泵选择 1 6型号2 5 0 R - 6 2 流量Q m 3 ，l l4 5 0 扬程H K P a6 2 0 配用电机型号 Y 2 0 0 L l - 2 功率 ⅣK W3 0 转速 疗 r ／m i n2 9 0 0 1 7 进水管直径 破 m m2 5 0 1 8 出水管直径 碰 m m2 5 0 3 ．2 ．1 循环水泵的选择 根据流量和扬程1 8 ／选择R 型热水循环水泵3 台，1 台备用。性能参数见表3 ．2 表3 ，2R 型热水循环泵性能参数表 流量Q 转速功率N ／k W效率气蚀余量 型号 扬程H ／m m 3 mL ／s r d r ／m i n 轴功率电动机功率 ％／m 2 5 0 R 石24 5 01 2 56 22 9 6 09 7 ．41 1 57 86 表3 ．3R 型热水循环泵外形尺寸 地 脚 外形尺寸／m m电动机 螺 泵型号 栓 功率 L L lL 2kB 1B 2岛 HH n - d 型号 ，l 【w 2 5 0 R 6 2 2 5 7 82 4 0 0 2 0 0 02 0 09 1 51 0 9 02 8 41 0 9 崞6 4 04 - 2 4J S l l 4 - 41 1 5 第3 章热力系统设计 3 ．1 ．3 补水泵的计算 补水泵的计算过程见表3 ．4 表3 ．4 补水泵的选择计算表 序 名称符号单位计算公式及数值来源数值 号 l 补给率足 ％ 选取 4 2补给水泵流量 瓯 k g ／h 2 7 1 0 3 3 补给水泵台数 H 台一台运行，一台备用 2 为维持系统正常运行，分析热水 4 系统补水点压力值 H h k P a2 0 6 汽化压力和最高层用户高度选取 5补水泵吸水管阻力损失 H 。 k P a 选取 或计算 1 0 6补水泵压水管中阻力损失 H 。 k P a选取 或计算1 5 补给水箱最度水位高出系 7l 口a 最低永位于补水点高差为o ．5 m 5 统补水点的高度 8 补给水泵所需扬程日 I d a2 7 6 补给水泵选择 型号X A 4 0 ／1 6 流量9m 3 ／h3 0 扬程Hk P a3 5 配用电机型号Y 1 3 2 S 2 - 2 功率 Ⅳk W 7 ．5 3 。2 ，2 补水泵的选择 根据流量和扬程选择X A 单级单吸离心泵，性能参数见表3 ．5 。 1 2 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 表3 ．5 【 单级单吸离心泵性能参数表 流量扬程转速 功率N ／K W效率气蚀余 型号 m ／hL ／sH ／m n ／ r ／m i n 轴功率 电动机功率， ％m l m X A 4 0 ／1 63 08 ．3 33 52 9 0 04 ．4 75 ．56 42 ．5 表3 ．6 单级单吸离心泵外形尺寸表 地 脚 外形尺寸电动机 螺 泵型号 栓 功率 L L lkbL B l BH H 1 n - d型号 ● 瓜W X A 4 0 ，1 6 9 3 l 8 2 3 5 6 58 43 6 53 6 54 9 22 1 24 ．1 8Y 1 3 2 S 2 - 27 ．5 电动机型号Y 1 3 2 S 2 - 2 选择3 台，其中l 台备用。 3 ．3 管道材质及附件 3 ．3 ．1 概述 管道设计的一般原则‘1 2 】 l 、连接设备的各种管道应尽量短直； 2 、管子与梁、柱或设备之间的距离，可比与墙之间的距离减少5 0 m m ； 3 、管道应尽量沿墙和柱子敷设，便于支撑，且占空问小，但应避免遮挡采光和妨 碍门窗的启闭，布置时要大管在内，小管在外； 4 、布置弯管道时，要考虑管道组装，焊接，仪表，附件和保温结构的安装和检修 方便； 第3 章热力系统设计 5 、管道与梁、柱、墙、设备和管道之问，留一定距离。 3 ．3 。2 管材的选择 1 、管子管件材料钢管，钢号2 0 2 、管子种类无缝钢管，焊接钢管。 3 、法兰及紧固件的材料的选择见表3 ．7 表3 ．7 法兰及紧固件的材科 截至在设计温度下的材料牌号 零件名称 压力p M P a 3 0 0 ℃以下 法兰1 2 ．5A 2 法兰盘互，5A 3 螺栓和栓头螺母 1 2 ．5 A s 螺母5 2 ．5A 3 软垫片垫圈S 1 0 ．0石棉橡胶扳 4 、管道表面涂色标志见表3 ．8 。 表3 ．8 管道表面涂色标志表 表面涂色表面涂色 管道名称 管道名称 底色环色底色环色 自来水管绿 盐液管绿黄 锅炉绘水管绿捧水管 绿黑 熟网回水管绿软化水管 绿白 熟网供水管绿红排污管 绿 3 ．2 ．3 附件的选择 1 、概述 1 4 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 热水热源在运行中总的要求是每台锅炉水力循环平衡，防止汽化并能及时排 除空气【1 3 l ，为此要求 1 几台热水锅炉并联运行时，各台锅炉进、出水应同程式连接，每台锅炉 的进、出水管上均应装关断与调节阀门。各环路的出水温度偏差不应超过1 0 度， 尤其高温水锅炉更应注意。 2 热水锅炉的出水压力不应小于最高供水温度加2 0 度所相应的饱和压力。 3 每台热水锅炉都应有突然停泵时安全上水和放水的冷却措施。必要时可 用自来水或高位水箱的软化水向锅炉供水，从排污管或排气管放水。 C 4 上锅筒项部省煤器上联箱及供水管的最高点设集气罐或自动排气装置。 5 其他安全检测装置锅炉上应装安全阀门，安全阀门排水管道要平直畅 通，不得装任何阀门，引至安全的地方。锅炉供水管上装压力表，各并联支路的 出水管上均装温度计。 2 、垫片的选择 选择 B 2 0 0 型橡胶石棉板 3 、阀门的选择 1 闸阀；全部开启时，介质流动阻力小；介质可以从两个方向流动，安装无方向 性；适用于大口径给水管道、离心泵出口管道、介质两个流向的管道和离子交换 器等；多用于全启全闭的场合．选用Z 4 1 H - 1 6 C 型内法兰闸阀，规格见表3 ．9 表3 ．9Z 4 1 H - - 1 f 沁型内法兰闸阀参数表 闸体公称直径D N ／m m 规格 材料 6 0 6 57 58 59 5 1 1 0 1 2 0 ● 灰L1 0 81 2 01 3 51 5 31 7 72 1 42 3 7 铸HO ．70 ．9 1 ．4 2356 ．8 铁W1 52 02 53 24 05 06 58 0 2 截止阀密封性好，检修方便，介质流动阻力大，是闸阀的5 ～1 0 倍；多用 第3 章热力系统设计 于全启全闭的场合，并且多用于D s _ 2 0 0 的关闭密封较好的管道。选用J I I T - 1 6 型 内螺纹截止阀，规格见表3 ．1 0 表3 。1 0 州1 T - 1 6 型内螺绞截止阀规格表 阀体 公称直径D N ／n u n 规格 材料1 5 2 0 2 5 3 24 05 08 0 灰 L9 01 0 01 2 01 4 01 7 02 0 02 6 0 铸H1 1 7 1 1 71 4 21 6 91 8 22 0 02 2 3 铁WO ．9 1 ．11 ．82 ．53 ．75 ．5 9 ．3 3 止回阀密封性较好；多用于公称直径以 2 0 0 的水平管径管道 升降式 ； 用于防止各种管道和设备内的介质倒流的单向启闭。选用H 4 4 H ．1 6 C 型法兰止回 阀，规格见表3 ．1 1 表3 ．I IH 4 4 H ．1 6 C 型法兰止回阀参数表 阀体公称直径D N ／m m ． 规格 材料 1 52 02 5 3 24 0 5 06 5 灰 L9 01 0 01 2 01 4 01 7 02 0 02 6 0 铸 H6 06 27 5 8 4 9 51 0 91 2 8 铁 W0 ．5 7O ．81 ．423 ．257 ．5 4 蝶阀多用于各种管道的全开全闭，选用D T I J - 1 6 型螺杆传动蝶阀，规格见 表3 ．1 2 。 表3 ．1 2D 7 1 J ．1 6 型螺杆传动蝶阔参数表 阔体公称直径D N ／m m 规格 材科 4 05 0 6 5 舳 1 0 0 1 2 5 1 5 02 ∞ 2 5 0 3 ∞ 灰L3 74 54 94 95 4 5 95 7 6 5 7 0 g l 铸H2 1 6 2 2 92 3 52 鲥2 6 72 舳4 1 l4 7 7 5 7 1 铁W233 ．84 ．35 38 ．39 ．3 2 0 2 75 5 5 安全阀安全阀安装在受压设备、容器和管道上，作超压保护装置，选择外 1 6 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 螺纹弹簧安全阀，型号为A 2 7 W - 1 0 T 。 3 ．2 ．4 管径计算 管径计算方法嘲 Q v S 3 - 1 式中Q 管道中介质的流量，m 3 ／h ； ．I ，管道中介质流速，m ／s ； s 管道截面积，时。 S 0 ．7 8 5 0 2 中管道内径，m 。 则有 m 1 0 0 0 m m 管道中介质流量前面均已计算，为已知；管道中介质流速可查表得比。 1 、供回水总管管径 Q - 6 7 s ．9 6 m 3 ／h ，V 选取2 m ／s ，卿1 o 1 0 叭、／蒜篙‰_ 3 4 5 一 选择管径为0 3 7 7 x 9 衄 所以实际流速为V 0 ．7 8 5 x 』3 6 L 0 0 一x0 2 石丙五i 6 7 面5 ．9 聂6 丽 2 ．。毗 每台锅炉供回水管道管径 D ⋯6 7 5 ．9 62 2 5m 3 ／h ， 中 1 0 0 0 x 选择管径为0 2 1 9 7 n u n 1 9 0 砌 2 、软化水管及生水管管径 软化水量Q 2 7t ／h ，v 选取2 m ／s 1 7 第3 章热力系统设计 o 1 0 0 0 ，f 二二一 6 9 m i l l V 0 ．7 8 5 X 3 6 0 0 2 选择管径为m 8 9 x 3 ．5 衄 3 、补给水管管径 补给水量Q 2 7t ／h ，v 选取2 n d s ，则 o 1 0 0 0 ，J 二 一 6 9n 埘 V 0 ．7 8 5 3 6 0 0 x 2 选择管径为0 8 9 x 3 ．5 n u n 4 、排污管管径 v 选取O ．6 m ／s ，则 垂1 0 0 0 J 堑一3 9 舳 V0 ．7 8 5 X 3 6 0 0 X 0 ．6 选择管径为由5 7 3 ．5 m m 5 、盐液管管径 盐泵流量y 1 1m 3 ／h ，v 选取2 m ／s ，则 q l 1 0 0 0 ．f _ 二一 4 3 m m V a 7 8 5 x 3 6 0 0 x 2 选择m 6 0 x 3 ．5 蛐 的焊接钢管。 6 、离子交换器进出口管径 离子交换器进出口流量，Q - 2 7 ．1 3 ．5t e n ，所以v 选取l m ／s ，则 m 1 0 0 0 x ．f - 二二二_ 一 6 9 m i l l V 0 ．7 8 5 3 6 0 0 X l 洗择管径为西8 9 x 3 ．5 i n t o 。 3 ．3 本章小结 通过水力计算，确定了热源的供回水管径、软化水和生水管径；经过流量和 扬程的计算，选择了循环水泵、补水泵。并对管道及附件的材质选择加以论述。 大庆石油学院工程硕士研究生学位论文 4 ．1 概述 第4 章输煤系统设计 运煤系统的设计要求技术先进、安全可靠，布置紧凑合理，尽量减轻工人劳 动强度，改善劳动条件，充分考虑环境保护和节约用水、用电。 4 ．2 输煤系统计算 4 ．2 ．1 热源耗煤量的计算 煤的消耗量计算1 5 】 煤的消耗量由 4 ．1 计算 ． ． 肛老体鳓 ‘件- ， 式中Q 锅炉每小时有效吸热量 K J ／h ； Q 3 5 ．3 7 x 1 0 3x 3 6 0 0 K J ／h 绑，燃料应用基低位发热量 K J ／h ； 珂锅炉热效率。 所以口 1 3 5 ．3 丽7 x 丽1 0 3 x 3 6 0 0 8 ．9 t ，h 4 ．2 ．2 煤场的设计与计算 l 、贮煤量Q 的确定嘲 I 火车和船舶运煤为1 0 ～2 5 天热源最大耗煤量。 2 汽车运煤为5 ～l O 天热源最大耗煤量。 1 9 第5 章燃烧系统设计 3 干煤棚为3 ～5 天热源最大耗煤量。 ’ Q x 2 5 8 ．9 x 2 4 5 3 4 0t 2 、煤堆高度的确定 表4 ．1 煤堆高度表 名称高度，m 移动皮带机堆煤 不大于6 推煤机堆煤不大于6 装载机堆煤2 ．0 ～3 ．0 桥式抓斗起重机堆煤视设备而定 人工堆煤不大于2 选用移动皮带机堆煤，堆煤高度为5 米。 3 、煤场面积估算 F 皇笪 4 - 2 材加 式中Q 贮煤量，t ； Ⅳ考虑煤堆通道占用面积的系数，汽车来煤取1 ．5 ，火车来煤取1 ．3 ； j } 与煤堆形状有关，梯形断面取0 ．7 ～0 ．8 ； 日_ j 某堆高度，m ； p 煤的堆积密度 t ，m 3 ，查表得。 所以F 5 3 4 0 x 1 ．5 0 ．7 5 8 3 2 3 6 时 4 、煤场卸煤设备的选择 卸煤装置见表4 ．2 ， 大庆石油学院工程硕士研究生学位论