电站锅炉房工艺课程设计

（1） 30MW电站锅炉房工艺设计热负荷资料

该锅炉房为热电联产，压力3.35MPa温度450℃的蒸汽在汽轮机中膨胀至0.8MPa，然后进入市政管网，冷凝水回收率为30%。 （2）燃料 煤

工业分析Wy=8.850%、Ay=21.37% 、Vr=38.48% 、 Hy=3.81%；Cy=57.42% 、Sy=0.46%； Qydw=22211kJ/kg

Wy——水的收到基成分、Ay——灰分的收到基成分 、Vr——挥发分的可燃基成分、Hy——氢的收到基成分；Cy——碳的收到基成分 、Sy——硫的收到基成分； Qydw——煤的低位发热量。

(3)水质质料

总硬度 Ho=4.95毫克当量/升 永久硬度 HFT=2.4毫克当量/升 暂时硬度 HT=2.5毫克当量/升 总碱度 Ao=2.5毫克当量/升 溶解固形物 6.2毫克/升 PH值 7.0

计算说明书

1. 锅炉型号及台数选择 （1）热负荷计算 汽机进口蒸汽

绝对压力3.45MPa温度450℃，焓值hin= 3338.543 kJ/kg 汽机出口蒸汽

绝对压力0.9MPa 温度175.36℃，焓值hout= 2773.038 kJ/kg 锅炉补给水

448.51

绝对压力0.1MPa 温度25℃ 焓值hfd=104.928 kJ/kg 蒸汽冷凝水具有较高的回水温度，一般为60~95℃ 绝对压力0.15MPa 温度80℃ 焓值hc=335.030 kJ/kg 锅炉补给水h=70%hfd+30%hc=173.966 kJ/kg 焓降△h=565.505 kJ/kg 根据《火电厂热力系统》查得

锅炉效率gl=40%~50%锅炉热效率为90%,40%-50%发电效率

管道效率gd=99%

汽机相对内效率xn=78%~85% 汽机机械效率j=98%~99% 发动机（空冷）效率d=97%~98%

本次课程设计任务要求为热电联产，故取锅炉效率为50% 总效率d=50%99%82%99%98%39.38% 锅炉容量

De30,000134.713kg/s484.967t/h

39.38%565.505

（2）锅炉型号及台数的选择

根据计算热负荷的大小、负荷特点、参数和燃料种类等条件选择锅炉型号和台数，并进行必要的分析比较。

燃煤锅炉的燃烧方式有链条炉排燃烧、煤粉炉燃烧、流化床燃烧。因为煤粉炉燃烧效率大大高于链条炉排，且技术较流化床燃烧成熟，是燃煤电站锅炉最常采用的燃烧方式，再根据所选用燃料的灰熔点特性：DT＞1460℃；ST＞1480℃；FT＞1500℃。可见燃料的灰熔点比较高，因此采用固态排渣煤粉炉。 煤种碳的含量Cy=57.42%，挥发分含量Vr=38.48%，属于烟煤。

根据最大计算热负荷484.967t/h，燃烧方式采用固态排渣煤粉炉，燃料种类为烟煤，本设计采用WGZ-130/3.82-M型锅炉四台。具体相关锅炉参数如下：DTL100/63/2*75S DTL100/63/2*75S

C-MC96-II

主要辅机型号：

引风机 Y4-73-11 No.20D 排粉机 7-29-11 No.18D 送风机 G4-73-11 No.14D

球磨机 DTM250/390

2. 燃烧计算 （1） 煤的元素分析

煤的工业分析My=8.85%、Ay=21.37% 、Vr=38.48% My+Ay+Vr+ FCr=100% FCr=31.3%

煤的元素分析Hy=3.81%；Cy=57.42%、Sy=0.46%、Wy=8.850%， Ay=21.37% Oy=7.16% Ny=0.93% （2）

（3） 理论空气消耗量及烟气理论、实际体积

理论空气量

V0=0.08(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar=5.1 RO2气体容积 VRO2=1.866*Car/100+0.7*Sar/100=1.075 理论氮容积 V0N2=0.8*Nar/100+0.79V0=4.661 理论干烟气容积 V0gy=V0N2+VRO2=5.736

理论水蒸气容积 V0H2O=11.1*Har/100+1.24*Mar/100+1.61V0/100=0.627 烟气中水蒸气的实际体积

003VH2OVH0.01611V0.6270.01611.615.1=0.684m/kg Ok2理论烟气量

00Vy0VRO2VNV1.0754.6610.6276.363 H22O实际空气量

Vk``Vk01.65.19.4256 实际烟气量

VyVy00.0161``1Vk06.3630.01611.615.16.420

（1） 锅炉排污量的计算

锅炉排污量通常通过排污率来计算。排污率的大小，可由碱度或含盐量的平衡关系式求出，取两者的最大值。

根据原水水质指标，本设计拟采用钠离子交换法软化给水。由于原水总硬度为 4.95me/l，属中等硬度水。 按给水的碱度计算排污率：

Pa(1)AgsAgAgs%

式中：

Ags——给水的碱度，由水质资料可知为2.5me/L;

Ag——锅水允许碱度，根据水质标准，对燃用固体燃料的水火管锅炉为22 me/L;

——凝结水回收率，30%

(10.30)2.5 = 8.97% PA=

222.5按给水中含盐量（溶解固形物）计算排污率：

Ps(1)SgsSgSgs%

其中：给水含盐量Sgs，已知 620 me/L，锅炉允许含盐量，Sg为4000me/L，

(10.20)380=8.38%

4000380故此，锅炉排污率取 10%。

所以：Ps3. 给水设备的选择 （1） 锅炉房给水量的计算 锅炉补给水量：

Gglb=［1+（β+Ppw）］D－Gn t/h 式中：

D——锅炉房额定蒸发量，t/h; Gn——合格的凝结水回收量， t/h; Ppw——锅炉排污率，%，2％~ 10％ β—— 设备和管道漏损，％，可取0.5％；

Gglb=［1+（β+Ppw）］D－Gn

=[(1+0.5%+5%)*4*130]-0.3*4*130=392.6 t/h （2） 给水泵的容量和台数。

给水泵的流量应满足锅炉所有运行锅炉的额定蒸发量时给水量的1.1倍的要求。本锅炉房拟选用8台电动给水泵，一台锅炉配用两台电动水泵，一台启动，一台备用。4台启用时，其流量应大于1.1x392.6 = 4 t/h 单台泵的流量431.86 /4 = 100.093 t/h = 107.965 m3/h （3） 给水泵的扬程 给水泵的扬程可按下式计算：

H=1000P+（100-200） Kpa

式中P---锅炉工作压力，Mpa （100-200）为压头附加值

H=3820+（100-200）Kpa =392-402 m

根据给水泵的流量和扬程，选择CFL型热力循环水泵，型号为：DG85-80x7。具体型号参数如下： 流量为108m3/h，扬程

490m，

效率66%，转速2950r/min， 电机功率250kW，必须汽蚀余量5.3m （4） 给水箱的选择 （1）给水箱的容积和个数

给水箱的作用有两个：一是软化水和凝结水与锅炉给水流量之间的缓冲，二是给水的储备。给水箱进水与出水之间的不平衡程度与多种因素有关，如锅炉容量，负荷的均衡性，软化和凝结水设备特点及其运行方式等。容量较大的锅炉，波动相对较小。给水储备是保证锅炉安全运行所必须的，其要求与锅炉房的容量有关。所以，给水箱的容量主要根据锅炉房的容量确定，一般给水箱的总有效容量为所有运行锅炉在额定蒸发量时所需20-40min的给水量。

本锅炉房为常年不断运行的锅炉房，给水箱设置一台。考虑到有30%冷凝回水，

故不考虑设置备用给水箱。

给水箱容量按20min的总蒸发量计算，(130*4)/3=173.33m3/h

选用一个200m3的除氧水箱一个作为锅炉房的给水箱。给水箱检修或者清洗时，短时期内锅炉给水由锅炉给水泵从凝结水箱抽水供给，此时给水暂不除氧。 （3）除氧水泵的选择

锅炉房凝结水和补给水混合，本设计除氧水泵的流量：

Gcy=1.1*G=1.1*4*130=572 m3/h

鉴于除氧器工作压力为0.588MPa，凝结水箱最低水位与除氧器凝结水进口的高差有10米左右。选择两台除氧水泵，单台除氧水泵流量为：

572/2=286 m3/h 选择D280-100*5型电动泵两台。相关型号参数如下： 型号D280-100*5 流量300m3/h 扬程490m 转速2980r/min 配用功率630kW 效率71%必须汽蚀余量5.8NPSHr 4. 汽水系统的设计 （1）给水管管径的确定 给水管内径的计算公式：

G dn18.8mm

式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s） 可得给水管道内径dn18.8363.974293mm，由此，给水管选择热轧无缝钢1.5管DN300的管材。 查 常用公称压力下管道壁厚选用表 给水压力略高于大气压，￠325x4.5

（2）蒸汽系统主要管道直径的确定

蒸汽管道内径的计算公式：

Gvmm w式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为70m/s）

ν—管内介质的比容，m3/Kg（由手册查得ν= 0.00125 m3/kg）

41300.00125可得蒸汽管道内径Dn594.557.287mm,由此，蒸汽系统选择

70DN65的管材。73X3

DN250 273x7

40 75.78 DN80 （3）冷凝水管管径的确定 dn594.5冷凝回水管内径的计算公式：

G dn18.8mm

式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s） 可得给水管道内径dn18.8管DN200的管材。 219x5

（3）自来水管管径的确定 自来水管内径的计算公式：

156192mm，由此，冷凝回水管选择热轧无缝钢1.5G dn18.8mm

式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s） 可得给水管道内径dn18.8钢管DN200的管材。 219x5

（3）软化水管管径的确定 自来水管内径的计算公式：

392.6/2186mm，由此，自来水管选择热轧无缝2G dn18.8mm

式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s）

可得给水管道内径dn18.8钢管DN250的管材。 273x6

（3）排污水管管径的确定 排污水管内径的计算公式：

548.6/2220mm，由此，自来水管选择热轧无缝2G dn18.8mm

式中：G—管内介质的质量流量，t/h

ω—推荐流速，m/s（在设计中选用推荐流速为1.5m/s） 可得给水管道内径dn18.8缝钢管DN80的管材。 x4 Ф273

V=200m2

V=200m2 ltld-429D

548.65%80mm，由此，排污水管选择热轧无

1.5