JBT9618-1999工业锅炉锅筒内部装置设计导则1.pdf
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1、1 9 9 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B/ T 9 6 1 8 一 1 9 9 9 工业锅炉锅筒内部装置设计导则 D e s i g n c r i t e r i a f o r i n t e r i o r d e v i c e s o f i n d u s t r i a l b o i l e r d r u m 1 9 9 9 - 0 8 - 0 6发布 2 0 0 0 - 0 1 - 0 1实施 国 家 机 械 工 业 局发 布 中华人民共和国机械行业标准 J 4 / T 9 6 1 8 - 1 9 9 9 工业锅炉锅筒内部装置设计导则 代 替
2、J a / Z 1 9 8 - 8 3 De s i g n c r i t e r i a f o r i n t e r i o r d e v i c e s o f i n d u s t r i a l b o i l e r d r u m 范围 本标准规定了工业蒸汽锅炉锅内装置的设计、结构及其计算方法等要求。 本标准适用于额定工作压力不大于2 . 5 MP a ,以 水为介质的周定式蒸汽锅炉。 2引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时,所示版本均 为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 G B
3、 1 5 7 6 -1 9 9 6低压锅炉水质 J B / T 3 1 9 1 -1 9 9 9锅炉锅筒内部装置技术条件 3 基本符号说明 本导则中所用的基本符号的含义和单位如下: D锅炉的蒸发 量,t / h ; D锅筒 内径 ,mm; 9 重力加速度,m/ s ; I . e -锅简的直段长度,m; P锅筒 内压 力( 表压 ) ,MPa ; p “ 饱和蒸汽的密度,k g / m ; p - 饱和水的密度. k g / m ; u “ 饱和蒸汽的比体积, m / k g ; q / 饱和水的比体积,m / k g ; 表面张力 , N/ m, 4技术要 求 4 . 1 在保证蒸汽品质的前
4、提下, 工业蒸汽锅炉的锅内装置应力求简单, 对本标准中介绍的各种分离装置 应参照适用范围选用。 4 . 2 对有过热器的锅炉,饱和蒸汽的湿度不大于 1 0 0 ; 对无过热器的水管锅炉,饱和蒸汽的湿度不大于 3 0 0 ; 对无过热器的锅壳式锅炉,饱和蒸汽的湿度不大于 -1 %a 4 . 3 锅炉的给水和锅水品质应符合 G B 1 5 7 6 的要求。 4 . 4锅 内装 晋的 制浩 、安装和验收应符 合 I B/ T 3 1 9 1的要求 . 5一次分离装置 的设 计与结构 5 . 1 水下孔板 ( 见图 1 ) 国家机械工业局 ”9 9 -0 8 -0 6 批准 2 0 0 0 -0 1
5、-0 1实施 l B / T 9 6 1 8 - 1 9 9 9 图 1 水下孔板 5 . 1 . 1 作用 当蒸汽穿过小孔的速度选择合适时,可在水下孔板下面形成一层汽垫,使蒸汽由各小孔流出,起到 均匀蒸发面负荷的作用; 此外,水下孔板还能消除汽水混合物的动能。 5 . 1 . 2适用范 围 适用于水管锅炉的上锅筒。当汽水混合物沿锅筒长度和宽度均匀引人锅筒时不采用。 5 . 1 . 3 设计数据 5 . 1 . 3 . 1 蒸汽穿过水下孔板小孔的平均流速w, “ i h 推荐值可按表 1 选取: 表 1 蒸汽穿过水下孔板小孔的平均流速w, ., 的推荐值 P M Pa 0 . 4 0 . 71
6、 . 01 . 251 . 62 . 5 W , 介 m / s 8 . 4 - 8 . 76 . 5 - 6 . 8 5 . 5 - 5 . 84 . 8- 5 . 14 . 3 4. 6 V ) 3 . 3 3 . 6 5 . 1 . 3 . 2 小孔孔径可取 8 -1 2 雨m,孔太小易堵塞,孔太大,在低负荷、孔数少时,又易使蒸汽上升不 均 。 5 . 1 . 3 . 3水 下 孔 板 总 开 孔 数 艺n , 按 下 式 计 算 : 5 1 n ,二 D, u “ 2 . 8 2 7 w, “ d , z 式中:D , -流经水下孔板的蒸汽量( 蒸汽全部经过水下孔板时,D , =D.部
7、分蒸汽经过水下孔板时, D : 为流经水下孔板的蒸汽量) , t / h ; w, ,产 -蒸汽穿过水下孔板小孔的平均流速推荐值,按表 1 选取,m/ s ; d , 水下孔板上小孔的直径 按5 . 1 . 3 . 2 选取) ,mm, 在不同的压力下,当蒸发量D=1 t / h时, 对应推荐的 w, “ 值所需不同直径的孔数n , 见表2 其他蒸 发 量 时 , 水 下 孔 板 所 需 总 孔 数 艺n , = D 。 。1 . J B / T 9 6 1 8 -1 9 9 9 表 2 D =1 c / h所需水下孔板上的孔数 P M Pa 小 孔 直 径d m m 孔数n 个 0.4 必
8、82 4 2 - - 2 5 1 必 1 01 5 5 - 1 6 0 必 1 21 0 7 - 1 1 1 0 . 7 必 81 9 9 - 2 0 8 必 1 0 1 2 7- 1 3 3 必 1 2 8 8- 9 2 1 . 0 必 8 1 7 2- - 1 81 必 1 0 1 1 0- 1 1 6 必 1 2 7 6 - 8 0 1 . 2 5 必 8 1 5 5- 1 6 5 必 1 09 9 - 1 0 6 必 1 26 9 - 7 3 1 . 6 必 81 4 3- 1 53 必 1 0 91 - 9 8 必 1 2 6 3- 6 8 2. 5 必 8 1 2 0 - 1 3
9、1 必 1 0 7 7 - 8 4 必 1 2 5 3 - 5 8 5 . 1 . 4 结构尺寸及布置 5 . 1 . 4 . 1 水下孔板由3 - 4 m m厚的平孔板组合而成, 每块平孔板的尺寸以能通过锅筒上的人孔为限, 应 布置成水平。孔板的小孔均匀分布。 5 . 1 . 4 . 2 为保证孔板下面有一定的汽垫层厚度,孔板四周应有8 0 mm左右高的封板围注。 5 . 1 . 4 . 3 水下孔板一般应安装于最低水位下 8 0 mm处.以保证在最低水位时仍能起到均匀蒸发面负荷 的作用。 5 . 1 . 4 . 4 水下 孔板与锅筒 内壁 的距离为 1 5 0 - 2 0 0 mm,以使孔
10、板上 的水能畅通流下 。 5 . 1 . 4 . 5 水下孔板应尽量长些, 引人水空间的蒸汽应尽量全部通过水下孔板, 水下孔板的长度不宜小于 三分之二的锅筒直段长度. 5 . 1 . 4 . 6 水下孔板区域不宜布置下降管, 以防止下降管带汽。 若布置下降管, 则下降管入口距锅筒水位 应保证有一定高度( 为防止产生旋涡斗所要求的高度,参见 8 . 5 ) . 5 . 2 缝 隙挡板 ( 见 图 2 ) 5 . 2 .1 作用 汽水混合物进人锅筒后,靠转向时,汽、水所受惯性力的不同,进行一次分离。 5 . 2 . 2 适用范围 适用于汽水混合物由上锅筒中心线上、下3 0 0 左右的位置均匀引人锅
11、筒的水管锅炉. 5 . 2 . 3 设计数据 5 . 2 - 3 . 1 缝隙挡板间的蒸汽流速W, ” 可按表 3 中的推荐值选取或按式(C 2 ) 计算。 J B/ T 9 6 1 8 -1 9 9 9 正 常水位 ( a ) L , =2 b , ( b ) 缝隙较宽加分流板 下栅板 ( c ) 汽水混合物人口位置较高加装导向板( d) 缝Pff出口速度较高加装水下姆板 图 2缝隙挡板 表3 缝隙挡板间的蒸汽流速 WZ P M F a 0 . 4 0 . 71 . 01 . 2 51 . 62 . 5 W ,“. A 2 . 5 - -3 . 7 2 . 0 - 3 . 01 . 7 -
12、2 . 61 . 5 - -2. 31 . 4 - y 2. 11 .1 1 . 7 一 、 V 厅 二 n, 3 . 66 2 I , 式中:b , 缝隙挡板间的宽度,m; n , 流经缝隙挡板的蒸汽量,t / h ; I-缝隙挡板 的长度 ,m。 5 . 2 . 3 . 2 缝隙挡板的下挡板与锅筒内壁的最小间距 b , , 应保证水流速度 W, , 较低,否则,易造成水流带 汽,引起锅水膨胀或可能带汽人下降管而影响循环的可靠性对低压锅炉,W 取 。 . 5 -1 . 0 m/s. W, , 的计算公式如下: J B/ T 9 6 1 8 - 1 9 9 9 一 W, D, ( K一1 )
13、u 3 . 61 : b t 式中:b , 缝隙挡板下缘离锅筒内壁的最小宽度( 见图2 ( a ) ) , m; K 锅炉的循环倍率,其数值按表 4 选取。 表 4锅炉的循环倍率 K 锅 炉 型 式 P M P atDt/h 循 环 倍 率 K 低 压 锅 炉 2hh ( 2 2 ) 同时还应满足:h , 2 -h , 3 0 . 0 5 m. h, 可按下 式计算 : h 一 0. 0 51 嘿“)x P“- P“ .一 23 ) 6 . 4 . 3 . 3 分离器中最小断面上的缝隙宽度6 , ; ( m) 按下式计算: D v “ 3 . 6 n W, z “ I , , ( 2 4 )
14、式中:L , 分离器中最小断面上每条缝隙的长度,n 1 ; J B/ T 9 6 1 8 -1 9 9 9 n分离器中最小断面上缝隙的数目( 各条缝隙等长) 。 6 . 4 . 3 . 4 6 . 4 . 3 . 5 分离器总长度不宜小于三分之二的锅筒直段长度。 疏水管的内径 d l 3 ( m) 由表 1 7查得或按下式计算: d , _ 。 , 只 。 / 一- 卫 一. . . . . . . . , ; 、 - - 一 勺9 W l 3 n , 3 n , 3 、 。 式中: W了疏水管中的水速,W了0 . 4 m/ s ; n , 3 - 蜗壳式分离器的个 数; n 1 3 每个分离
15、器上疏水管的根数。 表 1 7 疏水管的管径和根数( n 1 3 , 二1 ) ( 2 Dt/h-nla根 么 2 5 X 2必 3 2 X 2 . 5必 2 5 X2必 3 3 2 X 2 - 5 6 . 4 . 3 . 6 分离器 内集汽管 的设计按 6 . 3 . 3 . 2 - 6 . 4 . 3 . 1进行 。 6 . 4 . 4 结构尺寸及布置 6 . 4 . 4 . 1 分离管及分离器上的蒸汽人口缝隙应尽量布置在高处,以增加蒸汽有效空间的高度。 6 . 4 . 4 . 2 疏水器底部应置于水空间,为防止水空间的上升汽泡进人疏水管而阻碍分离出来的水顺利下 流,一般可在疏水管的出口处
16、焊一段高1 0 0 m m,直径为必1 0 0 mm左右的管子,管子底部封死,顶板上 开有 必1 0 - 曰1 2 mm 的小孔 6 -8个 ,疏水管插人管子的高度可取 6 0 mm( 见 图 1 9 ) , 8 - 必 1 2 图 1 9 7工业锅炉蒸汽空间容积 负荷 R 7 . 1 蒸汽空间容积负荷是指:每小时通过锅筒内单位蒸汽空间的蒸汽容积流量( M3 / ( 1 1 “ n 3 ) ) , R . 按下 式计算 : (26) 1 0 3 1 V 一。 一一 R. 式中 V 锅筒内蒸汽空间的 容积,指锅筒直段范围内, 水位表中正常水位以上的空间, m , 7 . 2 仅靠重力分离时( 锅
17、筒内无分离设备或只有匀汽设备时) , 蒸汽空间的容积负荷 R 、 的 推 荐 值 如 2 0 J B/ f 9 61 8 一 1 9 9 9 表 1 8 。 表 18R 。推荐值 P M l , 砚 0 . 40. 7l O 1 , 2 51 62 . 5 R m3 / ( h m, ) 6 3 0 1 3 1 06 1 0 1 2 8 06 1 0 1 2 5 0 5” 卜 2。 。 11 5, 卜 “ 5 。 5 4 0 1 0 8 0 设计时,应使 R , 值小于其推荐值。 当汽水混合物由水空间引人时,R , 应取表18 中的较小值; 当锅筒顶部无分离设备或只装有集汽管 时,R 、 也应
18、取表 18 中的较小值。 8 锅筒内部的其他装置 8 . 1 给水分配管 ( 见图 2 0) 图 2 0 给水分配管 8 1 . 1 作用 使给水沿锅筒长度均匀分配。当 配 水 至 特 定 位 置 时,尚 可起 到 一 些其池作用( 见81 . 3 . 艺和 8 . 1 . 3 . 5 ) 8 . 1 . 2 设计数据 8 . 1 . 2 . 1 计算给水 流量 D 应为锅炉蒸发量的 1 . 5倍( 即D =15D) . 以考虑变 工况、 排 污或其他情况的 需要 , 81 . 2 . 2 配水母管上小孔中的水速W澎一般取2 一4m /s。 81 . 2 . 3 配水母管中最大纵向水流速度 W
19、了应满足不等式: W了(。 . SW; ,以使配水均匀。 对于向二侧配 水的配水母管的内径 d l : ( m) 按式 ( 2 7 ) 计算或按表 19 取用 。 d ;一 。. 5, 5 漂 , 一 2 7 ) 表 19配水母管管径 d L ; r长 飞 O 5 一 6I 0 】 一 :。3 36 5 山 、 n llT I 必 3 2 、。 日 3 2 一丈 3 一l 日 3 8 K 3 一l 曰 5 1 3 . 5 一 必 6 3 . 5 K 3 . 5 1 1 毛 兮 毛 丫 刀 1 0 8 又 , . 石 l 刃 1 3 3 丫 ! 三 一望 8 1 . 2 . 4 配水母 管上的小
20、孔直径 d 一般 可取 必8 必 12 mn 飞 , 孔径过小 易堵塞, 孔 径过 大易使配水不匀, J B / T 9 6 1 8 - 1 9 9 9 配水母 管上的小孔数 n , ; 按式 ( 2 8 ) 计算 或按表 2 0取用。 0 . 5 3 1 D u W, ; d zW d t , 表 2 0配水母 管上的小孔数 n , 。 tDt/hD ,t/h d ,., mm 必 8必 1 0必 1 2 必 1 4 W m/ s h. -2. , 4- - 2 4 2. 4 2 2 3 61 O48 461 02 081 461 0 691 43 0 1 0 2 O 1 4 1 01 52
21、 45 01 63 01 2 2 4 1 5 22 . 53 6742 魂48 飞 8 3 41 42 6 2 03 03 26 4224 41 63 2 3 55 2 5苏 61 1 24 07 82 85 6 6 597 . S1 0 42 0 67 41 4 65 41 0 8 8 . 1 . 2 . 5 小孔间距一般为 1 0 0 2 0 0 n u n 8 . 1 . 3 结构尺寸及布置 8 . 1 . 3 . 1 配水母管应尽量长些, 且由中间向两侧配水。配水母管不宜小于三分之二的锅筒直段长度,以 使沿锅筒长度配水均匀 。 8 . 1 . 3 . 2 配水母管一般可装在近水面处(
22、应低于最低水位) ,以减少蒸汽的带盐和减轻或避免泡沫的形 成。 8 . 1 . 3 . 3 配水母管应远离排污管,特别是表面排污管,以提高排污水的含盐浓度。 8 . 1 . 3 . 4 配水母管上小孔的开孔方向应以有意造成锅水浓度差为原则。 装在近水面处的给水管应侧面开 孔( 见 图 2 0 ) , 8 . 1 . 3 . 5 为防止下降管人口处抽空,可直接将给水送到下降管人口处,并且向下开孔。 8 . 2 排污管 8 . 2 . 1作用 排走含盐量较大的锅水,使锅水含盐量维持在允许的范围内,以减小锅水膨胀和防止形成泡沫。减 少蒸汽的湿度和带盐 ,减少蒸发 管内的积垢 。 8 . 2 . 2
23、设计 数据 8 . 2 . 2 . 1 喇叭口形表面连续排污管( 见图 2 1 ) 切口内水速W, 6 应小于 0 . 1 m/ s , 以免吸人蒸汽。W1 6 按下 式计算 P , D。 , 3 . 6 A1 a n 1 , ( 2 9 ) 式中:P连续表面排污的排污率,取 2 写 - 5 %的锅炉蒸发量,即P , =( 2 - 5 ) D%,计算时以 P , =O . 0 2 - - 0 . 0 5 代人。 A , s -浸人正常水位以下的斜切口的截面积( 即图2 1中的梯形截面积、 ; n s 喇叭管的根数 ,若 用图 2 1上 所示尺寸 ,nl 可 由表 2 1查得或按式 ( 3 0
24、) 计算 。 J B / T 9 6 1 8 -1 9 9 9 ( a ) 0旧1。ON工 OW i O ( b) 图 皿喇叭 口形表 而排 污管 表 2 1 喇叭管的根数 n , 和排污管管径 d i e D t / h1 01 5 2 03 5 n根46 86- 1 41 0 - 1 6 d ie mm 曰4 5 X 3必 4 5 X3曰 4 5 X3曰 5 7 X 3 . 5曰 5 7 X 3 . 5 注:D =1 0 . 1 5 . 2 0 t / h , n 按P=0 . 0 5 计算; D =3 5 t / h . n ,。 按P=0 . 0 2 0 . 0 5 计算; D =6
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