《大氣污染控制工程》教學(xué)實習(xí)報告

1、大氣污染控制工程教學(xué)實習(xí)某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計目錄一 設(shè)計目的 2二設(shè)計原始資料及要求 2三 除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計與計算 3 3.1 燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算 . 33.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量 . 33.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量 . 33.1.3標準狀態(tài)下實際煙氣量 . 43.1.4標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度 . 43.1.5標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 . 53.2管徑的確定 . 53.3溫降的計算 . 53.3.1煙氣在管道中的溫度降 . 53.3.2煙囪高度的確定 . 63.3.3煙氣在煙囪中的溫度降 . 63.4凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定 . 63.4.

2、1除塵器應(yīng)達到的除塵效率 . 63.4.2除塵脫硫設(shè)備選擇 . 73.5煙囪的設(shè)計 . 73.5.1煙囪直徑的計算 . 73.5.2煙囪底部直徑的計算 . 83.5.3煙囪的抽力 . 83.6系統(tǒng)阻力的計算 . 83.6.1摩擦壓力損失 . 83.6.2局部壓力損失 . 93.7風(fēng)機和電動機選擇及計算 . 93.7.1風(fēng)機風(fēng)量的計算 . 93.7.2風(fēng)機風(fēng)壓的計算 . 103.7.3電動機功率的計算 . 10四 結(jié)語11五 參考文獻 111一、設(shè)計目的隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市化與工業(yè)化進程的加速，以及煤、油為主的能源框架，環(huán)境污染越來越嚴重。而在我國的能源結(jié)構(gòu)中以燃煤為主，眾所周知煤炭在燃燒過

3、程中會產(chǎn)生較多的污染物，尤其是向大氣中排放酸性污染物，在大氣遷移過程中形成酸性沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得廣泛關(guān)注。本設(shè)計是某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計，主要目的就是除塵與煙氣脫硫，以達到污染物排放標準，其中主要包括除塵器的選擇、煙氣管網(wǎng)的布置及風(fēng)機及電機的選擇設(shè)計。通過此次課程設(shè)計進一步消化和鞏固本課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)知識進行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過此次設(shè)計，可以了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。二、設(shè)計原始資料及要求（一）設(shè)計原始資料：表 1設(shè)計原始資料項目

4、參數(shù)鍋爐型號SZL4 13 型，共 4 臺（ 2.8MW 4），即每臺鍋爐每秒產(chǎn)熱量為 2.8 103kJ設(shè)計耗煤量600kg/h （臺），水的蒸發(fā)熱為： 2570.89kJ/kg排煙溫度160煙氣密度（標準狀態(tài)下）1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例16%煙氣在鍋爐出口前阻力800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?7.86kPa冬季室外空氣溫度 1空氣含水（標準狀態(tài)下）0.01293kg/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析基CY =68%； HY=4% ； SY=1% ； OY=5%； NY=1%；WY=6%； A Y=15%； V Y=13%按鍋爐大氣污染物排放標準G

5、B13271-2001 中二類區(qū)標準執(zhí)行煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）200mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）900mg/m32（二）設(shè)計要求1、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算。2、凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。3、除塵器的比較和選擇： 確定除塵器類型、 型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。4、管網(wǎng)計算：確定各裝置的位置及管道布置，并計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總的阻力。5、風(fēng)機及電機的選擇設(shè)計：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選擇風(fēng)機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。三、除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計與計算3.1 燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度

6、的計算3.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量Qa4.781.867CY5.56H Y0.7SY0.7OYm3 / kg式中 C Y， HY， S y， OY 分別為媒中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。已知煤中各種成分的質(zhì)量分數(shù)為：煤的工業(yè)分析值：CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%各數(shù)值帶入上式可得理論空氣量：0.05) 6.9977 m 3 /kgQ a 4.78 (1.867 0.68+5.56 0.04+0.7 0.01-0.73.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量Qs=1.867 （ CY+0.375 Sy）+11.2HY +1.24WY3 /kg)+0.1

7、6Qa +0.79Qa +0.8NY (m式中 Q a ：標準狀態(tài)理論空氣量，WY： 煤中水分子所占質(zhì)量分數(shù)，NY： N 元素在媒中所占質(zhì)量分數(shù) .設(shè)空氣含濕量 12.93g/m 3 ，將上面數(shù)值代入公式同理可求得標準狀態(tài)下理論煙氣量Qs =1.867 (0.68+0.375 0.01)+11.2 0.04 1.24 0.06+(0.16+0.79)6.9977+0.8 0.01=8.455 m 3 /kg33.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量QsQs 1.0161 Qa (m3 / kg)其中：空氣過剩系數(shù)；Q s標準狀態(tài)下理論煙氣量； m3 / kgQ a標準狀態(tài)下理論空氣量； m3 / kg

8、。已知空氣過剩系數(shù)為1.4 ，可求出標準狀態(tài)下實際煙氣量S 1.106 (1.4-1)6.9977=11.30m3/kgQ8.4553注意：標準狀態(tài)下煙氣流量Q以 m/h 計，因此：Q Q s 設(shè)計耗煤量已知設(shè)計耗煤量： 600kg/h( 臺)3則標準狀態(tài)下煙氣流量Q=11.306004=27120m/h3.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度Cdsh AY(kg / m3 )Qs式中 d sh排煙中飛灰占媒中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)；AY 煤中不可燃成份的含量；3Qs 標準狀態(tài)下實際煙氣量，m/kg 。已知 : d sh=16%Q Y=15%Q s =11.30m3/kg代入上式求得標準狀態(tài)下煙氣含塵

9、濃度0.16* 0.15C0.00212411.303.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算Cso22SY63)Qs10 (mg / m式中 Sy 煤的含可燃硫的質(zhì)量分數(shù)；3Qs標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m/kg已知: Sy3/kg3=1% ， Qs=11.30 m代入上式可得 CSO2 =1.77 103mg/m3.2 管徑的確定4d4Q (m)式中 Q 工況下管內(nèi)煙氣流量v煙氣流速， m/s，（可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v =10 15m/s）。3已知：每臺鍋爐的煙氣流量Q=6780m/h ，取 v=12m/s，可得 d=0.45m圓整后取 d=0.45m，可算得 v=11

10、.85m/s 。3.3 溫降的計算當(dāng)煙氣管道較長時，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風(fēng)機、煙囪的煙氣流量應(yīng)按各點的溫度計算。3.3.1 煙氣在管道中的溫度降q Ft10CQ C v式中 Q標準狀態(tài)下煙氣流量，3m/h ；2F管道散熱面積， m；Cv標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.352 1.375kJ/m 3 . ）q管道單位面積散熱損失。室內(nèi) q=4187kJ/(m2.h)233；室外 q=5443kJ(m.h) ，Q 6780m/h，取 Cv=1.360kJ/m . ，而 F=LS=LD已知室內(nèi)兩段 :L 1 0.68m，D1=0.6m； L2=1.4m，D2=0.45m室外 : 墻到

11、除塵器進口管道距離L3 =3.29m，直徑計 D3=0.45m；除塵器到風(fēng)機的管道距離L4 =4.2m， 直徑計 D4=0.45m；風(fēng)機到煙道入口的管道距離L5=2.2m，直徑計 D5 0.45m；煙道入口到煙囪底部的煙道距離L6=12.79m， F=0.64m2；則 t 1 0.58 ，t 2 =1.99 ， t 3=2.74 ，t 4=3.5 ，t 5=1.83 ，t 6=4.83 風(fēng)機進口前溫度降 t= t 1+t 2+t 3+t 4 =8.81 風(fēng)機前溫度 t1=T- t=160-8.81=151.2 到達煙囪入口溫度將 t =t 1+ t 2 + t 3+ t 4 + t 5+ t

12、6 =15.47 因此到達煙囪入口煙氣溫度t2=T t 160 15.47 144.53 3.3.2 煙囪高度的確定5首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h ），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表1）確定煙囪的高度。表 2鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力11 22 66 1010 2026 35t/h煙囪最低高度202530354045根據(jù)上表，由鍋爐總額定出力為16t/h ，選煙囪高度為44m.3.3.3 煙氣在煙囪中的溫度降HAt 2D0C式中 H 煙囪高度， m；D合用一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h ；A降溫系數(shù)，可由表2 查得：表 3煙囪溫降系數(shù)鋼煙囪鋼煙囪磚煙

13、囪（ H981 級林格800 1400852800曼黑度表 5XDCG4 型陶瓷奪冠高效脫硫除塵器外形結(jié)構(gòu)尺寸HH1H2H3ABCDEF446029854235700140014003005035010003.5 煙囪的設(shè)計3.5.1 煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算d0 .0188Q3式中 Q通過煙囪的總煙氣量，m / h；按表 5 選取的煙囪出口煙， m / s 。7表 6煙囪出口煙氣流速運行情況通風(fēng)方式全負荷時最小負荷機械通風(fēng)10 204 5自然通風(fēng)6 102.5 33由煙氣總流量 Q=27120m/h ， 取 =12m/s，可得煙囪出口內(nèi)d=0.89m3.5.2 煙囪底部直徑的計

14、算煙囪底部直徑d1d22 i H(m)式中 d 2煙囪出口直徑， m ；H 煙囪高度， m ；i 煙囪錐度，通常取i=0.02 0.03 。取 i=0.02 ，已知 d2=0.89m，H=44m則 d1 0.89+2 0.02 44=2.65m 3.5.3 煙囪的抽力Sy110.0342H? B( Pa)273 t k273 t p式中 H 煙囪高度，tk外界空氣溫度，tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，B 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，已?H=44m， t k =-1 ， t p =140.23 ， B=97860Pa；則 Sy 185.0Pa3.6 系統(tǒng)阻力的計算3.6.1 摩擦壓力損失對于圓管：L ?v2pL（ P

15、a）d2式中L管道長度值；鋼管和磚砌的長度d 管道直徑，8煙氣密度v管中氣流平均速率摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re 和管道相對粗糙度K/d 的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫剑▽嶋H中對金屬管道值可取0.02 ，對磚砌或混凝土管道值可取0.04 ）。已知管道長 L=2.18+0.6+1.19+0.4+1.6+1.8+2.2=9.97m ，d=0.45m =0.02 ， v=11.85m/s ， =1.34 k g/m 3則代入上面公式有 pL=41.68Pa3.6.2 局部壓力損失p v 2 (Pa) 2式中 :異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到，或通過實驗獲得；v與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s

16、；煙氣密度， kg/m3已知 90彎頭 1.1 ；30 Z 形管 0.16 ；天圓地方分別為： 0.19 與 0.13 ；T 形三通：合流管 0.78 ；3分流管 0.55 ；v=11.85m/s ， =1.34kg/m有h 41.68Pa 273.78Pa1400Pa1715.46Pa3.7 風(fēng)機和電動機選擇及計算3.7.1 風(fēng)機風(fēng)量的計算273 t p101.325(m3 / h)Qy 1.1Q273B式中 1.1 風(fēng)量備用系數(shù)；Q標準狀態(tài)下風(fēng)機前表態(tài)下風(fēng)量，3；m / ht p風(fēng)機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似去鍋爐排煙溫度；B當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?kPa。已知 Q=6780m3/h； t

17、 p 151.2 ； B 97.86kPa43代入上述公式得 Qy=1.120 10 m/h372 風(fēng)機風(fēng)壓的計算9H y273t p101.3251.293(Pa)1.2h Syt y273By式中 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)；h 系統(tǒng)總阻力， Pa；Sy煙囪抽力， Pa；t p風(fēng)機前煙氣溫度；t y風(fēng)機性能表中給出的試驗用氣體溫度，；y標準狀況下煙氣密度，已知：h 1715.46Pa， t p 151.2 ， y1.34kg/m 3；Sy185.0Pa，B97.86kPa，查得 t y 250代入上式 Hy= 1488.25 Pa由上面計算出風(fēng)機風(fēng)量Q y 和風(fēng)機風(fēng)壓 H y ，所選風(fēng)機的型號如下

18、表表 7所選風(fēng)機的型號：名稱型號風(fēng)壓范圍 mmH2O風(fēng)量范圍3功率范圍 Kwm/h鍋爐離心通風(fēng)機Y4-70-1240 187890 181001.5 5.53.7.3 電動機功率的計算N eQ y H y36001000123式中Qy 風(fēng)機風(fēng)量， m / h ；Hy風(fēng)機風(fēng)壓， Pa；1風(fēng)機在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機為0.6 ，高效風(fēng)機約為 0.9 ）；2機械傳動效率，當(dāng)風(fēng)機與電機直聯(lián)傳動時2=1，用聯(lián)軸器連接時 2 =0.95 0.98 ，用 V 形帶傳動時 2 =0.95；電動機備用系數(shù)，對引風(fēng)機， =1.330.9 ，=0.95已知 Q =1.120 104m/h ，H = 1488.25 Pa ，yy12代入上式得 Ne7.04Kw根據(jù)計算得的電動機的功率，傳動方式選擇電動機型號為：J2-61 小型鼠籠型電動機10四、結(jié)語通過這個課程設(shè)計鞏固大氣污染控制