大氣課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、環(huán)境工程專業(yè)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目：(SZL4-13鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì))姓 名：丁政可班 級(jí)：環(huán)境工程13-1班學(xué) 號(hào)：01指導(dǎo)教師：劉彥飛課程名稱：大氣污染控制工程設(shè)計(jì)時(shí)間：2016/5/232016/6/03目 錄任務(wù)書(shū)(1)摘要(3)除塵系統(tǒng)計(jì)算(4)一、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度計(jì)算(4)二、除塵器選型(6)三、除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算(8)四、煙囪設(shè)計(jì)(11)五、系統(tǒng)阻力計(jì)算(12)六、系統(tǒng)中煙氣溫度的變化(14)七、風(fēng)機(jī)的計(jì)算與選用(15)結(jié)論(16)參考文獻(xiàn)(16)顆粒污染物控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)適用專業(yè) 環(huán)境工程 一、課程設(shè)計(jì)題目 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)的目的

2、 通過(guò)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、CAD繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。 三、設(shè)計(jì)原始資料鍋爐型號(hào)：SZL413型，共4臺(tái)(2.8MW4)設(shè)計(jì)耗煤量：680Kg/h臺(tái)排煙溫度：160煙氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：1.34 kg /m3空氣過(guò)剩系數(shù)：=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前的阻力：800 Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86 Kpa冬季室外溫度：-20空氣中含水(排標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)1

3、0g/kg煙氣其它性質(zhì)按近似空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值：=68% =4% =1% =5%=1% =6% =15% =13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB132712001)中二類一時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。鍋爐房及場(chǎng)地布置見(jiàn)圖。四、計(jì)劃安排1、資料查詢0.5天2、及設(shè)計(jì)計(jì)算（4.5天）3、說(shuō)明書(shū)編制及繪圖（5天）五、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計(jì)算2、凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定3、除塵器的選擇和比較：確定除塵器的類型、型號(hào)及規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。4、管布置及計(jì)算：確定各裝置的位置及管道布置。并計(jì)算各管段的管徑、長(zhǎng)度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力5、風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)：根據(jù)凈

4、化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)阻力等計(jì)算選擇風(fēng)機(jī)種類、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類和功率。六、成果1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按設(shè)計(jì)程序編寫(xiě)，包括方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)圖(工藝管網(wǎng)簡(jiǎn)圖和設(shè)備外形圖)等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等內(nèi)容，書(shū)寫(xiě)工整或打印輸出，裝訂成冊(cè)。2、圖紙(1)除塵器圖一張(2號(hào)圖)。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備部件編號(hào)，并附明細(xì)表。(2)除塵系統(tǒng)平面布置圖、剖面布置圖各一張(1號(hào)或2號(hào))，可以有局部放大圖(3號(hào))。布置圖應(yīng)按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡(jiǎn)化，但能表明建筑的外形和主要結(jié)構(gòu)形式。在在圖上中應(yīng)有指北針?lè)轿粯?biāo)志。七、

5、主要參考資料(1)郝吉明，馬廣大主編。大氣污染控制工程。北京高教出版社，2002。(2)吳忠標(biāo)主編。大氣污染控制工程。北京科學(xué)技術(shù)出版社，2002。(3)胡傳鼎著。通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003。(4)張殿印，王純主編。除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003。(5)工業(yè)鍋爐房設(shè)計(jì)手冊(cè)。(6)風(fēng)機(jī)樣本 指導(dǎo)教師： 教研究室主任： 2016年 月 日 2016 年 月 日摘 要一、 除塵器設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的除塵器的是立式多管旋風(fēng)除塵器。根據(jù)任務(wù)書(shū)給出的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出鍋爐的實(shí)際煙氣量，進(jìn)而計(jì)算出相關(guān)的其他因素，即包括旋風(fēng)除塵器中旋風(fēng)子的數(shù)量，多管旋風(fēng)除塵器的外殼尺寸，以及進(jìn)氣

6、口、出氣口距地面的高度和大小。根據(jù)所得數(shù)據(jù)可粗略的畫(huà)出旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)與布置。二、煙氣管道的布置由上計(jì)算出的實(shí)際煙氣量和煙氣流速計(jì)算出排煙管道的直徑，設(shè)計(jì)出管道的大致布置圖，根據(jù)自己的想法涉及管路的鋪設(shè)，已達(dá)到管道的鋪設(shè)路徑越短，阻力損失越小為宜，再根據(jù)除塵手冊(cè)里查找相關(guān)彎管的阻力系數(shù)，計(jì)算彎管的局部阻力損失。同時(shí)，計(jì)算出圓管與除塵器進(jìn)、出口連接處的管道天方地圓的角度、長(zhǎng)度以及通過(guò)手冊(cè)查出的阻力系數(shù)計(jì)算出阻力損失，根據(jù)所得的具體尺寸繪制出鍋爐房煙氣管道的布置圖。三、風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型由上可以得出的結(jié)論是彎管以及天方地圓的局部壓力損失，和煙道鋪設(shè)的沿程壓力損失，進(jìn)一步求得總的壓力損失。根據(jù)已知公式

7、所得數(shù)據(jù)可計(jì)算出風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓以及電動(dòng)機(jī)功率。最后根據(jù)所得的三個(gè)數(shù)據(jù)在相關(guān)書(shū)籍中選出適合的風(fēng)機(jī)型號(hào)。最后求得電動(dòng)機(jī)功率，看其是否滿足風(fēng)機(jī)功率的要求，若符合要求，則設(shè)計(jì)成功，若不符合，則還需要重新選擇風(fēng)機(jī)的型號(hào)。 一、除塵系統(tǒng)計(jì)算煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算1、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量由煤質(zhì)中 =68%，=4%，=1%，=5%，可得 式中 ，-分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 由已知知： 空氣的含濕量為10g/kg，則：式中 -分別為煤中水分和N元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則3、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的實(shí)際煙氣量式中 ：空氣過(guò)剩系數(shù)為1.4，則4、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度由于： 式中

8、 -分別為排煙中飛灰占煤中不可燃成分和煤中不可燃成分的含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則則：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計(jì)算：由知：,則5、實(shí)際工況下的實(shí)際煙氣量 因?yàn)椋?、 工況下煙氣流量 二、除塵器的選擇根據(jù)煙塵的粒徑分布、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器的種類、型號(hào)及規(guī)格。確定除塵器的運(yùn)行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等。選型過(guò)程中要通過(guò)分級(jí)效率進(jìn)行總除塵效率的校正。除塵應(yīng)達(dá)到的總效率式中 分別為除塵器進(jìn)口和出口的煙氣中顆粒物的流量(kg/h)。查得大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB132712001)中二類區(qū)一時(shí)段的排放標(biāo)準(zhǔn)為，其中，則三、除塵器總除塵效率的校正根據(jù)文獻(xiàn)（1）中表1

9、8-2不同燃燒方式煙塵的顆粒分散度查得粒 徑55101020203030474760607474分散度3.15.411.38.811.76.96.346.5得到新粒徑分布區(qū)間的顆粒分散度粒 徑551010202030304040505060607070分散度%3.15.411.38.89.15.94.2349.2并查得分級(jí)效率粒徑分布551010202030304040505060607070分級(jí)效率%36.9366.5885.5594.7297.9394.9599.6499.8499.93 故總除塵效率，所以能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。四、除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算及管道的布置1、各裝置及管道布置的原則鍋爐運(yùn)行情況

10、和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本確定了。對(duì)各裝置入管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。2、除塵器旋風(fēng)子的數(shù)量（1）工況下煙氣流量（第一部分計(jì)算已得出） (2)旋風(fēng)子個(gè)數(shù) =Q/q（個(gè)）式中 q每個(gè)旋風(fēng)子的工作流量，可有（旋風(fēng)子的工作流量表）查的。旋風(fēng)子直徑毫米）煙氣導(dǎo)向裝置允許含塵濃度（）旋風(fēng)子的工作流量（）旋風(fēng)子的阻力系數(shù)型 式葉 片傾斜角最 大最 小250花瓣型2007533735/765865/900630/655740/7708565表1 旋風(fēng)子的工作流量表取旋風(fēng)子直徑=250mm， 葉片傾角=30&

11、#176;， 旋風(fēng)子的工作流量q=865，=85則：n=Q/q=11050/750=14.74根據(jù)計(jì)算的確定縱橫向的旋風(fēng)子的排數(shù)及,則實(shí)際采用的旋風(fēng)子數(shù)量n為=（縱向旋風(fēng)子數(shù)）×（橫向旋風(fēng)子數(shù)）15=53（一般取15,16,20,25）3、除塵器的外殼尺寸 a深度（煙氣縱向）S：b、寬度（煙氣橫向）N：式中 縱（橫）向旋風(fēng)子中心線間距，mm（=280mm）； 旋風(fēng)子中心線至除塵器殼體內(nèi)壁間距，mm（=1mm）。 4、 除塵器進(jìn)氣室高度（1）進(jìn)氣室上沿指旋風(fēng)子導(dǎo)流器上沿的高度式中 除塵器進(jìn)口管內(nèi)煙氣的平均流速(米/秒)； 當(dāng)6時(shí)，10米/秒當(dāng)6時(shí)，14米/秒； （取=10m/s） 旋風(fēng)

12、子的內(nèi)管直徑（mm）； （查表取=133mm） 相鄰旋風(fēng)子的中心線間距（mm）。 （=175mm）（2）進(jìn)口法蘭寬mm（3）進(jìn)口法蘭高mm， ,試取8m/s進(jìn)氣室高度：mm5、除塵器集氣室高度（1）出口法蘭寬mm（2）出口法蘭高mm， ,試取8m/s（3）則除塵器集氣室高度為： mm(上角鐵與出口法蘭重合)6、集塵斗高度mm7、除塵器支腿高 灰斗距地面高一般為800mm1000mm，此處取800mm mm則，除塵器總高為：mm8、管徑的確定式中-煙氣流速（m/s）；管內(nèi)流速試取為m/s，則 mm，取整后得D=550mm經(jīng)核算m/s，因此除塵器出口實(shí)際流速 m/s 五、系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 當(dāng)煙

13、氣管道較長(zhǎng)時(shí)，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的煙氣流量應(yīng)按各點(diǎn)的溫度計(jì)算。1、煙氣在管道中的溫度降()式中 -標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，（m3/h）； -標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的比熱容(1.352 1.357kJ/m3)；煙道散熱面積，(m2)；煙道單位面積散熱損失(室內(nèi)4187kj.h,室外5443kJ.h)。2、煙氣在煙囪中的溫度降()式中 H-煙囪高度(m); D-合用同一個(gè)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-1查得。表1 煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪(無(wú)襯筒) 鋼煙囪(有襯筒)磚煙囪(H<50m,壁厚<0.5 m)磚煙囪(H<壁厚>0.

14、5 m)A20.80.40.2 則： 六、煙囪的設(shè)計(jì)1、煙囪的高度首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總蒸發(fā)量D(t/h)，然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定(見(jiàn)表2)確定煙囪的高度。表2 鍋爐煙囪高度表(H)鍋爐總額定出力（t/h）<1122661010202635煙囪最低高度/m202530354045由表可知煙囪的高度H=40m2、煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算 式中 -通過(guò)煙囪的總煙氣量； -按表3選取的煙囪出口流速，（m/s）。表3 煙囪出口煙氣流速（m/s）運(yùn)行情況全負(fù)荷最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)6102.53由表可知煙囪出口流速取最小負(fù)荷4m/s，則m煙囪

15、底部直徑式中 -煙囪出口直徑，(m)； -煙囪錐度，通常取 =0.020.03，則m3、煙囪的抽力式中-外界空氣溫度，()； -煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，()；-當(dāng)?shù)卮髿鈮海?Pa)，pa7、 系統(tǒng)阻力計(jì)算1、局部壓力損失 (Pa)式中 -異形管件的局部阻力系數(shù)； -管氣流速（m/s）；（= 12.24m/s） （1）90°圓管彎頭處的局部阻力損失：選取彎頭半徑與圓管半徑的比值為1:1，查表可得= 0.33則 P=(0.22×0.84×13.41×13.41)/2=16.62(Pa)。由設(shè)計(jì)流程圖可知，管道共存在2處90°圓管彎頭，則 P=16.62

16、×2=33.24（Pa）（2）鍋爐的局部阻力損失 （3）省煤器的局部阻力損失 150Pa（4）旋風(fēng)除塵器的局部阻力損失 800Pa綜上可得總的局部阻力損失:P總=33.24800150800= 1783.24(Pa)2.磨擦壓力損失（沿程阻力損失）對(duì)于圓管(Pa)；式中 管道長(zhǎng)度，(m)； 管道直徑，(m)； -煙氣密度，（kg/m3)；（= 0.84 kg/m3） -當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?Pa)； -管中氣流平均速度（m/s）；(= 12.24m/s) -磨擦阻力系數(shù)，可查手冊(cè)，(一般對(duì)于金屬管道 可取0.02，水泥和磚砌管道可取0.04)（取= 0.02）由設(shè)計(jì)流程圖可知： L=7.1

17、6m則：即 Pl= 20.01Pa則總的阻力損失 = Sy= 1783.24+20.01-220=1583.25(Pa)八、風(fēng)機(jī)的計(jì)算與選用1、風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算式中-管道漏風(fēng)系數(shù)，一般在0.10.15之間，取值0.1； -標(biāo)態(tài)下煙氣流量，（m3/h）； -風(fēng)機(jī)前溫度，管道不長(zhǎng)時(shí)可取鍋爐排煙溫度()； m3/h2、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算式中-安全系數(shù)，除塵管道在0.150.20之間，取值0.2； -系統(tǒng)總阻力； -風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)氣體溫度()，4-47系列為200； -標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的密度，1.34(kg/m3)。pa根據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，查文獻(xiàn)（6）中附錄八常用風(fēng)機(jī)規(guī)格型號(hào)，選擇風(fēng)機(jī)的型號(hào)為G4-73-11 No8D型。 3、電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算式中-風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率(一般風(fēng)機(jī)為0.6，高效風(fēng)機(jī)約為0.9)； -機(jī)械傳動(dòng)效率，皮帶傳動(dòng)時(shí)為0.95； -電機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)為1.3。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式在參考資料（6）中常用除塵通風(fēng)機(jī)附表中選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，轉(zhuǎn)速1450r/min，傳動(dòng)方式為G型。9、 結(jié)論通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算可得以下結(jié)論：1、計(jì)算選用立式多管除塵器，而且其除塵效率滿足所需要求。2、旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)子的個(gè)數(shù)為15個(gè)（縱向個(gè)數(shù)