大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書完整版附圖紙

1、環(huán)境治理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)題目：某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：彭偉功院 系：土木建筑工程學(xué)院專 業(yè)：環(huán)境工程姓 名：孫秀枝學(xué) 號(hào)：070508127日 期：2010-12-6大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的題目某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本課程設(shè)計(jì)是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)旨在使學(xué)生通過(guò)這一環(huán)節(jié)，掌握大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，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)

2、行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的能力，使學(xué)生受到大氣污染控制工程設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，為學(xué)生以后從事本工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。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)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行大氣污染控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的初步能力。結(jié)合前續(xù)課程大氣污染控制工程的內(nèi)容，運(yùn)用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化原理和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計(jì)，從課程設(shè)計(jì)的目的出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到以下教學(xué)要求：1通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用大氣污染控制設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來(lái)分析和解決大氣污染控制設(shè)

3、計(jì)問(wèn)題的能力；2學(xué)習(xí)大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，掌握大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，重點(diǎn)掌握除塵技術(shù)的基本理論，學(xué)會(huì)正確選用除塵設(shè)備、設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)；氣態(tài)污染物凈化的基本原理，主要污染物的典型凈化工藝流程和設(shè)備；設(shè)計(jì)、選擇和運(yùn)行大氣污染凈化系統(tǒng)；3進(jìn)行大氣污染控制設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖工程圖、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。三、課程設(shè)計(jì)原始資料1.應(yīng)用行業(yè)或者領(lǐng)域：水泥建材行業(yè)、冶金行業(yè)、焦炭行業(yè)、采暖通風(fēng)、工業(yè)與民用建筑等。2.運(yùn)行工況：處理風(fēng)量：34000m3/h排煙溫度：140流體密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3顆粒真密度: 1.33×10

4、3kg/m3流體介質(zhì)粘度: 1.30×103空氣過(guò)剩系數(shù)：1.4排煙中飛灰占煤中不可染成分比例：16煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa煤的工業(yè)分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5%NY=1% WY=6% AY=16% VY=13%3.工作地點(diǎn)水文氣象資料（以便做好防潮防凍等相關(guān)防護(hù)措施）:周圍風(fēng)速:4m/s年降水量:60cm3風(fēng)向:西北風(fēng)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86k Pa空氣濕度：0.0129kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))最低氣溫：-1露點(diǎn)：-9結(jié)點(diǎn)：-44.土建基礎(chǔ)情況以便考慮基礎(chǔ)是否承重環(huán)保設(shè)備自重等因素；5.地下水位距地面1.02.0m，對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)無(wú)侵蝕性，水位年變化約2

5、m左右；6.生產(chǎn)廢氣單位的排氣量年度變化情況，在附近約5公里處有無(wú)較大型社區(qū)，周圍無(wú)教育、科研等科教文化區(qū)；7.附近水源及自來(lái)水供應(yīng)狀況尤其對(duì)于濕式除塵很有必要；8.收集到的粉塵如何處理運(yùn)輸；9.設(shè)備服役期限等相關(guān)數(shù)據(jù)資料 ;10.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：200mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m311.凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地如圖1、圖2所示的鍋爐房南側(cè)15m以內(nèi)。圖1 鍋爐房平面布置圖圖2 I-I 剖面圖四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.燃煤鍋爐排煙量以及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算。2.凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6、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(hào)及規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。4.管網(wǎng)布置及計(jì)算：計(jì)算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（即壓降）。5.風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)：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(jì)算風(fēng)機(jī)種類、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類、型號(hào)和功率。6.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書：設(shè)計(jì)說(shuō)明書按照設(shè)計(jì)程序編寫，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)圖等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡(jiǎn)明、通順、內(nèi)容正確完整，格式工整、裝訂成冊(cè)。7.圖紙要求（1）除塵系統(tǒng)圖一張（2號(hào)圖或者3號(hào)圖

7、）。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)，并附明細(xì)表。系統(tǒng)圖需要在標(biāo)題欄區(qū)域注明各部件編號(hào)、圖號(hào)；根據(jù)各部件圖詳細(xì)情況，對(duì)各部件繼續(xù)進(jìn)行拆分，畫出相應(yīng)零件圖，具體數(shù)量依據(jù)零部件標(biāo)示清晰狀況而定；標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件需要在總裝配圖上注明，并在標(biāo)題欄區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)件指螺栓螺母墊圈等，外購(gòu)件是指風(fēng)機(jī)、電機(jī)等配套設(shè)備。（2）除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖23張（3號(hào)圖或者4號(hào)圖）。圖中設(shè)備管件應(yīng)標(biāo)注編號(hào)，編號(hào)應(yīng)與系統(tǒng)圖對(duì)應(yīng)。布置圖應(yīng)按比例繪制。（3）繪制設(shè)備零件圖紙。8.設(shè)計(jì)成果提交形式：設(shè)計(jì)說(shuō)明書要力求文字通順、簡(jiǎn)明扼要，圖表要清楚整齊，每個(gè)圖、表都要有名稱和編號(hào)，并與系統(tǒng)圖中內(nèi)容一致。課程設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)能較好地表達(dá)設(shè)

8、計(jì)意圖，圖面布局合理、正確清晰、符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。最后成果及圖表要字體工整，合訂時(shí)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書在前，附表和附圖分別集中，依次放在后面。五、主要參考書目1.郝吉明,馬廣大主編.大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社,20022.鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社,20003.同濟(jì)大學(xué)等編.鍋爐及鍋爐房設(shè)備.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19864.航天部第七研究設(shè)計(jì)院編.工業(yè)鍋爐房設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:建工出版社5.陸耀慶主編.供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:建工出版社,19876.陳慶佳主編.最新風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本設(shè)計(jì)參數(shù)與風(fēng)機(jī)應(yīng)用機(jī)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè).當(dāng)代中國(guó)音像出版社， 20077.工業(yè)鍋爐旋

9、風(fēng)除塵器指南.19848.黃學(xué)敏,張承中主編.大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：化工出版社,20039. 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課程設(shè)計(jì)計(jì)算書1.煙量氣、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算（1） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量式中 CY，HY，SY，OY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（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3）式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，() ；WY煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% ；NYN元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% 。（3） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量式中 a空氣過(guò)剩系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以計(jì)，因

10、此，。（4） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度式中 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；AY煤中不可燃成分的含量；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。（5） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算式中 S煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，。2除塵器的選擇（1） 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率式中 C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。（2） 除塵器工況煙氣流量式中 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煙氣流量，； 工況下煙氣溫度，K； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，273K。則煙氣流速為： （3）除塵系統(tǒng)選擇方案凈化系統(tǒng)的布置要考慮到占地面積小，沿程損失少，一次投資小、維修管理方便以及系統(tǒng)總除塵效率高等。在凈化

11、系統(tǒng)處理煙氣過(guò)程中不能產(chǎn)生二次污染，要做好系統(tǒng)的密封性和處理煙氣的高效率。該燃煤廠鍋爐排放煙量不大，但其煙氣含塵濃度及含硫濃度都比較大，選擇除塵器時(shí)應(yīng)該考慮除塵效率、處理煙氣流量、脫硫效率等。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放量是200mg/m3，二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二氧化硫排放量要達(dá)到900mg/m3。本工藝方案是按鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中的二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)煙塵的粒徑分布或種類、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。本設(shè)計(jì)確定除塵器為無(wú)錫市四方鍋爐設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的ZST-4旋風(fēng)水膜脫硫除塵器（按Q/320211ARQ01-

12、2002旋風(fēng)水膜脫硫除塵器和Q/320283JUHF01-2002高效脫硫消煙水膜除塵器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收。）。其生產(chǎn)性能規(guī)格見(jiàn)表-1,設(shè)備外形架構(gòu)尺寸見(jiàn)圖-1。表-1 ZST-4型旋風(fēng)水膜脫硫除塵器性能規(guī)格表型號(hào)配套鍋爐容量(t/h)處理煙氣量(m3/h)除塵效率(%)排煙黑度設(shè)備阻力(Pa)脫硫效率(%)ZST-4412000>98林格曼黑度<1<1200>82圖-1 ZST-4型旋風(fēng)水膜脫硫除塵器外形結(jié)構(gòu)尺寸3確定除塵器、風(fēng)機(jī)很煙囪的位置及管道的布置（1）各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置

13、也就基本可以確定了。本方案的管道確定如圖-2所示。（2）管徑的確定式中 Q工況下管道內(nèi)的煙氣流量，； 煙氣流速，m/s，（可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵=1015m/s）。 取 v = 13 m/s 取整d = 500 mm表-2 管道參數(shù)外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500+ 10.75則管的內(nèi)徑為：由公式 計(jì)算實(shí)際煙氣流速圖-2凈化系統(tǒng)管道布置圖4煙囪的設(shè)計(jì)（1） 煙囪高度的確定首先確定共用一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表-3）確定煙囪的高度。表-3 鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/(t/h)11226610102026

14、35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總的蒸發(fā)量/(t/h)：，則煙囪最低高度為40m。（2） 煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：式中 Q通過(guò)煙囪的總煙氣量，；按表4選取的煙囪出口煙氣流速，。取 v=4 m/s （見(jiàn)表-4）表-4煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)682.53則圓整取d = 1.7m。煙囪底部直徑：式中 煙囪出口直徑，m；H煙囪高度，m；i煙囪錐度，通常取 i=0.020.03 。取 i =0.02（3）煙囪的抽力式中 H煙囪高度，m；外界空氣溫度，；煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，；B當(dāng)?shù)卮髿鈮?，?系統(tǒng)阻力的計(jì)算（1）摩擦壓力損

15、失對(duì)于圓管 式中 L管道長(zhǎng)度，m；d管道直徑，m；煙氣密度，；管中氣流平均速率，m/s；摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度K/d的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到（實(shí)際中對(duì)金屬管道值可取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取0.04）。1）對(duì)于圓形管道直徑為500mm的管道密度換算：摩擦壓力損失：2）對(duì)于磚砌拱形煙道（如圖-3）D=500mm ；故B=531mm ；則 (其中A為面積，X為周長(zhǎng))；圖-3 磚砌拱形煙道示意圖因 A=0.3925m2 則 又 取 則 （2）局部壓力損失(Pa)式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到；v與像對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；煙氣密度，。1）進(jìn)氣管

16、部分局部水頭損失的計(jì)算a) 漸縮管（如附圖-4）則 則 b) 90°彎頭彎管兩個(gè)圓形90°彎頭圓管直徑D=0.5m，取曲率半徑R=D，查表得則 c) 漸擴(kuò)管查三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)廢氣卷625頁(yè)表17-23部分管件局部阻力系數(shù)，取=30°，得則 則 2）出氣管部分局部水頭損失的計(jì)算a) 90°彎頭彎管（如附圖-5）三個(gè)圓形90°彎頭圓管直徑D=0.5m，取曲率半徑R = D，查表得則 b) 三通管圖-6 T型三通管示意圖a.對(duì)于圖-6所示的三通管，則 b.對(duì)于T形合流三通管，則 （3）系統(tǒng)總阻力計(jì)算（其中鍋爐出口前阻力800 Pa，除塵器阻力12

17、00 Pa）6風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算（1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算式中 1.1風(fēng)量備用系數(shù)；Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，m3/h；tp風(fēng)機(jī)前煙氣溫度， 。若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度；B當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。（2）風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算式中 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)；系統(tǒng)總壓力，Pa；Sy煙囪抽力，Pa；tp風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；ty風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，；y標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，1.34kg/m3。表-5 Y5-50-12.6C型引風(fēng)機(jī)性能表型號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)流量(m3/h)全壓(Pa)有效功率(KW)全壓效率(%)Y5-50-12.6C25001063226017.68383.8根據(jù)的值，

18、選定Y5-50-12.6C型號(hào)的風(fēng)機(jī)，其性能規(guī)格如下表-5所示。（3）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算式中 Qy風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；Hy風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；1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)為0.9）；2機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接傳動(dòng)時(shí)2=1，用聯(lián)軸器連接時(shí)2=0.950.98，用V形帶傳動(dòng)時(shí)2=0.95；電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3 。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率Ne，選定與Y5-50-12.6C型引風(fēng)機(jī)配套的Y160M2-2B3型號(hào)電動(dòng)機(jī)。其性能表如下表-6所示。表-6 Y160M2-2B3型電動(dòng)機(jī)的性能表電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)功率(KW)Y160M2-2B32930157系統(tǒng)中煙氣溫度的變化

19、當(dāng)煙氣管道較長(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 Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；F管道散熱面積，m2；CV標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.3521.357kJ/m3）；Q管道單位面積散熱損失。室內(nèi)q=4187kJ/（m2h）室外q=5443kJ/（m2h）、室內(nèi)管道長(zhǎng)度及面積：室外管道長(zhǎng)度及面積：則 （2）煙氣在煙囪中的溫度降式中 H煙囪高度，m；D合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之合，t/h；表-7 煙囪降溫系數(shù)煙囪種類鋼煙囪（無(wú)襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪(H50m）壁厚小于0.5m磚煙囪壁厚大于0.5mA20