某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算書

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)題目：某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院：環(huán)境與市政工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2013年01月02日目 錄目 錄1一、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算31.1.理論空氣量31.2.理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3）31.3.實(shí)際煙氣量31.4.煙氣含塵濃度41.5.煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算4二、除塵器的比較和選擇52.1.除塵效率52.2.二氧化硫的去除率5三、確定除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的位置及管道布置。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73.1.各裝置及管道布置的原則7四、煙囪的設(shè)計(jì)84.

2、1.煙囪高度的確定84.2.煙囪直徑的計(jì)算84.3.煙囪的抽力9五、系統(tǒng)阻力的計(jì)算105.1.摩擦壓力損失105.2.局部壓力損失11六、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算146.1.風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算146.2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算146.3.電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算15七、通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖16參考文獻(xiàn)17一、 燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算1.1. 理論空氣量 式中：、分別為煤中各元素所含的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。1.2. 理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3） （m3/kg）式中：理論空氣量（m3/kg） 煤中水分所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；N元素在煤中所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)1.3. 實(shí)際煙氣量 （m3N/kg）式中：a 空氣過量

3、系數(shù)。 理論煙氣量（m3/kg） 理論空氣量（m3/kg）煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，因此。設(shè)計(jì)耗煤量1.4. 煙氣含塵濃度 （kg/m3）式中：排煙中飛灰占煤中不可燃成分的百分?jǐn)?shù)； 煤中不可燃成分的含量；實(shí)際煙氣量（m3/kg）。1.5. 煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 （mg/ m3N） 式中： 煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量（m3/kg）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下：二、 除塵器的比較和選擇2.1. 除塵效率 式中：C煙氣含塵濃度，mg/m3N；Cs鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3N。2.2. 二氧化硫的去除率 式中：Cso2煙氣含二氧化硫濃度，mg/m3N；Cs鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中二氧化硫規(guī)定

4、值，mg/m3N。2.1. 除塵器的選擇工況下煙氣流量： （m3/h）；式中，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，m3/h； 工況下煙氣溫度，k； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度273k。(2) 根據(jù)工況下的煙氣量3.89m3/s、煙氣溫度145及要求的除塵效率=93.26%，脫硫效率為75.80確定除塵器：CTT型前置沖擊湍球脫硫除塵器體凈化器CTT型前置沖擊湍球脫硫除塵器體凈化器根據(jù)篩板、浮動(dòng)體沖激、旋流、泡沫等多重原理，取其優(yōu)越的特性構(gòu)成，脫硫效率可高達(dá)90%以上。對(duì)2m粒徑的粉塵除效率可達(dá)99%。濕式除塵器的結(jié)構(gòu)可采用陶砌塊與金屬混合材質(zhì)的相結(jié)合，內(nèi)部篩板采用鎳鉻鋼，整個(gè)結(jié)構(gòu)材質(zhì)耐磨、耐腐、壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)合理緊湊，占

5、地面積小，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，完全可與布袋或電除塵媲美的新一代濕式除塵脫硫一體化的氣體凈化裝置。技術(shù)性能容量(t/h)6處理氣體量（m3/h）15000-16000脫硫效率(%)SO2=80-90除塵效率(%)=99-99.7氣動(dòng)阻力(Pa)P=750-1250林格曼黑度(級(jí))0.5分割粒徑(m)d500.7水耗(l/m3)0.01-0.015(循環(huán)水量0.5-0.7)三、 確定除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的位置及管道布置。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3.1. 各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定

6、了。對(duì)各裝置及管道的布置應(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。3.2. 管徑的確定 （m）式中，工況下管道內(nèi)的煙氣流量（m3/s）； 煙氣流速（m/s）（對(duì)于鍋爐煙塵=10-15 m/s）。取=14m/s， （m） 圓整并選取風(fēng)道：外徑D（mm）鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差（mm）壁厚（mm）60011.00內(nèi)徑=d1=600-21.00=598mm由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速： （m/s）四、 煙囪的設(shè)計(jì)4.1. 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

7、力（t/h）<11<22 <66 <10102026 <35煙囪最低高度（m）202530354045鍋爐總額定出力：36=18（t/h）故選定煙囪高度為40m。4.2. 煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算： （m）式中：Q通過煙囪的總煙氣量（m3/h） 按表4選取的煙囪出口煙氣流速（m/s）表4 煙囪出口煙氣流速m/s通 風(fēng) 方 式運(yùn) 行 情 況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷強(qiáng)制通 風(fēng)102045自 然 通 風(fēng)6102.53選定=4m/s圓整取d=1.9m煙囪底部直徑 （m） 式中：d2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

8、=0.02，d1=1.93+20.0240=3.53m。4.3. 煙囪的抽力 （Pa）式中，H煙囪高度（m）； tk外界空氣溫度（）； tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度（）； B當(dāng)?shù)卮髿鈮海≒a）。五、 系統(tǒng)阻力的計(jì)算5.1. 摩擦壓力損失 對(duì)于圓管， （Pa）式中， L管道長(zhǎng)度（m） d管道直徑（m）； 煙氣密度（kg/m3）； 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)粗糙度的函數(shù)。可以查手冊(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）。a 對(duì)于600圓管L=10m 圖2 磚砌拱型煙道示意圖b 對(duì)于磚砌拱型煙道5.2. 局部壓力損失 （Pa）式中

9、：異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得； 與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率（m/s）； 煙氣密度（kg/m3）。圖3 除塵器入口前管道示意圖 bv圖3中一為減縮管45時(shí)，=0.1取=45、=13.86m/s圖3中二為30Z型彎頭，取由通風(fēng)817頁(yè)表18-17得=1.0圖3中三為漸擴(kuò)管并取則圖4 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口段管道示意圖圖4中a為漸擴(kuò)管取圖4中b、c均為90o彎頭則兩個(gè)彎頭對(duì)于如圖5所示T型三通管：圖5 T型三通管示意圖對(duì)于T型合流三通：系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1000 Pa）：六、 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算6.1. 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 （m3/h

10、）式中：1.1風(fēng)量備用系數(shù)； Q風(fēng)機(jī)前風(fēng)量（m3N/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Γ╧Pa）。6.2. 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 （Pa）式中： 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)； 系統(tǒng)總阻力（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)況下煙氣密度（=1.34kg/m3N）。根據(jù)選定Y5-51-1No.17F工況序號(hào)為2的引風(fēng)機(jī)，性能表為：機(jī)號(hào)傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)速（r/min）工況序號(hào)流量（m3/h）全壓（Pa）內(nèi)效率（%）內(nèi)功率（kw）所需功率（kw）17F2800216390303479.015.2121.2

11、16.3. 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 （kw）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)約為0.9）； 2機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)2=1，用聯(lián)軸器連接時(shí) 2=0.950.98，用三角皮帶傳動(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。（kw）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)方式選定Y160L-2B3型電動(dòng)機(jī)。型號(hào)七、轉(zhuǎn)速/r·min-1八、功率/kw傳動(dòng)皮帶（內(nèi)周長(zhǎng)×根數(shù)）Y160L-2B3129318.5B2261×3七、 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)布置圖和立面圖分別見圖9-1和9-2。參考文獻(xiàn)1郝吉明.馬廣大等編.大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社，2002 2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，2000 3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，1986 4航天