長(zhǎng)江大學(xué)大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì).

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)題目名稱： 燃煤鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系： 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間： 2021.10.10 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc251608656 1 概述 PAGEREF _Toc251608656 h 3 HYPERLINK l _Toc251608657 設(shè)計(jì)目的 PAGEREF _Toc251608657 h 3 HYPERLINK l _Toc251608658 設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc251608658 h 3 HYPERLINK l _Toc2516086

2、59 設(shè)計(jì)依據(jù)及原那么 PAGEREF _Toc251608659 h 3 HYPERLINK l _Toc251608660 鍋爐房根本概況 PAGEREF _Toc251608660 h 3 HYPERLINK l _Toc251608661 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)程序 PAGEREF _Toc251608661 h 3 HYPERLINK l _Toc251608662 2 煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 PAGEREF _Toc251608662 h 5 HYPERLINK l _Toc251608663 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 PAGEREF _Toc251608663 h 5 HYP

3、ERLINK l _Toc251608664 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 PAGEREF _Toc251608664 h 5 HYPERLINK l _Toc251608665 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 PAGEREF _Toc251608665 h 5 HYPERLINK l _Toc251608666 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 PAGEREF _Toc251608666 h 6 HYPERLINK l _Toc251608667 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 PAGEREF _Toc251608667 h 6 HYPERLINK l _Toc251608668 3 除塵器的選擇 PAGEREF

4、_Toc251608668 h 7 HYPERLINK l _Toc251608669 除塵器應(yīng)該到達(dá)的除塵效率 PAGEREF _Toc251608669 h 7 HYPERLINK l _Toc251608670 除塵器的選擇 PAGEREF _Toc251608670 h 7 HYPERLINK l _Toc251608671 4 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置 PAGEREF _Toc251608671 h 9 HYPERLINK l _Toc251608672 各裝置及管道布置的原那么 PAGEREF _Toc251608672 h 9 HYPERLINK l _Toc25

5、1608673 管徑確實(shí)定 PAGEREF _Toc251608673 h 9 HYPERLINK l _Toc251608674 5煙囪的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc251608674 h 10 HYPERLINK l _Toc251608675 煙囪高度確實(shí)定 PAGEREF _Toc251608675 h 10 HYPERLINK l _Toc251608676 煙囪直徑的計(jì)算 PAGEREF _Toc251608676 h 10 HYPERLINK l _Toc251608677 煙囪的抽力 PAGEREF _Toc251608677 h 11 HYPERLINK l _Toc251

6、608678 6 系統(tǒng)阻力計(jì)算 PAGEREF _Toc251608678 h 12 HYPERLINK l _Toc251608679 摩擦壓力損失 PAGEREF _Toc251608679 h 12 HYPERLINK l _Toc251608680 局部壓力損失 PAGEREF _Toc251608680 h 13 HYPERLINK l _Toc251608681 7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 PAGEREF _Toc251608681 h 16 HYPERLINK l _Toc251608682 煙氣在管道中的溫度降 PAGEREF _Toc251608682 h 16 HYPERLI

7、NK l _Toc251608683 煙氣在煙囪中的溫度降 PAGEREF _Toc251608683 h 16 HYPERLINK l _Toc251608684 8 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算 PAGEREF _Toc251608684 h 18 HYPERLINK l _Toc251608685 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算 PAGEREF _Toc251608685 h 18 HYPERLINK l _Toc251608686 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算 PAGEREF _Toc251608686 h 18 HYPERLINK l _Toc251608687 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 PAGEREF _Toc2516

8、08687 h 19 HYPERLINK l _Toc251608689 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc251608689 h 22 HYPERLINK l _Toc251608690 致 謝 PAGEREF _Toc251608690 h 231、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和穩(wěn)固本能課程所學(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)行凈化系統(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)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、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。運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)某一燃煤鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。嚴(yán)格按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB

9、13271-2001中二類(lèi)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)、二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。鍋爐型號(hào)：SZL4-13型，共4臺(tái)2.8MW*4設(shè)計(jì)耗煤量：400-800kg/h臺(tái)排煙溫度：140-1803煙氣在鍋爐出口前阻力：750 Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮海?8 Pa冬季室外空氣溫度：-3C3煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5% NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001中二類(lèi)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/m3二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地如下圖的鍋爐房北側(cè)

10、15m以內(nèi)。燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化碳濃度的計(jì)算。凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定。除塵器的比擬和選擇：確定除塵器類(lèi)型、型號(hào)及規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。管網(wǎng)布置及計(jì)算：確定各裝置的位置及管道布置。并計(jì)算各管道的管徑、長(zhǎng)度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。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)算選擇風(fēng)機(jī)種類(lèi)、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、型號(hào)和功率。編寫(xiě)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)、包括方案確實(shí)定，設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)圖等類(lèi)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)等局部、文字應(yīng)簡(jiǎn)明、通順，內(nèi)容正確完整，裝訂成冊(cè)。圖紙要求除塵系統(tǒng)圖

11、一張。除塵系統(tǒng)平面圖、剖面布置圖2-3張。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)。2 煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算建立煤燃燒的假定：煤中固定氧可用于燃燒；煤中硫主要被氧化為 SO2；不考慮NOX的生成；煤中的N在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為N2。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量：式中=68%，=4%，=1%，=5%分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果為 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量：式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，；煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，6%；N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，1%。結(jié)果為=7.42 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量：式中空氣過(guò)量系數(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)下煙氣流量應(yīng)以計(jì)，因此，結(jié)果為 =10.2

12、5 =6150 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度： EMBED Equation.3 式中 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，18%；煤中不可燃成分的含量；15%標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。結(jié)果為 C=0.00234 =2630 式中煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；1%標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量, 。結(jié)果為 =1910 3 除塵器的選擇標(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，。結(jié)果為 92.4%工況下煙氣流量：式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，工況下煙氣溫度，K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，373 K結(jié)果為型號(hào)配套鍋爐容量/(j/H)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設(shè)備阻力/Pa分割粒徑d/(50um)

13、質(zhì)量/kgXLD-441200092-95932-11282369表3.2 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖3.1ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235圖3.1 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸4 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置根據(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，管道的布置也就根本可以確定了。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。管道直徑：式中工況下管道內(nèi)煙氣流量，煙氣流速 m/s (對(duì)于鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=14 m/s結(jié)果為d=0.49 (m)圓整并選取風(fēng)

14、道:表4.5 風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm5001內(nèi)徑 :500-20.75=498.5(m/s)由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：V=13.8 (m/s)5煙囪的設(shè)計(jì)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5.1確定煙囪的高度。表5.1 鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：44=16t/h,應(yīng)選定煙囪高度為40 m 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5.2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s表5.

15、2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)荷時(shí)機(jī)械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-10選定=4m/s結(jié)果為 :d=1.83m圓整取d=1.8 m。煙囪底部直徑：式中煙囪出口直徑，m；煙囪高度，m；煙囪錐度通常取i=0.02-0.03。結(jié)果為:d1=3.5m式中煙囪高度，m；外界空氣溫度， C煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，C當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。結(jié)果為:Sy=187Pa6 系統(tǒng)阻力計(jì)算1對(duì)于圓管：式中摩擦阻力系數(shù)實(shí)際中對(duì)金屬管道可取0.02.對(duì)磚砌或混凝土管道可取0.04。管道直徑,m煙氣密度，kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長(zhǎng)度,m對(duì)于直徑500mm圓管：=n EQ B結(jié)果為:2

16、對(duì)于磚砌拱形煙道見(jiàn)圖6.1D=500 mm式中 S為面積，結(jié)果為：B=450 mm圖6.1 磚砌拱形煙道式中異形管件的局部阻力系數(shù)，與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s煙氣密度，kg/m3圖6.2中一為漸縮管。 圖6.2 除塵器入口前管道示意圖45度時(shí)，=0.1，取=45度，結(jié)果為：8.0PaLtan67.5=0.12mH=2.985-2.39=0.595=0.6mH取=1.57 =1.0結(jié)果為：12.6Pa圖6.3 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口段管道示意圖45度時(shí)，=0.1，取=30度，結(jié)果為：8.0PaL=0.93(m)圖6.3中b、c均為90度彎頭D=500，取R=D那么結(jié)果為：18.4Pa兩個(gè)彎

17、頭V1l1V2l2V3l3T形三通管示意圖62.4Pa對(duì)于T形合流三通結(jié)果為：44Pa系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa為: 2657.5(Pa)7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h管道散熱面積，m21.357KJ/(m3C管道單位面積散熱損失 KJ/(m3h)室內(nèi)=4187 KJ/(m3h)室外=5443 KJ/(m3h)室內(nèi)管道長(zhǎng)：F=LD=2.29 (m2)室外管道長(zhǎng)L=9.5-1.46=8.04 (m)F=LD=12.69 (m2)式中煙囪高度，m。溫度系數(shù)，可由表7-2-1查得。合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；表7.1

18、煙囪溫降系數(shù)煙囪種類(lèi)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0.5mA2總溫度降：8 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算式中風(fēng)量備用系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量，m3/h風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，假設(shè)管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度, C當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kP結(jié)果為Qy=11093.8 m3/h式中風(fēng)機(jī)備用系數(shù)；系統(tǒng)總阻力，Pa；煙囪抽力，Pa風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，C風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3結(jié)果為Hy=2443 (Pa)根據(jù)Hy和Qy，選定Y5-47型No.7c的引風(fēng)機(jī)，Y5-47型引風(fēng)機(jī)是在原Y5-47型引風(fēng)機(jī)性能根底上改良的產(chǎn)品，該引風(fēng)機(jī)最正確工況點(diǎn)的全壓內(nèi)效率為85.6%，與原Y5-47型引風(fēng)機(jī)相比擬，由于進(jìn)行了一系列改良，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標(biāo)為12.5dB。性能表如下。表8.2 引風(fēng)機(jī)性能表機(jī)號(hào)傳動(dòng)方 式轉(zhuǎn)速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內(nèi)效率/%內(nèi)功率/kw所需功率/kwC式232011