大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)實(shí)例

大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)實(shí)例一、課程設(shè)計(jì)題目某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運(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)，使學(xué)生了解工程設(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、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(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)：SZL4-13型，共4臺(tái)設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h(臺(tái))排煙溫度：160℃煙氣密度：1.34kg/Nm3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%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：-1℃空氣含水按0.01293kg/Nm3煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值：YC=68%，YH=4%，YS=1%，YO=5%，YN=1%，YW=6%，YA=15%，YV=13%按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：3煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/Nm3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)：900mg/Nm凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地為鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。四、設(shè)計(jì)計(jì)算1．燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算（1）理論空氣量1YYYY3Q1.8670.70.7(mN/kg)aCHSO式中：YC、YH、YS、YO分別為煤中各元素所含的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。Qa'0.685.560.73kg(m/)N3（2）理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/mN）YYYYQs)HNaaY（mN/kg）式中：3Q—理論空氣量（m/kg）aYW—煤中水分所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；YN—N元素在煤中所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)Qs'1.867(0.680.375040.060160.790.8013N/kg)（3）實(shí)際煙氣量3QsQ1.01（m/kg）sa式中：—空氣過(guò)量系數(shù)。3Q—理論煙氣量（mN/kg）s3Q—理論空氣量（m/kg）a3煙氣流量Q應(yīng)以m/h計(jì)，因此。QQs設(shè)計(jì)耗煤量Qs4973N/kg)QQs設(shè)計(jì)耗煤量256006150（m3N/h)（4）煙氣含塵濃度：YdAsh3C（kg/mN）Qs式中：d—排煙中飛灰占煤中不可燃成分的百分?jǐn)?shù)；shYA—煤中不可燃成分的含量；23Q—實(shí)際煙氣量（mN/kgsC15310(kg/m3N)3103(mg/mN)（5）煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算Y2S6C10（mg/mSOQ2S3）式中：YS—煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3Q—燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量（mN/kg）SCSO220.0110.25610310(mg/m3N)2．除塵器的選擇（1）除塵效率1CsC式中：C—煙氣含塵濃度，mg/m3N；3Cs—鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/mN。200191.45%32.3410（）除塵器的選擇工況下煙氣流量：QQT''（m/hT式中，Q—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，m3；T'—工況下煙氣溫度，k；T—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度273k。Q'6150(273273160)3/h)Q'36009754360032.7(m/s)根據(jù)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：由XX藍(lán)天鍋爐設(shè)備制造XX所提供的“XDCG型陶瓷多管高效脫硫除塵器”計(jì)劃》項(xiàng)目）中選取XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器。產(chǎn)品性能規(guī)格見(jiàn)表，設(shè)備外型結(jié)3構(gòu)尺寸見(jiàn)表。表1XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號(hào)配套鍋爐容量（）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（%）kg）≦1級(jí)林XDGC4412000>98800-1400>852800格曼黑度表2XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸（見(jiàn)圖）HH1H2H3ABCDEF44602985423570014001400300503501000圖1XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸．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（）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。（）管徑的確定4Q

d（m）式中，Q—工況下管道內(nèi)的煙氣流量（m3—煙氣流速（m/s=10-15m/s取=14m/s，42.7d0.49（）14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）50010.754內(nèi)徑=d1=500-20.75=495.5mm4Qd可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：由公式4Q2d4142.70.4955213.8（m/s）．煙囪的設(shè)計(jì)（）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）<11~<22~<66~<1010~2026~<35煙囪最低高度（）202530354045鍋爐總額定出力：44=16（t/h）故選定煙囪高度為40m。（）煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：Qd（m）式中：Q—通過(guò)煙囪的總煙氣量（3/h）ω—按表4選取的煙囪出口煙氣流速（）表4煙囪出口煙氣流速m/s運(yùn)行情況

通風(fēng)方式全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)10~204~5自然通風(fēng)6~102.5~3選定ω=4m/s49754d0.01884圓整取d=1.8m煙囪底部直徑d1d22iH（m）式中：2—煙囪出口直徑（m5H—煙囪高度（mi—煙囪錐度（通常取i=0.02~0.03取i=0.02，1=1.83+20.0240=3.5m。（）煙囪的抽力Sy110.0342HB（Pa）273t273tkp式中，H—煙囪高度（mk—外界空氣溫度（℃）；p—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度（℃）；—當(dāng)?shù)卮髿鈮海≒aSy40(183(Pa)127312731)1601035.系統(tǒng)阻力的計(jì)算（1）摩擦壓力損失對(duì)于圓管，2LL.（Pa）d2式中，L—管道長(zhǎng)度（m）d—管道直徑（mρ—煙氣密度（kg/mυ—管中氣流平均速率（m/sλ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度Kd的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到（實(shí)際中對(duì)金屬管道λ值可取，對(duì)磚砌或混凝土管道λ值可取0.04．對(duì)于φ500圓管L=9.5mn273273334(kg/m273160443)L020213.8230.4(Pa)6．對(duì)于磚砌拱型煙道A2D4B2)2B(222D500mm故B450mmRAX式中，A為面，X為周。（）局部壓力失2磚砌拱型煙道示圖2P（）2式中：ξ—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(guò)驗(yàn)υ—與ξ相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速（3煙氣密度（kg/m一二三

度3除塵器入口前管道示圖3中一為減管α≤45℃時(shí)，ξ=0.1取α=45℃、υ=13.8m/s20.84213.82P8.0(Pa)

2l10.05tan3中二為30℃Z型彎頭h20.6(h，取'0.1570.60D'Re7由《通風(fēng)》817頁(yè)表18-17得Re=1.0082P12.6(Pa)

2圖3中三為漸擴(kuò)管A1A20.35143.14249851查《大氣污染控制工程》附表十一，并取o30則020.84213.82P15.2(Pa)

2(1)ol3tan150.93(m)

2除塵器出口

度彎頭風(fēng)機(jī)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o45時(shí)，0.1o,/取30ms20.8422P8.0(Pa)

2l圖4中b、c均為90o彎頭D取RD,則822013.8則18.4()P23Pa22兩個(gè)彎頭P'2P218.436.8(Pa)對(duì)于如圖5所示T型三通管：圖5T型三通管示意圖020.84213.82P62.4(Pa)

2對(duì)于T型合流三通：020.842132P44(Pa)

2系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1400h15.244480014002601.5(Pa)．風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算（）風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算Qy273t101.325p31（m/h）273B式中：1.1—風(fēng)量備用系數(shù)；3Q—風(fēng)機(jī)前風(fēng)量（mN/hp—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≦6150y273160273101.32511109.8m3/h9（）風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算H273tphS)（）yytB273yY式中：1.2—風(fēng)壓備用系數(shù)；h—系統(tǒng)總阻力（Pa）y—煙囪抽力（Pa—風(fēng)機(jī)前煙氣溫度y—風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度（℃）；ρ—標(biāo)況下煙氣密度（γ=1.34kg/mNHy26012400(Pa)273273160250101.325971根據(jù)Qy和H選定Y5-47-136.5C工況序號(hào)為2的引風(fēng)機(jī)，性能表為：y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（））kw）所需功率（kw）6.5C2620211930299278.612.6117.66（3）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算QyHyNe（kw）36001000123式中：Qy—風(fēng)機(jī)風(fēng)量（mHy—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓（Paη1—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0.9η2—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)η2，用聯(lián)軸器連接時(shí)η2=0.95~`0.98，用三角皮帶傳動(dòng)時(shí)η2=0.95；β—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，β=1.3。111092400Ne（kw）360010000.95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Y180M-2型電動(dòng)機(jī)。、系統(tǒng)中煙氣溫度的變化（1）煙氣在管道中的溫度降qFt1（℃）QCV103式中：Q—煙氣流量（m

N/h）2F—管道散熱面積（m）C—煙氣平均比熱（一般C=1.352~1.357kJ/m3Q—管道單位面積散熱損失。室內(nèi)q=4187kJ/m2室外q=5443kJ/m2室內(nèi)管道長(zhǎng)：L=2.18-0.6-0.12=1.46mFlD23462.29m室外管道長(zhǎng)L=9.5-1.46=8.04m2FlD3.140.512.62mt1q1QF1C