燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)-大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)

燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱：大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)題目：1t/h燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：系別：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)老師：2011年7月目錄前言41設(shè)計(jì)目的52設(shè)計(jì)任務(wù)53設(shè)計(jì)參數(shù)及要求54設(shè)計(jì)計(jì)算54.1煙氣量、煙塵計(jì)算64.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量64.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量64.13標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量64.14標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度64.2除塵器的選型64.2.1除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率64.22除塵器的選擇64.3確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置74.3各裝置及管道布置的原則74.3.管徑的確定74.4煙囪的計(jì)算74.煙囪高度的確定74.4煙囪直徑的計(jì)算84.4煙囪的抽力84.5系統(tǒng)阻力的計(jì)算94.5.1摩擦壓力損失94.5.2局部壓力損失94.6風(fēng)機(jī)選擇及計(jì)算104.6風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算104.6.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算104.7電動(dòng)機(jī)的選型105小結(jié)116主要參考文獻(xiàn)11前言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問(wèn)題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說(shuō)主要是人類活動(dòng)造成的，大氣污染對(duì)人體的舒適、健康的危害包括對(duì)人體的正常生活和生理的影響。目前，大氣污染已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。該燃煤電廠的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大所以必須通過(guò)有效的措施來(lái)進(jìn)行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，在設(shè)計(jì)中掌握解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，進(jìn)一步鞏固和提高理論知識(shí)。通過(guò)課程設(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。本設(shè)計(jì)為一噸每小時(shí)燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能使學(xué)生得到一次綜合訓(xùn)練，特別是：1.工程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用。2.基本計(jì)算方法和繪圖能力的訓(xùn)練。3.綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)課程的理論知識(shí)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題。4.熟悉、貫徹國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)及其他有關(guān)政策。二、設(shè)計(jì)任務(wù)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析、確定；燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度的計(jì)算；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)；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)算各管段的管徑、長(zhǎng)度、煙囪高度和出口內(nèi)徑、系統(tǒng)總阻力；風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)：根據(jù)所需處理的煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計(jì)算、選擇風(fēng)機(jī)種類、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類、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)的內(nèi)容包括方案的確定、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，文字應(yīng)簡(jiǎn)明、通順、內(nèi)容正確完整，書(shū)寫(xiě)工整。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)等部分，并裝訂成冊(cè)。圖紙要求：按照工程制圖要求繪制除塵工藝系統(tǒng)平面和立面圖各一張(2號(hào)或3號(hào)圖)，需人工鉛筆繪圖。圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)及明細(xì)表。三、設(shè)計(jì)參數(shù)及要求排煙溫度取150℃；空氣過(guò)剩系數(shù)α=1.35；煙氣密度（標(biāo)態(tài)）1.36kg/m3；室外空氣平均溫度6℃；鍋爐出口前煙氣阻力1000Pa；排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例為18％；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)（GB13217-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/m3。除塵系統(tǒng)布置場(chǎng)地如圖所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)四、課程設(shè)計(jì)算：CY＝68％HY＝4％SY＝1％OY＝5％NY＝1％WY＝6％AY＝15％VY＝13％（一）煙氣量、煙塵計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量=4.761.86768%+5。.564%+0.71%+0.75%）=6.97(m3/Kg)式中CY，HY，SY，OY一一分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.93g/m3))=1.867（68%+0.3751%）+11.24%+1.246%+0.0166.968+0.796.968+0.81%=7.42(m3/Kg)式中：－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3／kg；WY－煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％NY－N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量=7.423+1.016（1.35-1）6.968=9.90(m3/Kg)式中—空氣過(guò)量系數(shù)；—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3／kg；—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理淪空氣量，m3／kg注：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以m3／h計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度=18%15%/9.901=0.00273Kg/m3）式中dsh—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；QS—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3／kg.（二）除塵器的選擇除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率=1-200/0.00273106=92.67%式中C—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3；CS—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg／m32、除塵器的選擇工作狀況下煙氣流量Q＝Qs×設(shè)計(jì)耗煤量=9.901180=1782.18=1782.18（150+273）/273=2761.4式中Q-----標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，-----工況下煙氣溫度，KT------標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273K則煙氣流量為Q’/3600=2761.4/3600=0.767（m3/s）所以采用XD-II-1除塵器阻力選擇800（pa）（三）確定除塵器、風(fēng)機(jī)和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)行情況和鍋爐房現(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==0.285（m）取d=280mm式中Q—工況下管內(nèi)煙氣流量，m3／s；v—煙氣流速，m／s，(可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵v＝10～15m／s)管徑取整采用d=280mm外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm28010.75內(nèi)徑D=280-2.075=278.5mm（四）煙囪的設(shè)計(jì)1、煙囪高度的確定首先確定所用煙囪的鍋爐的蒸發(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)定確定煙囪的高度。1t/h最低高度為25米。煙囪高度取25米。2、煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算==0.5（m）式中Q—通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3／h；v—按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。本設(shè)計(jì)取4-5m/s煙囪底部直徑d1＝d2+2×i×H=0.5+20.02525=1.75(m)式中d2－煙囪出口直徑，”；H一煙囪高度，m；i——煙囪錐度，通常取i＝0.02一0.03煙囪的抽力=0.034225()1.01105=105.37(Pa)式中H—煙囪高度m，；tk－外界空氣溫度，℃tp一煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃B—當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。系統(tǒng)阻力的計(jì)算摩擦壓力損失對(duì)于圓管：=0.02(10.415/0.28)(1.3612.62/2)=80.31(Pa)式中L一管道長(zhǎng)度．m；d—管道直徑，m；ρ—煙氣密度，kg／m3；v一管中氣流平均速率，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0.02。對(duì)磚砌或混凝土管造λ值可取0.04)。局部壓力損失圓形彎頭ξ=0.28漸縮管ξ=0.10漸擴(kuò)管ξ=0.10除塵設(shè)備局部阻力損失1000pa鍋爐的本體局部損失900pa。=0.28（1.3612.624/2）+0.10（1.3612.62/2)+0.02（1.3612.62/2）+1000+800=1933.87(Pa)式中一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)實(shí)驗(yàn)獲得v一與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m／s；ρ—煙氣密度，kg/m3。（六）、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=1.11782.18=3038.60（m3/h）式中1.1一風(fēng)量備用系數(shù)；Q—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量(煙氣量)，m3／h；tP一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋鍋爐排煙溫度；B——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算=1.2（1933.87+80.31-105.37）=1953.98（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一風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度（最高溫度不超過(guò)523K取473K）ρy一標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，kg／m3。計(jì)算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Hy后，可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風(fēng)機(jī)的型號(hào)。風(fēng)機(jī)型號(hào)為Y5-47-4C電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算==3.57（KW）式中Qy—風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；Hy—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Paηl一風(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)η2一機(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＝1。用聯(lián)軸器連接時(shí)η2＝0.95～0.98，用V形帶傳動(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。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M1-6五小節(jié)我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手畫(huà)圖操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。

回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦