燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計

第一章課程設(shè)計任務(wù)書1.1課程設(shè)計的題目燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計1.2課程設(shè)計的目的通過課程設(shè)計進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(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)計方案、進(jìn)行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。三、設(shè)計原始資料鍋爐型號：SZL4—13型，共4臺(2.8MWX4)設(shè)計耗煤量：300kg/h(臺)排煙溫度：150°C煙氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：1.45kg/m3空氣過剩系數(shù)：尸1.2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：-1C空氣含水(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)按0.0l293kg/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1% Oy=1%Ny=1% Wy=6% Ay=15% Vy=13%按鍋爐大氣污染物誹放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271一2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行煙塵濃度排故標(biāo)淮(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)：700mg/m3。凈化系統(tǒng)布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。第二章設(shè)計工藝的比較2.1除塵器的分類除塵設(shè)備分為七種類型：重力與慣性除塵裝置：重力沉降室、檔板式除塵器。旋風(fēng)除塵裝置：單筒旋風(fēng)除塵器，多筒旋風(fēng)除塵器。濕式除塵裝置：噴淋式除塵器，沖激式除塵器，水膜除塵器，泡沫除塵器，斜柵式除塵器，文丘里除塵器。過濾層除塵器：顆粒層除塵器，多孔材料除塵器，紙質(zhì)過濾器，纖維填充過濾器。袋式除塵器：機(jī)械振打式除塵器，電振動式除塵器，分室反吹式除塵器，噴嘴反吹式除塵器，振動式除塵器，脈沖噴吹式除塵器。靜電除塵裝置：板式靜電除塵器，管式靜電除塵器，濕式靜電除塵器。組合式除塵器：為提高除塵效率，往往“在前級設(shè)粗顆粒除塵裝置，反級設(shè)細(xì)顆粒除塵裝置”的串聯(lián)組合式除塵裝置2.2除塵器的選擇各種除塵器的除塵效率、設(shè)備費(fèi)及操作費(fèi)等都不一樣，在設(shè)置除塵器時，應(yīng)對各種除塵器的性能性能有深刻的理解，充分考慮粉塵發(fā)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原料和燃料的種類、操作條件和含塵氣體的性質(zhì)和量，使用除塵器的目的，需要捕集粉塵的特性和價值、捕集量等情況，以組合最經(jīng)濟(jì)的除塵系統(tǒng)，又保證適宜的除塵效率。第三章設(shè)計說明書3.1設(shè)計內(nèi)容和要求燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。除塵器的比較和選樣：確定除塵器類型、型號及規(guī)格。并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。管網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。計計算各管段的管徑、長度、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：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選樣風(fēng)機(jī)種類、型號及電動機(jī)的種類、型號和功率。編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫、包括方案的確定，設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖等內(nèi)容。課程設(shè)汁說明書有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。(7)圖紙要求除塵系統(tǒng)圖一張(2號圖)。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、并附明細(xì)表。除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖1張(2號)。圖中設(shè)備管件應(yīng)標(biāo)注編號，編號應(yīng)與系統(tǒng)圖對應(yīng)。布置圖應(yīng)按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化，但應(yīng)能表明建筑外形和主要結(jié)構(gòu)型式，如圖3—1和圖3—1—2。。在平面布置圖中應(yīng)有風(fēng)向標(biāo)志(或指北針)。第四章課程設(shè)計計算書4.1燃煤鍋爐4.1.1排煙量及煙塵、二氧化硫濃度的計算1.燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量76(L867C，十5、S6H，+0.7S1—7C?>(忒《噓)式中匚LHL與，OY——分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Q=4.76(1.8676+5.565+0.75—0.7/)a=4.76x(1.867x0.68+5.56x0.04+0.7x0.01-0.7x0.01)=7.10(m3/kg)⑵標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣最(設(shè)空氣含溫量12.93g,n3)= 3?5$用+11.2仃「+技4時一二。1照：一仇79Q；+0.8.寸3"蛇)式AQ"一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空■量'mPkg*Wy—煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；W——N元素在煤中的質(zhì)量分歉日Q=1.867(。+0.3755/)+11.21〃+1.24WY+0.0160+0.790+0.8MS a a=1.867x(0.68+0.375x0.01)+11.2x0.04+1.24x0.06+0.016x7.10+0.79x7.10+0.8x0.01一7.53(m3/kg)(3)標(biāo)罪狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Q,—1*O'1WJ—1}Q；?'tiv/kg)式中-空氣過最系數(shù)：Q； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)F理論煙氣量'中*新a—--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，ms/kgfl標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以E/h汁，因此，Q=Q,乂設(shè)計耗煤量Q*=Q；+L016(q—1)Q：(m'/kg)=10.06(m3/kg)Q=Q,X設(shè)計耗煤量=10.06^300=3018(ma/kg)3；均氣含塵濃度也守土加八心式中廿,.一-排煙中巴荻占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；/T——煤中不可燃成分的含量；Q,——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m"屈-C=**=Q16xQ15_2.48x10-3(kg/m3)=2.48x103(mg/m3)Q9.69(：；標(biāo)蒞狀態(tài)下煙N中一氧■化硫濃度的汁算J/普上10K 「)2蝴s式中sy——煤中械的質(zhì)壁汾數(shù)WQ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)F燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量,m」《y- 2Sy 2x0.01x0.98.C= x106= x106=2063.98(mg/m3)So2 Q 9.694.2除塵器選擇的計算?,除以頊的選擇⑴陳塵效率歸1仁式中(.——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)卜'煙氣含塵濃度，rng/m":成——析準(zhǔn)我態(tài)F鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)定值，n.g；m\1C1 200門=1—S=1— =91.94%C 2.48x103<2)除塵器的選擇工沒下煙氣流量 Qk%(rr//h>式中Q -”標(biāo)鹿?fàn)顟B(tài)下助焙氣流量,「——_L況下煙氣混度，《T——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273K,八QT 3391.5x(273+200)Q'=J= =5876(m3/h)T 273Q' 5876則煙氣流速為 = =1.63(m3/s)36003600

概據(jù)蜩生的靴徑分布或融類.工況下的蚩氣吊、炯?xì)鉀]度及要求詁劍的除塵效率描定除塵琴的樣類、型號度湖橋.鋪定滁生器的跪行骨牧?堂藻度、壓力貌大.碼參希生量等.苜T帝二&??????T7nrT*'?..L孚為mi.k二二JIK苜T帝二&??????T7nrT*'?..L孚為mi.k二二JIKy/_"'?.N-v.'瞄"蔻站源式除塵器技木分觸i處理風(fēng)量/tn3■h1sa.fi-Hin.Hg。耗木里/fh~'外形尺寸!.恍x童x高〉/ninD陸塵效率/%LW：-'6丸U戈'-明2.>-1fl1 MIS。"…se1整| 心1己|」一|4.3管網(wǎng)布置及計算■：■確定!除牛器、網(wǎng)機(jī).、埃由的位罟.史管道曲置。并計算各管股的管徑、爻度、電囪W度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力"⑴各裝置及管.道布置的原則根據(jù)銅驢運(yùn)行情況及鍋爐說場的實(shí)際情況確定各裝置的1位置:?旦確定各裝置的位罟.,管道的布置蟲就基玄討以碎定「..對弁.炭苴發(fā)管疽書與置.站力求簡單，緊湊、管路短、占胞面積小,并便安裝、麋作和檢修方便"佇i管徑的確定式中以——工況下管道內(nèi)拘瀏弋流量，L-一燃?xì)忏焱ǎ筝嫞?了于鍋爐照塵d取v=10m/s則d=:'4取v=10m/s則d=:'4x1.63&3.14x10=0.46(m)圓整并逃取攻道*??蚌”:t\-.m糧制糖風(fēng)食 外徑龍許藺名,壁..W.'jjjm就±1?E內(nèi)徑=S(mm)由公武」=馮壬計算出實(shí)際煙氣流速:4Qv= 4Qv= 兀d24xl.633.14x0.49852=8.5(m/s)虻煙囪的設(shè)計「::圳因高.安的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蔻發(fā)量(U"然后根據(jù)鍋爐大％污染物洲放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定(表3-3-3)確定煙囪的高度。泰3-3項(xiàng)篇爐煙圜的高度鋼爐總鼠覽出力”t-k.j<11-22-6共f惻距國低與Gm2Q;-|■H.鋸爐總?定出力*4X4-16(t/h)故熾嘿囪高展為皿嘰⑵煙劉直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按F式計算*廿=D.?1￥8% Im)\r.'j式中Q——通過?囪的總?氣量，血7恨3——按表3T-4選取的煙。出口煙氣流速,心&轟3-3-4煙3出口煙峨流姓MS弟遇！1方式土旃向vi星-;■'也M機(jī)植避凡lj-v；4---5自然，通風(fēng)6—1CI1.Hf選定fij—4m/sd=0.0188：W=1.31m圓整取d=1.7m。

煙囪底部直徑煙囪底部直徑—c/j~r2?i?H〈m)式中必一-一煙囪出口直徑，m,H一煙囪高度，叫，-一煙囪錐度(通常取「0.02-0?席八煙囪底部直徑i=0.02, dl=必十2?7,H(m)=2.98m(3＞煙囪的抽力S.-O.0342H( \?BCPa)\s14右f。-]tji)式中H———煙囪高度，mi4——外界空汽溫度，"一煙囪肉煙氣平均溫度/CfH 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa,S=0.0342/7(y1273+71S=0.0342/7(y1273+71273+7=0.0342x40x( 273-11273+200)x97.86x103=209(Pa)5.系統(tǒng)阻力的計算U)摩擦壓力損失對于圓管 站=』￡與眼式中L一管道長度，m；d—管道直徑，P煙氣密度，廿——營中氣流平均速率，m，s：A——摩擦阻力系數(shù),是氣體雷諾數(shù)R?和管道相對粗糙度另的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?實(shí)際中對金屬骨道』值可取0.02.對磚踞或很瞬土管道]值可取0-04).a.對于。500圓管a.L=9.5m273 273八cr〃/ 、p=p =l.4x =0.8l(kg/m3)o273+160 473

Lpv2 9.50.81x8.52? =0.02一x =11.12(Pa)0.5 2圖3-3-2磚砌拱形煙道.云意圖b.對于磚砌拱形煙道（參見K圖3-3-2磚砌拱形煙道.云意圖A=2x洪*=營+蕓（變D—500i；iui敵B=450mm則底=§A式中■/!為面積?K為一周枝“⑵局部壓力損失式中< 異形管件的屆部阻力系數(shù)，瓦在有關(guān)手冊中查我，或通過實(shí)檢故得』”——與E相肘席釣款面平均氣流速率，皿法：F， 煙氣密度，kg/iij",.圖3-3-3中一為漸編骨■:圖3-3-3除?主器入口前管道示意圖q￡45”C時,S=D.1取a=450C,v=11.3m/spvpv2AP=&~y=0.1x°.81X竺=3.0(Pa)l1=0.05Xtan67.5=0.12(m)圖3T3中二為3QCZ形彎頭h=2.985-2.39=0.595=0.6(m)h/D=^6/0.5=0.12>取￡'=0、157由手冊查得如=L0&=1.0X0.157=0.157Ap=^

J=0.157x0.81x8.52Ap=^

J=0.157x0.81x8.522=4.6(Pa)圖3-3-3中=為漸擴(kuò)管圖3-3-3中=為漸擴(kuò)管0,35X1J”

I(J4查K大氣泠染控制工程》附表十一?并取?—30°則￡=0.19r?2=0.19x0.81x8.522=5.8(Pa)=0.19x0.81x8.522=5.8(Pa)(1-0.4985)一2Xtanl5Q=0.93(m)圖3-3-4圖3-3-4中a為漸擴(kuò)管疚時,取ct=30o,v=11.3m/s△p=&PV2=0.1x0.81x8.52△p=&PV2=0.1x0.81x8.522=3.0(F。)圖3-3-4圖3-3-4除塵器出口至風(fēng)機(jī)人口段管道示意圖L—0.&3(m)圖3-3-4中h、c均為90”彎頭D=530,取R=D，則E.23則 Ap= =0.23x?！?京=6.73(Rz)2 2兩個彎頭Ap'—2Ap=2x6.73—13.5(Ptz)對于如圖3-35所示T形二通管Vih —一對于如圖3-35所示T形二通管Vih —一 tJi&=0.78=0.78x對于T形合流三通&=0.550.81x8.522=22.8(Pa)圖i-S-5T形三通管示意圖AMP"八”0.81x8.52Ap=g =0.55x =16.1(Pa)系統(tǒng)總阻力(其中鍋爐出口前阻力為800Pa,除塵器阻力1400Pa)為EA/i=ll.12+84.1+3.0+4.6+5.8+3.0+13.5+22.8+16.1+800+588=1552(Pa)4.4風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇計算6.風(fēng)機(jī)和電動機(jī)選押及計算⑴標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算

〔.is竺氣:'HE4/J O式中1.1——氐最備用瘓數(shù)：Q-—標(biāo)喉狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)最，打」'h；抵--風(fēng)機(jī)前煙氣溫爰*,若管道不太位，可以近似嘔鍋爐排煙溫度:B 當(dāng)?shù)卮?氣壓力，kU273+t101.325x廠273+200101.325273=1.1x3391.5x x =6692.6(m3/h)27397.86以）風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算乩—q△"源籍普x也料又受（Pa）式中L2——項(xiàng)壓?備用系數(shù)、￡&% 系統(tǒng)總阻Pa：§一-煙囪抽力,Pa；L—-鳳機(jī)前煙氣溫度,：、X機(jī)性能表中結(jié)出的試?巷用氣體溫度，J由 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下炳氣密度T<7—1.31虹/狙'〉匚H=1.2(如-S)旦xQx也

y y273+1Bp…me、273+200101.3251.293八/八、=1.2x(1552-183)x x x =1393.8(Pa)273+250 97.86 1.35根據(jù)流量，壓力等選擇風(fēng)機(jī)型號轉(zhuǎn)速/r/min流量/m3/h全壓/Pa介質(zhì)溫度/°c有效功率/kW全壓效率/%噪聲/dB(A)/dB(SA)Y5-45-12No5.4C2900777627972006.04>=82.6<=83<=10.2電動機(jī)功率的計算xt—9h孑——_,?kW】

揚(yáng)nmg泌式中Qr鳳機(jī)風(fēng)量，：ir；n式中Qr一夙機(jī)風(fēng)壓qPil；r/L-——風(fēng)機(jī)在全壓頭時的效率(一股風(fēng)機(jī)為》5,高敏氐機(jī)藥為3,9"壓-—機(jī)械傳動效率.當(dāng)風(fēng)機(jī)勺電粗苴聯(lián)傳萄時功一1，用成軸器連接時彳:一D"M?0,98*用V形帶傳動時瑯=O.95j,8——電動機(jī)備用系數(shù)，B引鳳磯,3—1.楫n=-ASL_

en=-ASL_

e3600xi000nn126692.6x1393.8x1.33600x1000x0.6x0.95=5.9(kW)根據(jù)有效功率及風(fēng)機(jī)對應(yīng)電動機(jī)配用電動機(jī)傳動皮帶(內(nèi)周長*根數(shù))型號轉(zhuǎn)速/r/min功率/kWY160M1-2B3293011B2261*3了.系統(tǒng)中煙氣溫度的變化⑴煙氣在管在中的溫度降%】=g:MCC)式中Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量,F—管道散熱面％殆C