燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

目錄TOC\h\z\t"論文正文章標(biāo)題,1,論文正文節(jié)標(biāo)題,2,論文正文小節(jié)標(biāo)題,3"1前言 32設(shè)計(jì)原始資料 43除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 53．1燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計(jì)算 53．1.1原則狀態(tài)下理論空氣量 53．1.2原則狀態(tài)下理論煙氣量 53．1.3原則狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 63．1.4原則狀態(tài)下煙氣含塵濃度 63．1.5原則狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計(jì)算 63．2管徑擬定 73．3溫降計(jì)算 73．3．1煙氣在管道中溫度降 73．3.2煙囪高度擬定 83．3.3煙氣在煙囪中溫度降 83．4凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析擬定 93．4．1除塵器應(yīng)達(dá)到除塵效率 93．4．2除塵脫硫設(shè)備選取 93．5煙囪設(shè)計(jì) 103．5．1煙囪直徑計(jì)算 103．5．2煙囪底部直徑計(jì)算 103．5．3煙囪抽力 103．6系統(tǒng)阻力計(jì)算 113．6．1摩擦壓力損失 113．6．2局部壓力損失 113．7風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選取及計(jì)算 123．7．1風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算 123．7．2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算 123．7．3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 134．小結(jié) 145參照文獻(xiàn)： 156附錄 166．1除塵器入口管道連接 166．2風(fēng)機(jī)入口管道連接 166.3T型三通管 161前言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都市化與工業(yè)化進(jìn)程加速，以及煤、油為主能源框架，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。而在國(guó)內(nèi)能源構(gòu)造中以燃煤為主，眾所周知煤炭在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生較多污染物，特別是向大氣中排放酸性污染物，在大氣遷移過程中形成酸性沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得廣泛關(guān)注。本設(shè)計(jì)是某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重要目就是除塵與煙氣脫硫，以達(dá)到污染物排放原則，其中重要涉及除塵器選取、煙氣管網(wǎng)布置及風(fēng)機(jī)及電機(jī)選取設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)原始資料鍋爐型號(hào)：SZL4—13型，共4臺(tái)（2.8MW×4）設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h(臺(tái))排煙溫度：160煙氣密度（原則狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa本地大氣壓力：97.86kPa冬季室外空氣溫度：-1空氣含水（原則狀態(tài)下）按0.01293kg/m3計(jì)煙氣其她性質(zhì)按空氣計(jì)算煤工業(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原則（GB13271—）中二類區(qū)原則執(zhí)行：煙塵濃度排放原則（原則狀態(tài)下）：200mg/m3二氧化硫排放原則（原則狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地如下圖所示鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。3除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算3．1燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計(jì)算3．1.1原則狀態(tài)下理論空氣量式中CY，HY，Sy，OY—分別為媒中各元素所含質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知煤中各種成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：煤工業(yè)分析值：CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%各數(shù)值帶入上式可得理論空氣量：Q＝4.78×(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)＝6.9977m/kg3．1.2原則狀態(tài)下理論煙氣量Qs’=1.867（CY+0.375Sy）+11.2H+1.24W+0.16Q+0.79Q+0.8N(m/kg)式中Q：原則狀態(tài)理論空氣量，WY：煤中水分子所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，NY：N元素在媒中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù).設(shè)空氣含濕量12.93g/m3,將上面數(shù)值代入公式同理可求得原則狀態(tài)下理論煙氣量Qs’=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2×0.04＋1.24×0.06+(0.16+0.79)×6.9977+0.8×0.01=8.455m/kg3．1.3原則狀態(tài)下實(shí)際煙氣量已知空氣過剩系數(shù)為1.4,可求出原則狀態(tài)下實(shí)際煙氣量QS＝8.455＋1.106×(1.4-1)×6.9977=11.30m3注意：原則狀態(tài)下煙氣流量Q以m3/h計(jì)，因而：已知設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h(臺(tái))則原則狀態(tài)下煙氣流量Q=11.30×600×4=27120m33．1.4原則狀態(tài)下煙氣含塵濃度式中dsh—排煙中飛灰占媒中不可燃成分質(zhì)量分?jǐn)?shù);AY—煤中不可燃成分含量；Qs—原則狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。已知：dsh=16%QY=15%Qs=11.30m3代入上式求得原則狀態(tài)下煙氣含塵濃度3．1.5原則狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計(jì)算式中Sy—煤含可燃硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Qs—原則狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生實(shí)際煙氣量，m3/kg已知：Sy=1%，Qs=11.30m3/kg代入上式可得CSO2=1.773．2管徑擬定式中Q—工況下管內(nèi)煙氣流量v—煙氣流速，m/s，（可查關(guān)于手冊(cè)擬定，對(duì)于鍋爐煙塵v=10～15m/s）。已知：每臺(tái)鍋爐煙氣流量Q=6780m3/h，取v=12m/s,可得d=圓整后取d=0.45m,可算得v=11.85m/s。3．3溫降計(jì)算當(dāng)煙氣管道較長(zhǎng)時(shí)，必要考慮煙氣溫度減少。除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪煙氣流量應(yīng)按各點(diǎn)溫度計(jì)算。3．3．1煙氣在管道中溫度降式中Q—原則狀態(tài)下煙氣流量，m3/h;F—管道散熱面積，m2;Cv—原則狀態(tài)下煙氣平均比熱容（普通為1.352～1.375kJ/m3.℃）q—管道單位面積散熱損失。室內(nèi)q=4187kJ/(m2.h)；室外q=5443kJ(m2.h)，Q＝6780m3/h,取Cv=1.360kJ/m3.℃,而F=LS=∏已知室內(nèi)兩段:L1＝0.68m,D1=0.6m;L2=1.4m,D2=0.45m室外:墻到除塵器進(jìn)口管道距離L3=3.29m,直徑計(jì)D3=0.45m;除塵器到風(fēng)機(jī)管道距離L4=4.2m，直徑計(jì)D4=0.45m;風(fēng)機(jī)到煙道入口管道距離L5=2.2m，直徑計(jì)D5＝0.45m;煙道入口到煙囪底部煙道距離L6=12.79m,F=0.64m2;則⊿t1＝0.58℃,⊿t2=1.99℃,⊿t3=2.74℃,⊿t4=3.5℃,⊿t⊿t6=4.83風(fēng)機(jī)進(jìn)口前溫度降⊿t=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4=8.81風(fēng)機(jī)前溫度t1=T-⊿t=160-8.81=151.2到達(dá)煙囪入口溫度將⊿t’=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4+⊿t5+⊿t6=15.47因而到達(dá)煙囪入口煙氣溫度t2=T－⊿t’＝160－15.47＝144.533．3.2煙囪高度擬定一方面擬定共用一種煙囪所有鍋爐總蒸發(fā)量（t/h），然后依照鍋爐大氣污染物排放原則中規(guī)定（表1）擬定煙囪高度。表1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依照上表,由鍋爐總額定出力為16t/h,選煙囪高度為44m.3．3.3煙氣在煙囪中溫度降式中H—煙囪高度，m;D—合用一煙囪所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；A—降溫系數(shù)，可由表2查得：表2煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H<50m）壁厚不大于0.5m磚煙囪壁厚不不大于0.5mA20.80.40.2依照鍋爐型號(hào)可知D=16t/h；選取磚煙囪壁厚不大于0.5m,取0.3m;因H=44,A＝0.4,由上公式可得⊿t2=4.4℃,而煙囪得進(jìn)氣溫度為:144.53℃3．4凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析擬定3．4．1除塵器應(yīng)達(dá)到除塵效率式中C—原則狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3.Cs—原則狀態(tài)下鍋爐煙塵排放原則中規(guī)定值，mg/m3.已知：Cs=200mg/m3；C=2124mg/m3，可得h=90.6%3．4．2除塵脫硫設(shè)備選取綜合上各因素可選出XDCG4型陶瓷奪冠高效脫硫除塵器，詳情如下：圖1除塵脫硫設(shè)備構(gòu)造圖表3XDCG4型陶瓷奪冠高效脫硫除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號(hào)配套鍋爐容量/t/h解決煙氣量/m3/h除塵效率/%排煙黑度設(shè)備阻力/Pa脫硫效率/%質(zhì)量kgXDGC441>981級(jí)林格曼黑度800～1400>852800表4XDCG4型陶瓷奪冠高效脫硫除塵器外形構(gòu)造尺寸HH1H2H3ABCDEF446029854235700140014003005035010003．5煙囪設(shè)計(jì)3．5．1煙囪直徑計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算式中Q—通過煙囪總煙氣量，m3/h；υ—按表5選用煙囪出口煙,m/s。表5煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)營(yíng)狀況全負(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由煙氣總流量Q=27120m3/h，取υ=12m/s,可得煙囪出口內(nèi)d=3．5．2煙囪底部直徑計(jì)算煙囪底部直徑式中d2—煙囪出口直徑，m；H—煙囪高度，m；i—煙囪錐度，普通取i=0.02～0.03。取i=0.02,已知d2=0.89m,H=44m則d1＝0.89+2×0.02×44=2.65m3．5．3煙囪抽力式中H—煙囪高度，tk—外界空氣溫度，tp—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，B—本地大氣壓，已知H=44m，tk=-1℃，tp=140.23℃，B=97860Pa；則S3．6系統(tǒng)阻力計(jì)算3．6．1摩擦壓力損失對(duì)于圓管：式中L—管道長(zhǎng)度值;鋼管和磚砌長(zhǎng)度d—管道直徑，ρ—煙氣密度v—管中氣流平均速率λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度K/d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)磚砌或混凝土管道λ值可取0.04）。已知管道長(zhǎng)L=2.18+0.6+1.19+0.4+1.6+1.8+2.2=9.97m，d=0.45mλ=0.02,v=11.85m/s，ρ=1.34kg/m3則代入上面公式有⊿pL=41.68Pa3．6．2局部壓力損失式中：ξ—異形管件局部阻力系數(shù)，可在關(guān)于手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得；v—與ξ相相應(yīng)斷面平均氣流速率，m/s；ρ—煙氣密度，kg/m3已知90°彎頭ξ＝1.1；30°Z形管ξ＝0.16；天圓地方分別為：ξ＝0.19與ξ＝0.13；T形三通：合流管ξ＝0.78；分流管ξ＝0.55；v=11.85m/s，ρ=1.34kg/m3代入上面公式有△p=273.78Pa有＝41.68Pa＋273.78Pa＋1400Pa＝1715.46Pa3．7風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選取及計(jì)算3．7．1風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算式中1.1—風(fēng)量備用系數(shù)；Q—原則狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量，m3/h；tp—風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不太長(zhǎng)，可以近似去鍋爐排煙溫度；B—本地大氣壓力，kPa。已知Q=6780m3/h；tp＝151.2℃代入上述公式得Qy=1.120×1043．7．2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算式中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)性能表中給出實(shí)驗(yàn)用氣體溫度，℃；ρy—原則狀況下煙氣密度，已知：＝1715.46Pa，tp＝151.2℃，ρy＝1.34kg/m3；Sy＝185.0Pa，B＝97.86kPa,查得ty＝250代入上式Hy=1488.25Pa由上面計(jì)算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Hy，所選風(fēng)機(jī)型號(hào)如下表：名稱型號(hào)風(fēng)壓范疇mmH2O風(fēng)量范疇m3/h功率范疇Kw鍋爐離心通風(fēng)機(jī)Y4-70-1240～187890～181001.5～5.53．7．3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算式中Qy—風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；Hy—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；η1—風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)效率（普通風(fēng)機(jī)為0.6，高效風(fēng)機(jī)約為0.9）；η2—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已知Qy=1.120×104m3/h，Hy=1488.25Pa，η1＝0.9，η2代入上式得Ne＝7.04Kw依照計(jì)算得電動(dòng)機(jī)功率，傳動(dòng)方式選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：J2-61小型鼠籠型