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)

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1、蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 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 4 1 設(shè)計(jì)目的 5 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 5 3 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求 5 4 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 4.1 煙氣量、煙塵計(jì)算 6 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 6 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 6 4.13 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 6 4.14 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 6 4.2 除塵器的選型 6 除塵器應(yīng)達(dá)到

2、的除塵效率 6 4.22 除塵器的選擇 6 4.3 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置 7 4.3.1 各裝置及管道布置的原則 7 4.3.2 管徑的確定 7 4.4 煙囪的計(jì)算 7 4.4.1 煙囪高度的確定 7 4.4.2 煙囪直徑的計(jì)算 8 4.4.3 煙囪的抽力 8 4.5 系統(tǒng)阻力的計(jì)算 9 摩擦壓力損失 9 局部壓力損失 9 4.6 風(fēng)機(jī)選擇及計(jì)算 10 4.6.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 10 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 10 4.7 電動(dòng)機(jī)的選型 10 5 小結(jié) 11 6 主要參考

3、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。而大氣污染可以說主要是人類活動(dòng)造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對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有效的措施來進(jìn)行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。 一、 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)際工程問題的能力，進(jìn)一步鞏固和提高理論知識(shí)。通過課程設(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

4、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)說明書的能力。 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)際問題。 4.熟悉、貫徹國家環(huán)境保護(hù)法規(guī)及其他有關(guān)政策。 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 1. 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析、確定； 2. 燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度的計(jì)算； 3. 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)； 4. 管網(wǎng)布置及計(jì)算：確定各裝置的位置及管

5、道布置，并計(jì)算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑、系統(tǒng)總阻力； 5. 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。 6. 編寫設(shè)計(jì)說明書：設(shè)計(jì)說明書的內(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)的簡圖等內(nèi)容，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整。 課程設(shè)計(jì)說明書應(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。 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

6、℃；空氣過剩系數(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＝

7、68％ HY＝4％ SY＝1％ OY＝5％ NY＝1％ WY＝6％ AY＝15％ VY＝13％ （一）煙氣量、煙塵計(jì)算 1、 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)。 2、 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

8、.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)，％ 3、 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)。 4、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 =18%15%/9.9

9、01=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 1、 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／m3 2、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

10、Q-----標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量， -----工況下煙氣溫度，K T------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。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊．管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。 2、 管徑的確定 ==0.28

11、5（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)手冊確定，對于鍋爐煙塵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/mm 280 1 0.75 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）

12、 式中 Q — 通過煙囪的總煙氣量，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 3、 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?，Pa 。

13、 （五） 系統(tǒng)阻力的計(jì)算 1、 摩擦壓力損失 對于圓管： =0.02(10.415/0.28) (1.3612.62/2)=80.31(Pa) 式中 L一管道長度．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／s λ－ 摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?實(shí)際中對金屬管道λ值可取0.02。對磚砌或混凝土管造λ值可取0.04)。 2、 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 900

14、pa。 =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)手冊中查到、或通過實(shí)驗(yàn)獲得 v一 與相對應(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 1、 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

15、風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不太長，可以近似取鍋鍋爐排煙溫度； B——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。 2、 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

16、風(fēng)機(jī)的型號(hào)。 風(fēng)機(jī)型號(hào)為Y5-47-4C 3、 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，Pa ηl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

17、設(shè)計(jì)過程中，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。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國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)面對需要面對的事情。 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 六.主要參考書目 (1) 郝吉明，馬廣大主編．大氣污染控制工程．北京：高等教育出版社，2002 (2) 全國通用管道計(jì)算表．中國建筑工業(yè)出版社，1977.