《大氣污染控制》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

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1、 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) DZL2-13型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名：李欣 學(xué)院：河海學(xué)院 專業(yè)：環(huán)境科學(xué) 學(xué)號(hào)：631303070110 目錄 前言2 1.總論3 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)3 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求3 1.3設(shè)計(jì)原始資料3 1.4參考文獻(xiàn)3 2.脫硫工藝流程的選擇及說(shuō)明4 2.1工藝比較4 2.2工藝流程介紹4 2.3吸收SO2的吸收塔的選擇5 2.4填料的選擇5 3.除塵器設(shè)計(jì)及計(jì)算6 3.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算6 3.2除塵器的選擇7 4.管道布置及各管段的管徑8 4.1各裝置及管

2、道布置原則8 4.2確定管徑8 5.煙囪的設(shè)計(jì)9 5.1煙囪高度的計(jì)算9 5.2煙囪直徑的計(jì)算9 5.3煙囪的抽力10 5.4系統(tǒng)阻力計(jì)算10 5.6風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算11 6.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算13 6.1塔徑的計(jì)算13 6.2填料層高度計(jì)算13 6.3填料塔高度計(jì)算13 6.4填料塔附件的選擇13 7.課程設(shè)計(jì)總結(jié)14 前言 當(dāng)前我國(guó)大氣污染狀況依然十分嚴(yán)重.主要表現(xiàn)為煤煙型污染。城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標(biāo)；二氧化硫污染一直在較高水平；機(jī)動(dòng)車尾氣污染物排放總量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趨勢(shì)。 空氣是地球表面一切有生命的物質(zhì)賴以生存的基本

3、條件。如果沒(méi)有空氣.人類的生存及其社會(huì)活動(dòng)就無(wú)法維持下去.植物的光合作用不能進(jìn)行.其它生物也不復(fù)存在。所以.當(dāng)大氣遭受污染之后.其成分、性質(zhì)都發(fā)生了改變.這勢(shì)必會(huì)對(duì)人體健康、動(dòng)植物生長(zhǎng)生活以及生態(tài)平衡乃至各種器官的存放產(chǎn)生有害的影響。近年來(lái).隨著城市工業(yè)的發(fā)展.大氣污染日益嚴(yán)重.空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化.不僅危害到人們的正常生活.而且威脅著人們的身心健康。我國(guó)11個(gè)城市中.空氣中的煙塵和細(xì)顆粒物每年使40萬(wàn)人感染上慢性支氣管炎。在一定程度上.城市生活正在背離人們所追求的健康目標(biāo)。呼吸道疾病、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨、PM2.5等等.在這些名詞已經(jīng)頻繁的出現(xiàn)在我們的日常生活中.大氣污染的控制已經(jīng)刻不

4、容緩。 就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來(lái)看.以煤炭為主要能源的狀況在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。我國(guó)的大氣污染仍將以煤煙型為主。因此.控制燃煤煙氣污染使我國(guó)大氣質(zhì)量、減少酸雨額二氧化硫的關(guān)鍵問(wèn)題。 1.總論 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)DZL2-13型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng).要求對(duì)主要煙氣處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書和設(shè)計(jì)圖紙。 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1.2.1根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量.煙塵和二氧化硫濃度。 1.2.2凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析.包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。 1.

5、2.3除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.4脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.5煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.6管道系統(tǒng)設(shè)計(jì).阻力計(jì)算.風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇 1.2.7根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖.系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)、并附明細(xì)表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖若干張.以解釋清楚為宜.最少4張A4圖.并包括系統(tǒng)流程圖一張。 1.3設(shè)計(jì)原始資料 1.3.1基本資料 〔1鍋爐型號(hào)：DZL2-13 即.單鍋筒縱置式鏈條爐.蒸發(fā)量2t/h.出口蒸汽壓力13MPa 〔2設(shè)計(jì)煤流量：350kg/h〔臺(tái) 〔3設(shè)計(jì)煤成分：CY=65% HY=4% OY=2% NY=1% SY=3% AY=15%

6、WY=10% ； VY＝8％.屬于高硫無(wú)煙煤 〔4排煙溫度：160℃ 〔5空氣過(guò)剩系數(shù)α=1.3 〔6排煙中飛灰占煤中不可燃成分比例：16% 〔7煙氣在鍋爐出口前阻力550Pa 〔8連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長(zhǎng)度50m.90°彎頭10個(gè)。 1.3.2處理要求 污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行?！跺仩t大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》〔GB13271—2001中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：煙氣濃度排放標(biāo)準(zhǔn)〔標(biāo)準(zhǔn)狀況下：200mg/m3；二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)〔標(biāo)準(zhǔn)狀況下：900mg/m3。 1.4參考文獻(xiàn) 〔1賈紹義、柴誠(chéng)敬.《化工原理課程設(shè)計(jì)》； 〔2熊振湖、

7、費(fèi)學(xué)寧、池勇志等.《大氣污染防治技術(shù)及工程應(yīng)用》； 〔3馬廣大.《大氣污染控制工程》； 〔4胡洪營(yíng).《環(huán)境工程原理》.高等教育出版社； 〔5李功祥等.《常用化工單元及設(shè)備設(shè)計(jì)》.華南理工大學(xué)出版社； 〔6余國(guó)琮.《化工機(jī)械工程手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社.2003； 〔7路秀林等.《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書—塔設(shè)備》.化學(xué)工業(yè)出版社.2004； 〔8《化學(xué)工程手冊(cè)－第三卷》.化學(xué)工業(yè)出版社； 〔9《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社； 〔10董大勤等.《壓力容器與化工設(shè)備衫手冊(cè)》.化學(xué)工業(yè)出版社； 〔11王志魁.《化工原理》.化學(xué)工業(yè)出版社； 2.脫硫工藝流程的選擇及說(shuō)明 2.1工藝比

8、較 濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以除去SO2的技術(shù).本設(shè)計(jì)為高濃度SO2煙氣的濕法脫硫。 近年來(lái)盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間,但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡(jiǎn)便,吸收劑價(jià)廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法。其工藝比較見(jiàn)表1： 表1 濕法脫硫各工藝比較明細(xì)表 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 石灰/石灰石吸收法 脫硫效率高.吸收劑資源廣泛.價(jià)格低廉.副產(chǎn)品石膏可用建筑材料 系統(tǒng)復(fù)雜.占地面積大.造價(jià)高.容易結(jié)垢造成堵塞.運(yùn)行費(fèi)用高.只使用大型電站鍋爐

9、 氫氧化鈉吸收法 價(jià)格便宜.脫硫效率高.副產(chǎn)品的溶解度特性更適用加熱解吸過(guò)程.可循環(huán)利用.吸收速度快 高溫下NaHSO3轉(zhuǎn)換成Na2SO3,喪失吸收二氧化硫的能力 氨吸收法 脫硫效率高.運(yùn)行費(fèi)用低 吸收劑在洗滌過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧.污染環(huán)境.投資大 綜合上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)比較.經(jīng)過(guò)比較全面考慮.最終選用雙堿吸收法進(jìn)行脫硫.即采用NaOH來(lái)吸收煙氣中的SO2.再用石灰石中和再生.再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿.故吸收率較高.可達(dá)95%.而且吸收系統(tǒng)內(nèi)不生成沉淀物.無(wú)結(jié)垢和阻塞問(wèn)題。 其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2→ Na2SO3 + H

10、2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2.達(dá)到循環(huán)吸收的效果。 2.2工藝流程介紹 脫硫工藝主要包括：吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng).煙氣系統(tǒng).SO2吸收系統(tǒng).脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。 吸收劑制備與補(bǔ)充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)用氫氧化鈉作為吸收劑.氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中.加水配制成氫氧化鈉堿液.在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充.以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內(nèi)容易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象.可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)制氧化或特將水池做大.再生后的脫

11、硫劑溶液經(jīng)三級(jí)沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外.還可在循環(huán)泵前加裝過(guò)濾器.過(guò)濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。 煙氣系統(tǒng) 鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔.洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級(jí)除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道.經(jīng)過(guò)煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí).系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門.煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。 2.2.3 SO2吸收系統(tǒng) 鍋爐煙氣從煙道切向進(jìn)入主塔底部.在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸.進(jìn)行脫硫除塵.經(jīng)脫水板除霧后.由引風(fēng)機(jī)抽出排空。脫硫液從螺旋板塔上部進(jìn)入.在旋流板上被氣流吹散.進(jìn)行氣葉兩相的接觸.完成脫硫除塵后從塔底流出.通

12、過(guò)明渠流到綜合循環(huán)池。 脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng) 脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿.從曝氣池底部排漿管排出.由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4.嚴(yán)重影響了石膏品質(zhì).所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內(nèi).石膏漿被濃縮<固體含量約40％>之后用泵打到渣處理場(chǎng).溢流液回流入再生池內(nèi)。 2.3吸收SO2的吸收塔的選擇 表2 各填料塔性能對(duì)比表 名??稱 操作參數(shù) 優(yōu)??點(diǎn) 缺??點(diǎn) 填料塔 空塔氣速2.0～5.0m/s 液氣比0.5～1.0L/m3 壓力損失200～1000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.設(shè)備小.制造容易.占空間??；液氣比小.能耗低；氣液接觸好.傳質(zhì)較

13、易.可同時(shí)除塵、降溫、吸收 不能無(wú)水運(yùn)行 自激湍球塔 液氣比1～10L/m3 噴淋密度6～m3/ 壓力損失500Pa/m 空塔氣速0.5~1.2m/s 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.制造容易； 填料可用耐酸陶瓷.較易解決防腐蝕問(wèn)題； 流體阻力較小.能量消耗低； 操作彈性較大.運(yùn)行可靠。 不能無(wú)水運(yùn)行 篩板塔 空塔氣速1.0～3.0m/s 小孔氣速16～22m/s 液層厚度40～60mm 單板阻力300～600Pa； 噴淋密度12～15 m3/ 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單.空塔速度高.處理氣量大； 能夠處理含塵氣體.可以同時(shí)除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時(shí)方便 安

14、裝要求嚴(yán)格.塔板要求水平； 操作彈性較小.易形成偏流和漏液.使吸收效率下降。 噴淋塔 空塔氣速2.5～4.0m/s 液氣比13～30L/m3 壓力損失500～2000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.造價(jià)低.操作容易； 可同時(shí)除塵、降溫、吸收.壓力損失小 氣液接觸時(shí)間短.混合不易均勻.吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入.動(dòng)力消耗大.噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴.需設(shè)除霧器 通過(guò)比較各種設(shè)備的性能參數(shù).填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn).具有很高的脫硫效率.所以選用填料塔吸收二氧化硫。 2.4填料的選擇 填料是填料塔的核心.它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散.液膜不斷更新.

15、填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面.有較高的空隙率、良好的潤(rùn)濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉等。填料的種類很多.大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料包括環(huán)形填料<如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán)>.鞍型填料<如弧鞍、矩鞍>.以及由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的填料.如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔.大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率.氣流阻力小.液體分布均勻。與其它填料相比.鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上.傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。 結(jié)合幾種填料的優(yōu)缺點(diǎn)最終決定本次設(shè)計(jì)選擇塑性鮑爾環(huán)作為填

16、料。 3.除塵器設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 3.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量 式中：CY、HY、SY、OY——分別在煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 3.1.2標(biāo)態(tài)下理論煙氣量 式中：——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量； WY——煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； NY——N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 3.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 式中：α——空氣過(guò)剩系數(shù)； ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量； ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量。

17、 由于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì).因此Q=Qs×設(shè)計(jì)耗煤量； Q= Qs×設(shè)計(jì)耗煤量=9.44×350=3304 3.1.4標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度 式中：——排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； ——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。 3.1.5標(biāo)態(tài)下煙氣中SO2的濃度 式中：SY——煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； QS——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。 3.2除塵器的選擇 3.2.1除塵效率 式中：C——標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度

18、3>； CS——標(biāo)態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。 % 3.2.2工況下煙氣流量 式中：Q——標(biāo)態(tài)下實(shí)際煙氣量； P——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.KPa； P`——當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓.取98KPa； T`——出口煙氣溫度.K。 3.2.4除塵器的選擇 根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來(lái)確定除塵器〔袋式除塵器 袋式除塵器是使含塵氣體通過(guò)濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置.是過(guò)濾式袋式除塵器中一種.其結(jié)構(gòu)形式多種多樣.按不同特點(diǎn)可分為圓筒形和扁形；上進(jìn)氣和下進(jìn)氣.內(nèi)濾式和外濾式.密閉式和敞開(kāi)式；簡(jiǎn)易.機(jī)械振動(dòng).逆氣流反

19、吹.氣環(huán)反吹.脈沖噴吹與聯(lián)合清灰等不同種類,其性能比較如表3所示： 表3 不同袋式除塵器性能比較表 除塵種類 除塵效率 凈化程度 特點(diǎn) 簡(jiǎn)易袋式 30% 中凈化 機(jī)械振動(dòng)袋式 90% 中凈化 要求濾料薄而光滑.質(zhì)地柔軟.再過(guò)濾面上生成足夠的振動(dòng)力。 脈沖噴吹袋式 99% 細(xì)凈化 清灰方式作用強(qiáng)度很大.而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié).清灰效果好 氣環(huán)式袋式 99% 細(xì)凈化 適用高濕度、高濃度的含塵氣體.造價(jià)較低.氣環(huán)箱上下移動(dòng)時(shí)緊貼濾袋.使濾袋磨損加快.故障率較高 通過(guò)我組比較最終決定選用袋式除塵器.根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn).最終

20、決定選用MC36—I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣來(lái)達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器.它具有處理風(fēng)量大.除塵效率高的優(yōu)點(diǎn).而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件.濾袋不受機(jī)械力作用.損傷較小.濾袋使用周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。 用《除塵器手冊(cè)》中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):主要由上箱體.中箱體.下箱體.排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板.濾袋.濾袋框架；下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。 工作原理：含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi)經(jīng)過(guò)濾袋過(guò)

21、濾。粉塵被阻留在袋外.凈化氣體進(jìn)入袋內(nèi)經(jīng)過(guò)文氏管.由排風(fēng)口排出機(jī)外.阻留在濾袋上的粉塵通過(guò)用電控〔D、機(jī)控〔J或氣控〔Q中的一種方式.控制開(kāi)啟脈沖閥定時(shí)分排.對(duì)濾袋進(jìn)行清灰.其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸分別見(jiàn)表4、表5： 表4 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要性能 型號(hào) 過(guò)濾面積m2 濾袋數(shù)量/條 處理風(fēng)量m3/h 脈沖閥個(gè)數(shù)/個(gè) 外形尺寸/長(zhǎng)×高×寬 MC36—I 27 36 3250～6480 6 1425×1678×3660 設(shè)備質(zhì)量/kg 濾袋尺寸/mm 設(shè)備阻力/Pa 除塵效率 入口含塵濃度g/m3 過(guò)濾風(fēng)速/m/min 1116.80 Φ

22、120×2000 1200～1500 ＞99% 2～14 2～4 表5 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要尺寸 型號(hào) A A1 B B1 H MC36—I 1678 1150 1340 1100 3660 影響因素：過(guò)濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類等。 3.2.5總過(guò)濾面積 根據(jù)含塵濃度、濾料種類及清灰方式等.即可確定過(guò)濾氣速vF.并得出總過(guò)濾面積： 式中：Q`——預(yù)處理的煙氣量 VF——過(guò)濾速度,取1.8m/min 4.管道布置及各管段的管徑

23、4.1各裝置及管道布置原則 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。 4.2確定管徑 式中：v—煙氣流速m/s〔對(duì)于鍋爐煙塵v=10～15m/s.取v=13 m/s則： 對(duì)管徑進(jìn)行圓整.查詢?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)可得到表6： 表6 鋼制板風(fēng)管圓整相關(guān)數(shù)據(jù) 外徑D/mm 外徑允許偏差/mm 壁厚/mm 400 ±1 0.75 內(nèi)徑：mm 由公式可得到煙氣流速.由此可知.除塵器中的管徑設(shè)計(jì)合理。

24、 5.煙囪的設(shè)計(jì) 5.1煙囪高度的計(jì)算 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.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。 表7 鍋爐總蒸發(fā)量與煙囪高度的關(guān)系 鍋爐總額蒸發(fā)量〔t/h <1 1～2 2～6 6～10 20 20～35 煙囪的最低高度 20 25 30 35 40 45 由于給定鍋爐型號(hào)DZL2—13蒸發(fā)量為2t/h.故選定煙囪高度為30m 煙囪抬升高度： ； 式中：Qh——煙囪的熱排放率； Cp——標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容.取CP=1.38kg/m3K； Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量；

25、 Ts—煙氣出口溫度； Ta—當(dāng)?shù)刈罱?年平均氣溫值 K=273+20=293K KW；由于177.36KW<2100KW.則： ； 式中：VS—煙率出口速度.m/s； D—煙囪出口內(nèi)徑； Qh—煙囪的熱排放率； u—煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速.取2.5m/s。 則：m；煙囪的有效高度為m 5.2煙囪直徑的計(jì)算 5.2.1煙囪出口內(nèi)徑按如下公式： 式中：Q——通過(guò)煙囪的總煙量； V——煙氣流速.m/s.由表8確定.取為5m/s。 表8 煙囪不同情況下出口煙氣流速 通風(fēng)方式 運(yùn)行情況 全負(fù)荷 最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng)

26、 10~20 4~5 自然通風(fēng) 6~8 2.5~3 0.62m 5.2.2煙囪底部直徑 式中：d—煙囪出口直徑.圓整取0.7m； hs—煙囪高度； i—煙囪錐度.取i=0.02 5.3煙囪的抽力 H —煙囪高度 m tk—外界空氣溫度 ℃ tp—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 ℃ B—當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa Pa 5.4系統(tǒng)阻力計(jì)算 5.4.1煙囪的阻力損失計(jì)算 對(duì)于圓管 -摩擦阻力系數(shù).取0.04； -管道長(zhǎng)度； -管道直徑.取0.9m； -煙氣密度kg/m3； -管內(nèi)煙氣平均流速。 Pa；則最大地面

27、濃度mg/m3<0.5mg/m3；可見(jiàn)地面最大濃度小于國(guó)家規(guī)定,煙囪高度設(shè)計(jì)合理。 5.4.2摩擦阻力損失 ； 式中：L—管道長(zhǎng)度.取L=50； d—管道直徑； ρ—煙氣密度； v—管中煙氣流速； λ—摩擦阻力系數(shù).是氣體雷諾數(shù) 和管道相對(duì)粗糙度 的函數(shù).可以查手冊(cè)得到?！矊?shí)際中金屬管取0.02.磚砌或混凝土管道取0.04。 Pa 局部壓力損失 式中：ζ——異型管件的局部阻力系數(shù)； ρ——煙氣密度； v——與ζ相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率。 〔1除塵器進(jìn)氣管的阻力損失計(jì)算 漸縮管的計(jì)算：α≤45°

28、時(shí)ε=0.1所以取α=45°.v=12.05m/s；Pa；由于兩個(gè)彎頭均為90°Pa 漸擴(kuò)管的計(jì)算：Pa； 〔2除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算 漸擴(kuò)管的計(jì)算：α≤45°時(shí)ε=0.1；取α=30°則：Pa； ；兩個(gè)90o彎頭.D=400 m m.取Ｒ＝1.5D則ε=0.175； Pa 〔3對(duì)于T型三通 Pa〔其中ζ=0.55；則系統(tǒng)總阻力[其中鍋爐出口前阻力550Pa.除塵器阻力1400Pa〔一般為1200~1500Pa Pa 5.6風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算 5.6.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 式中：1.1—風(fēng)量備用系數(shù)； B——當(dāng)?shù)卮髿鈮篕P

29、a； Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量； tp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度℃.若管道不長(zhǎng).可以近似取鍋爐排煙溫度。 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 式中：1.2——風(fēng)壓備用系數(shù)； Σ——系統(tǒng)總阻力； tp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度℃； ty——風(fēng)機(jī)性能表中給出的實(shí)驗(yàn)用氣體溫度℃； Py—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度1.36 Kg/ m3； Sy—煙囪產(chǎn)生的抽力。 Pa 風(fēng)機(jī)的選定 根據(jù)Hy和Qy選定Y5-47的離心引風(fēng)機(jī).性能表見(jiàn)表9； 表9 Y5-47型引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表 型號(hào) 全壓/〔Pa 風(fēng)量/〔m3/h 功率/Kw 輸送介質(zhì)溫度〔℃ 適用范

30、圍 Y5-47 981～3806 2750～75330 3～110 ≤250 1～20t/h鍋爐引風(fēng) 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 ； 式中：Qy——風(fēng)機(jī)風(fēng)量； Hy——風(fēng)機(jī)風(fēng)壓； η1——風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率〔一般風(fēng)機(jī)為0.6；高效風(fēng)機(jī)為0.9>； η2——機(jī)械傳動(dòng)功率〔風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)=1.用聯(lián)軸器連接時(shí)=0.95～0.98.用V形帶動(dòng)傳動(dòng)時(shí)=0.95 β——電動(dòng)機(jī)備用系數(shù).對(duì)引風(fēng)機(jī)=1.3 Kw 電動(dòng)機(jī)的選定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率.風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速.傳動(dòng)方式.選定Y160L-6型電動(dòng)機(jī)〔功率是11 Kw.性能參數(shù)見(jiàn)表10； 表10 Y160L-6

31、型電動(dòng)機(jī)性能表 功率 型號(hào) 轉(zhuǎn)速r/min 效率<%> 功率因數(shù)cos 11 Y160L-6 970 87 0.78 6.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算 6.1塔徑的計(jì)算 在常壓零攝氏度下SO2的密度為2.927.再由表3中填料的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算： 表11 不同種類填料相關(guān)參數(shù)明細(xì)表 品名〔鮑爾環(huán) 徑×高×厚 mm×mm×mm 比表面積 〔m2/m3 空隙率<%> 干填料因子L/m 種類1 16×16×1 188 0.91 275 種類2 25×25×1.2 175 0.90 239 種類3 38×38×1.4 115 0.

32、89 220 種類4 50×50×1.5 93 0.90 127 種類5 76×76×2.6 73 0.92 94 其中空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%～80%.取u =80% 時(shí)； m；根據(jù)國(guó)內(nèi)壓力容器公稱直徑進(jìn)行校正得D=1.35m。 6.2填料層高度計(jì)算 用清水吸收屬于中等溶解度的吸收.氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮.本設(shè)計(jì)屬于低濃度氣體的吸收.塔內(nèi)氣體和液體的摩爾流量變化較小.其提及吸收系數(shù)可視為常數(shù)； 采用計(jì)算公式 式中：HOG——相總傳質(zhì)高度.取0.61m； NOG——?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù).取6.84m。 m；所以填料層高度為m； 設(shè)計(jì)取填料層高度為m

33、6.3填料塔高度計(jì)算 對(duì)于鮑爾環(huán)m； 取.取8m。 6.4填料塔附件的選擇 6.4.1壓力降的計(jì)算 ； 由X=2.05；Y=0.0064 查圖得：壓降約為PM=50mmH2O/mm處即Pa 6.4.2系統(tǒng)阻力計(jì)算 選用篩孔盤式分布器,進(jìn)口管徑為400mm,進(jìn)口風(fēng)速為12.05m/s,阻力約為400Pa；選用多孔盤管式液體分布器,阻力約為50Pa；選用液封排液裝置；選用絲網(wǎng)除塵器,出口管徑為250mm,阻力為100Pa； 根據(jù)工藝流程,填料塔至煙囪間附屬3個(gè)90o彎頭.則 Pa.〔ε取0.175 系統(tǒng)總阻力Pa 6.4.3風(fēng)機(jī)選擇 引風(fēng)機(jī)全壓力為：Pa； 引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量

34、：； 綜合風(fēng)機(jī)全壓及送風(fēng)量,選用G4-32-11型號(hào)的引風(fēng)機(jī),性能參數(shù)如下： 表12G4-32-11型號(hào)引風(fēng)機(jī)性能表 型號(hào) 全壓 風(fēng)量 電機(jī)功率 G4-32-11 3678-8564 2460-29000 11-75 6.4.4電機(jī)的選擇 〔1電機(jī)功率的計(jì)算 Kw 〔2電機(jī)的選擇 根據(jù)電機(jī)功率,選用Y180M-2型電動(dòng)機(jī),電機(jī)性能參數(shù)如下: 表13 Y180M-2型電動(dòng)機(jī)性能參數(shù) 型號(hào) 功率 電流 轉(zhuǎn)速 效率<%> Y180M-2 22 42.2 2940 89 7.課程

35、設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)提高了我的邏輯思維能力以及對(duì)材料的整合和篩選能力.這對(duì)于我今后的研究和學(xué)習(xí)有很大的幫助.通過(guò)了整個(gè)課程設(shè)計(jì)方案的描述.讓我更加全面的拓寬自己的思考能力。也讓我更加重視對(duì)實(shí)際工作的關(guān)注.有利于提高我的理論聯(lián)系實(shí)際能力。通過(guò)這次學(xué)習(xí).我知道了如何去自覺(jué)學(xué)習(xí).如何去體驗(yàn)實(shí)踐的成果.如何在實(shí)踐中享受勝利的喜悅。 在設(shè)計(jì)中體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性.通過(guò)與小組同學(xué)一起進(jìn)行資料的收集、整理.大家分工明確.態(tài)度積極.才能使這次的設(shè)計(jì)完成。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中.使自己加深了課本知識(shí)的理解.不再是停留與表面的理論知識(shí).更加與實(shí)踐結(jié)合了起來(lái).收獲頗多。 最后感謝老師和同學(xué)在設(shè)計(jì)中的幫助。 13 / 14