长江大学大气污染控制工程课程设计某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计.

1、大气污染控制工程课程设计题目名称： 燃煤锅炉房烟气除尘系统设计 院 系： 化学与环境工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 时 间： 2021.10.10 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc251608656 1 概述 PAGEREF _Toc251608656 h 3 HYPERLINK l _Toc251608657 设计目的 PAGEREF _Toc251608657 h 3 HYPERLINK l _Toc251608658 设计任务 PAGEREF _Toc251608658 h 3 HYPERLINK l _Toc2516086

2、59 设计依据及原那么 PAGEREF _Toc251608659 h 3 HYPERLINK l _Toc251608660 锅炉房根本概况 PAGEREF _Toc251608660 h 3 HYPERLINK l _Toc251608661 通风除尘系统的主要设计程序 PAGEREF _Toc251608661 h 3 HYPERLINK l _Toc251608662 2 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算 PAGEREF _Toc251608662 h 5 HYPERLINK l _Toc251608663 标准状态下理论空气量 PAGEREF _Toc251608663 h 5 HYP

3、ERLINK l _Toc251608664 标准状态下理论烟气量 PAGEREF _Toc251608664 h 5 HYPERLINK l _Toc251608665 标准状态下实际烟气量 PAGEREF _Toc251608665 h 5 HYPERLINK l _Toc251608666 标准状态下烟气含尘浓度 PAGEREF _Toc251608666 h 6 HYPERLINK l _Toc251608667 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 PAGEREF _Toc251608667 h 6 HYPERLINK l _Toc251608668 3 除尘器的选择 PAGEREF

4、_Toc251608668 h 7 HYPERLINK l _Toc251608669 除尘器应该到达的除尘效率 PAGEREF _Toc251608669 h 7 HYPERLINK l _Toc251608670 除尘器的选择 PAGEREF _Toc251608670 h 7 HYPERLINK l _Toc251608671 4 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 PAGEREF _Toc251608671 h 9 HYPERLINK l _Toc251608672 各装置及管道布置的原那么 PAGEREF _Toc251608672 h 9 HYPERLINK l _Toc25

5、1608673 管径确实定 PAGEREF _Toc251608673 h 9 HYPERLINK l _Toc251608674 5烟囱的设计 PAGEREF _Toc251608674 h 10 HYPERLINK l _Toc251608675 烟囱高度确实定 PAGEREF _Toc251608675 h 10 HYPERLINK l _Toc251608676 烟囱直径的计算 PAGEREF _Toc251608676 h 10 HYPERLINK l _Toc251608677 烟囱的抽力 PAGEREF _Toc251608677 h 11 HYPERLINK l _Toc251

6、608678 6 系统阻力计算 PAGEREF _Toc251608678 h 12 HYPERLINK l _Toc251608679 摩擦压力损失 PAGEREF _Toc251608679 h 12 HYPERLINK l _Toc251608680 局部压力损失 PAGEREF _Toc251608680 h 13 HYPERLINK l _Toc251608681 7 系统中烟气温度的变化 PAGEREF _Toc251608681 h 16 HYPERLINK l _Toc251608682 烟气在管道中的温度降 PAGEREF _Toc251608682 h 16 HYPERLI

7、NK l _Toc251608683 烟气在烟囱中的温度降 PAGEREF _Toc251608683 h 16 HYPERLINK l _Toc251608684 8 风机和电动机的选择及计算 PAGEREF _Toc251608684 h 18 HYPERLINK l _Toc251608685 标准状态下风机风量计算 PAGEREF _Toc251608685 h 18 HYPERLINK l _Toc251608686 风机风压计算 PAGEREF _Toc251608686 h 18 HYPERLINK l _Toc251608687 电动机功率计算 PAGEREF _Toc2516

8、08687 h 19 HYPERLINK l _Toc251608689 参考文献 PAGEREF _Toc251608689 h 22 HYPERLINK l _Toc251608690 致 谢 PAGEREF _Toc251608690 h 231、 课程设计任务书通过设计进一步消化和稳固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。运用所学知识设计某一燃煤锅炉房烟气除尘系统。严格按照锅炉大气污染物排放标准GB

9、13271-2001中二类区标准、烟尘浓度排放标准、二氧化碳排放标准进行设计计算。锅炉型号：SZL4-13型，共4台2.8MW*4设计耗煤量：400-800kg/h台排烟温度：140-1803烟气在锅炉出口前阻力：750 Pa当地大气压：98 Pa冬季室外空气温度：-3C3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5% NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准标准状态下：200mg/m3二氧化碳排放标准标准状态下：900mg/m3净化系统布置场地如下图的锅炉房北侧

10、15m以内。燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算。净化系统设计方案的分析确定。除尘器的比拟和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案确实定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等类容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等局部、文字应简明、通顺，内容正确完整，装订成册。图纸要求除尘系统图

11、一张。除尘系统平面图、剖面布置图2-3张。图中设备管件应标注编号，编号应与系统图对应。2 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算建立煤燃烧的假定：煤中固定氧可用于燃烧；煤中硫主要被氧化为 SO2；不考虑NOX的生成；煤中的N在燃烧时转化为N2。标准状态下理论空气量：式中=68%，=4%，=1%，=5%分别为煤中各元素所含的质量分数。结果为 标准状态下理论烟气量：式中标准状态下理论空气量，；煤中水分所占质量分数，6%；N元素在煤中所占质量分数，1%。结果为=7.42 标准状态下实际烟气量：式中空气过量系数；标准状态下理论烟气量，；标准状态下理论空气量，；标准状态下烟气流量应以计，因此，结果为 =10.2

12、5 =6150 标准状态下烟气含尘浓度： EMBED Equation.3 式中 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，18%；煤中不可燃成分的含量；15%标准状态下实际烟气量，。结果为 C=0.00234 =2630 式中煤中含可燃硫的质量分数；1%标准状态下燃煤产生的实际烟气量, 。结果为 =1910 3 除尘器的选择标准状态下烟气含尘浓度，；标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，。结果为 92.4%工况下烟气流量：式中标准状态下的烟气流量，工况下烟气温度，K标准状态下温度，373 K结果为型号配套锅炉容量/(j/H)处理烟气量/(m3/h)除尘效率/%设备阻力/Pa分割粒径d/(50um)

13、质量/kgXLD-441200092-95932-11282369表3.2 除尘器外型结构尺寸见图3.1ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235图3.1 除尘器外型结构尺寸4 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，管道的布置也就根本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单、紧凑、管路短、占地面积小，并使安装、操作和检修方便。管道直径：式中工况下管道内烟气流量，烟气流速 m/s (对于锅炉烟尘=10-15 m/s)取=14 m/s结果为d=0.49 (m)圆整并选取风

14、道:表4.5 风道直径规格表外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm5001内径 :500-20.75=498.5(m/s)由公式可计算出实际烟气流速：V=13.8 (m/s)5烟囱的设计首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量t/h，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定表5.1确定烟囱的高度。表5.1 锅炉烟囱的高度锅炉总额定出力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35烟囱最低高度/m202530354045锅炉总额定出力：44=16t/h,应选定烟囱高度为40 m 烟囱出口内径可按下式计算：式中通过烟囱的总烟气量，；按表5.2选取的烟囱出口烟气流速，m/s表5.

15、2烟囱出口烟气流速/ (m/s)通风方式运行情况全负荷时最小负荷时机械通风10-204-5自然通风6-10选定=4m/s结果为 :d=1.83m圆整取d=1.8 m。烟囱底部直径：式中烟囱出口直径，m；烟囱高度，m；烟囱锥度通常取i=0.02-0.03。结果为:d1=3.5m式中烟囱高度，m；外界空气温度， C烟囱内烟气平均温度，C当地大气压，Pa。结果为:Sy=187Pa6 系统阻力计算1对于圆管：式中摩擦阻力系数实际中对金属管道可取0.02.对砖砌或混凝土管道可取0.04。管道直径,m烟气密度，kg/m3管中气流平均速率, m/s管道长度,m对于直径500mm圆管：=n EQ B结果为:2

16、对于砖砌拱形烟道见图6.1D=500 mm式中 S为面积，结果为：B=450 mm图6.1 砖砌拱形烟道式中异形管件的局部阻力系数，与相对应的断面平均气流速率，m/s烟气密度，kg/m3图6.2中一为渐缩管。 图6.2 除尘器入口前管道示意图45度时，=0.1，取=45度，结果为：8.0PaLtan67.5=0.12mH=2.985-2.39=0.595=0.6mH取=1.57 =1.0结果为：12.6Pa图6.3 除尘器出口至风机入口段管道示意图45度时，=0.1，取=30度，结果为：8.0PaL=0.93(m)图6.3中b、c均为90度弯头D=500，取R=D那么结果为：18.4Pa两个弯

17、头V1l1V2l2V3l3T形三通管示意图62.4Pa对于T形合流三通结果为：44Pa系统总阻力其中锅炉出口前阻力为800Pa，除尘器阻力1128Pa为: 2657.5(Pa)7 系统中烟气温度的变化式中标准状态下烟气流量，m3/h管道散热面积，m21.357KJ/(m3C管道单位面积散热损失 KJ/(m3h)室内=4187 KJ/(m3h)室外=5443 KJ/(m3h)室内管道长：F=LD=2.29 (m2)室外管道长L=9.5-1.46=8.04 (m)F=LD=12.69 (m2)式中烟囱高度，m。温度系数，可由表7-2-1查得。合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；表7.1

18、烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱无衬筒钢烟囱有衬筒砖烟囱H50m，壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA2总温度降：8 风机和电动机的选择及计算式中风量备用系数，标准状态下风机前表态下风量，m3/h风机前烟气温度，假设管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度, C当地大气压，kP结果为Qy=11093.8 m3/h式中风机备用系数；系统总阻力，Pa；烟囱抽力，Pa风机前烟气温度，C风机性能表中给出的试验用气体温度，C标准状态下烟气密度，kg/m3结果为Hy=2443 (Pa)根据Hy和Qy，选定Y5-47型No.7c的引风机，Y5-47型引风机是在原Y5-47型引风机性能根底上改良的产品，该引风机最正确工况点的全压内效率为85.6%，与原Y5-47型引风机相比拟，由于进行了一系列改良，使噪声值有显著降低，噪声指标为12.5dB。性能表如下。表8.2 引风机性能表机号传动方 式转速/r/min流量/m3/h全压/Pa内效率/%内功率/kw所需功率/kwC式232011