大气污染课程设计说明书---1th燃煤锅炉除尘系统设计.doc

课程设计说明书课程名称： 大气污染控制工程课程设计 题 目：1t/h燃煤锅炉除尘系统设计 学生姓名： 学号： 系 别： 专业班级： 指导老师： 2011年7月目录前言41设计目的52设计任务53设计参数及要求54设计计算54.1烟气量、烟尘计算64.1.1标准状态下理论空气量64.1.2标准状态下理论烟气量64.13标准状态下实际烟气量64.14标准状态下烟气含尘浓度64.2除尘器的选型64.2.1除尘器应达到的除尘效率64.22除尘器的选择64.3确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置74.3.1各装置及管道布置的原则74.3.2管径的确定74.4烟囱的计算74.4.1烟囱高度的确定74.4.2烟囱直径的计算84.4.3烟囱的抽力84.5系统阻力的计算94.5.1摩擦压力损失94.5.2局部压力损失94.6风机选择及计算104.6.1风机风量的计算104.6.2风机风压的计算104.7电动机的选型105小结11 6主要参考文献11前言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。该燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。1、 设计目的课程设计是大气污染控制工程教学中一个重要的实践环节，综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，进一步巩固和提高理论知识。通过课程设计，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。本设计为一吨每小时燃煤锅炉除尘系统设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：1.工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用。2.基本计算方法和绘图能力的训练。3.综合运用本课程及有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。4.熟悉、贯彻国家环境保护法规及其他有关政策。二、设计任务1. 除尘系统设计方案的分析、确定；2. 燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度的计算；3. 除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数；4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径、系统总阻力；5. 风机及电机的选择设计：根据所需处理的烟气量、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。6. 编写设计说明书：设计说明书的内容包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，并装订成册。图纸要求：按照工程制图要求绘制除尘工艺系统平面和立面图各一张(2号或3号图)，需人工铅笔绘图。图应按比例绘制、标出设备、管件编号及明细表。三、设计参数及要求排烟温度取150；空气过剩系数=1.35；烟气密度（标态）1.36kg/m3；室外空气平均温度6；锅炉出口前烟气阻力1000pa；排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例为18；烟气其他性质按空气计算；煤的工业分析值：cy68 hy4 sy1 oy5ny1 wy6 ay15 vy13按锅炉大气污染物排放标准（gb13217-2001）中二类区标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：200mg/m3。除尘系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内四、课程设计算： cy68 hy4 sy1 oy5 ny1 wy6 ay15 vy13（一）烟气量、烟尘计算1、 标准状态下理论空气量 =4.761.86768%+5。.564%+0.71%+0.75%） =6.97 (m3/kg) 式中 cy，hy，sy，oy一一分别为煤中各元素所含的质量分数。2、 标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.93g/m3) =1.867（68%+0.3751%）+11.24%+1.246%+0.0166.968+0.796.968+0.81% =7.42(m3/kg) 式中： 标准状态下理论空气量，m3kg； wy煤中水分所占质量分数， nyn元素在煤中所占质量分数，3、 标准状态下实际烟气量 =7.423+1.016（1.35-1）6.968 =9.90 (m3/kg) 式中 空气过量系数； 标准状态下理论烟气量，m3kg； 标准状态下理沦空气量，m3kg 注：标准状态下烟气流量q以m3h计。4、 标准状态下烟气含尘浓度=18%15%/9.901=0.00273kg/m3） 式中 dsh排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数 ay煤中不可燃成分的含量； qs标准状态下实际烟气量，m3kg.（二）除尘器的选择1、 除尘器应达到的除尘效率=1-200/0.00273106=92.67%式中 c标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3； cs标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mgm3 2、除尘器的选择 工作状况下烟气流量 qqs设计耗煤量=9.901180=1782.18 =1782.18（150+273）/273=2761.4式中q-标准状态下烟气流量， -工况下烟气温度，kt-标准状态下温度，273k则烟气流量为 q/3600=2761.4/3600=0.767（m3/s） 所以采用xd-ii-1除尘器 阻力选择800（pa）（三）确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置1、各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。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。2、 管径的确定 =0.285（m）取d=280mm式中 q 工况下管内烟气流量，m3s；v 烟气流速，ms，(可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v1015ms)管径取整采用d=280mm外径d/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm28010.75内径d=280-2.075=278.5mm（四）烟囱的设计1、烟囱高度的确定 首先确定所用烟囱的锅炉的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度。 1t/h 最低高度为25米。烟囱高度取25米。2、烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算 =0.5（m）式中 q 通过烟囱的总烟气量，m3h；v 按下表选取的烟囱出口烟气流速，m/ s。本设计取4-5m/s烟囱底部直径d1d2+2ih =0.5+20.02525=1.75 (m)式中 d2 烟囱出口直径，”； h 一烟囱高度，m； i烟囱锥度，通常取i0.02一0.033、 烟囱的抽力 =0.034225 ()1.01105 = 105.37 (pa)式中 h烟囱高度m，； tk外界空气温度， tp 一烟囱内烟气平均温度，b当地大气压，pa。（5） 系统阻力的计算1、 摩擦压力损失对于圆管：=0.02 (10.415/0.28) (1.3612.62/2)= 80.31(pa)式中 l一管道长度m； d管道直径，m； 烟气密度，kgm3；v一 管中气流平均速率，ms 摩擦阻力系数，是气体雷诺数re和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到(实际中对金属管道值可取0.02。对砖砌或混凝土管造值可取0.04)。2、 局部压力损失 圆形弯头=0.28渐缩管=0.10 渐扩管 =0.10 除尘设备局部阻力损失1000pa 锅炉的本体局部损失 900pa。 =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 异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到、或通过实验获得v一 与相对应的断面平均气流速率，ms； 烟气密度，kg/m3。（六）、风机和电动机选择及计算1、 风机风量的计算 =1.11782.18=3038.60 （m3/h）式中 1.1 一风量备用系数； q标准状态下风机前标态下风量(烟气量)，m3h； tp一 风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅锅炉排烟温度；b当地大气压力，kpa。2、 风机风压的计算 =1.2（1933.87+80.31-105.37） =1953.98（pa）式中 1.2风压备用系数； 系统总阻力，pa； sy烟囱抽力，pa； tp风机前烟气温度； ty一风机性能表中给出的试验用气体温度（最高温度不超过523k取473k）y一标准状况下烟气密度， kgm3。 计算出风机风量qy和风机风压hy后，可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需风机的型号。风机型号为y5-47-4c3、 电动机功率的计算= =3.57（kw）式中 qy风机风量，m3/h；hy风机风压，pal一风机在全压头时的效率(一般风机为06，高效风机约为09)2一机械传动效率，当风机与电机直联传动时21。用联轴器连接时20.950.98，用v形带传动时20.95；电动机备用系数，对引风机，1.3。根据电动机的功率，风机的转速，传动方式选择电动机型号y132m1-6五 小节我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手画图操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计过程中，我学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学