某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计——黎京.doc

课程设计课程名称： 大气污染控制工程 设计题目： 燃煤锅炉除尘系统设计 学生姓名： 黎 京 学 号： 201229090229 学 院： 化学与生物工程学院 班 级： 环境工程1201班 指导教师： 王琼 宋剑飞 蒋朝晖 2015年5月11日至2015年5月24日 绪论 目前，大气污染是全球受到最为关注的环境问题之一。在我国大气污染更加严重，是亟待解决的一个环境问题。 我国的大气污染主要是颗粒物和二氧化硫为主的煤烟型污染。而由于城市机动车数量的剧增，我国一些大城市的已呈现出以机动车尾气污染为主的趋势。我国还是一个工业化程度还比较低的发展中国家，能源结构比例中煤炭所占比例高达73%，石油为21%，天然气和水能仅占2%和4%，因此大气污染相当严重。这对我国的经济发展造成了严重的阻碍，而且随着人类对大气污染的认识进一步加深，人们逐渐了解到大气污染的危害，大气污染问题继续解决。 目录绪论目录1第一章 课程设计任务书2一、课程设计的目的2二、 设计原始资料2第二章 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算3一、.燃煤锅炉排放量及烟尘和二氧化硫浓度的计算3二、标准状态下理论烟气量（空气含湿量12.93）3三 、标准状态下实际烟气量3四 、标准状态下烟气含尘浓度4五 、标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算4第三章 除尘器的选择5一、除尘器除尘效率5二、除尘器的选择5三、确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。6第四章 烟囱的设计7一、.烟囱高度的确定7二、烟囱直径的计算7三、烟囱的抽力8第五章 系统阻力的计算9一、摩擦压力损失9二、 局部压力损失10第六章 风机和电动机选择和计算13一、标准状态下风机风量计算13二、风机风压的计算13三、电动机功率的计算14第七章 系统中烟气温度的变化15一、烟气在管道中的温度降15二、烟气在烟囱中的温度降15总结17致谢18参考文献19 第一章 课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，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，培养学生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。二、设计原始资料 锅炉型号：ZDFR-3M型，外形尺寸6350*3920*5300mm，额定蒸发量3t/h。 设计耗煤量：450kg/h（台），共4台 排烟温度：160 烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3 空气过剩系数：=1.4 排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：16% 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：97.86kPa 冬季室外空气温度：-1 空气含水（标准状态下）：按0.01293kg/m3 烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值：Car=54.30% Har=3.32% Sar=1% Oar=7.21% Nar=0.76% Mar=4.6% Aar=28.81% Var=32.16% 其他要求 按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）执行 新建锅炉颗粒物排放标准（标准状态下）：50mg/m3 二氧化硫排放标准（标准状态下）：300mg/m3 净化系统布置场地在锅炉房北侧20m以内 第二章 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算 一、.燃煤锅炉排放量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 （1）标准状态下理论空气量 式中 ，分别为煤中各元素所含的质量分数 二、标准状态下理论烟气量（空气含湿量12.93） 式中 标准状态下理论空气量 空气含湿量 煤中水的质量分数 煤中N元素的质量分数 三 、标准状态下实际烟气量 式中 空气过剩系数 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Q应以m/h计算，因此，Q=Qf 设计耗煤量 四 、标准状态下烟气含尘浓度 式中 排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例 煤中不可燃成分的含量 标准状态下实际烟气量 五 、标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 式中 煤中硫的质量分数 标准状态下实际烟气量 第三章 除尘器的选择一、除尘器除尘效率 式中 C标准状态下烟气含尘浓度，mg/m 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m 二、除尘器的选择 工况下烟气流量 式中 Q标准状态下烟气流量，m3/h 工况下烟气温度 K， T标准状态下温度，273K 则烟气的流速为 根据工况的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器；初步选定使用袋式除尘器，圆筒型，滤布为丙烯酸材料，过滤面积 LSB24-I I/A型脉冲袋式除尘器技术性能参数 型号处理风量除尘率%设备阻力Pa入口含尘浓度g/m3质量Kg最大外形尺寸mmLSB24-I I/A2710-678099.5600-12003-15960.01000X1400X4550 三、确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。 （1）各装置及管道布置的原则 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、并使安装、操作和检修方便。（2） 管径的确定 （m） 式中 Q工况下管道内的烟气流量，m/s ; v烟气流速，m/s ( 对于锅炉烟尘 v =1015m/s ） 取 v = 13 m/s 则 圆整并选取值 外径D/mm 钢制板风管 外径允许偏差/mm 壁厚/mm 50010.75 内径 由公式可计算出实际烟气流速： 第四章 烟囱的设计 一、.烟囱高度的确定首先确定公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3-3-3）确定烟囱的高度。 表3-3-3 锅炉烟囱的高度 锅炉总额定出力/（t/h） 1122561010202535烟囱最低高度/m202530354045锅炉总额定出力：43=12 （t/h）故选定烟囱高度为40 m。二、烟囱直径的计算 烟囱出口内径可按下式计算： 式中 Q通过烟囱的总烟气量， w按表3-3-4选取的烟囱出口烟气流速，m/s。 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 机械通风 1020 45 自然通风 610 2.53选定w = 5 m/s 圆整取d=1.2 m 烟囱底部直径 式中 d1 烟囱出口直径，m； H外界空气温度， i烟囱锥度（通常取i=0.020.03） 取i=0.03 三、烟囱的抽力 式中 H烟囱高度，m； 外界空气温度，； 烟囱内烟气平均温度，； B当地大气压，Pa。 第五章 系统阻力的计算一、摩擦压力损失 对于圆管 式中 L管道长度，m； D管道直径，m； 烟气密度，kg/m； v管中气流平均速率，m/s； 摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数，。可以查手册得到（实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04）。a . 对于500圆管 B b . 对于砖砌拱形烟道 D = 500mm 故 B = 450 则 式中 A为面积 ， X为周长。 砖砌拱形烟道 二、 局部压力损失 式中 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与相对应的断面平均气流速率，m/s； 烟气密度，kg/m图中为渐缩管 除尘器入口前管道示意图取 图中二为30Z形弯头 由手册查得，图中三为渐扩管 除尘器出口至风机入口段管道示意图 查大气污染控制工程一书附表，取=30，则3=0.19图四中a为渐缩管，当取 图四中b、c均为90弯头，D=560mm，取R=D 则5=0.23 则 如图五为T形三通管 取6=0.78V1l1V2l2V3l3T形三通管示意图对于T形合流三通 取7=0.55则系统总阻力，（其中锅炉出口前阻力位800Pa，除尘器阻力位1400Pa）V1l1V2l2V3l3T形三通管示意图 第六章 风机和电动机选择和计算一、标准状态下风机风量计算 式中 1.1风量备用系数； Q标准状态下风机前风量，m/h 风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度； B当地大气压力，kPa。 二、风机风压的计算 式中 1.2风压备用系数； 系统总阻力，Pa； 烟囱抽力，Pa； 风机前烟气温度， 风机性能表中给出的试验用气体温度，； 标准状态下烟气密度，（=1.34kg/m）。 根据和选定Y132S2-2的4-68型离心通风机，性能表如下。机号传动 方式转 速/（r/min）流 量/(/h)全压/Pa内效率/kW内功率/kW所需功率/kW 4.5A 29008920 229589.26.377.33三、电动机功率的计算 式中 风机风量，m/h；风机风压，Pa；风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机约为0.9）；机械传动效率，当风机与电动机直联传动时，用联轴器连接时 .用V形带传动时；电动机备用系数，对引风机，。 根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选定Y160M2-2型电动机。 第七章 系统中烟气温度的变化 一、烟气在管道中的温度降 式中 Q标准状态下烟气流量， F管道散热面积，； 标准状态下烟气平均比热容，一般为1.3521.357； q管道单位面积散热损失。 室内q=4187 室外q=5443 室内管道长： 室外管道长： 二、烟气在烟囱中的温度降 式中 H烟囱高度，m； D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h； A温降系数，可由表查得。 表 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0.5m A 2 0.8 0.4 0.2 总温度降 总结 通过两周的努力，我终于完成了这次课程设计，同时也收获了很多，对以后的学习工作都将会有很大帮助。 这次课程设计，我看到了我自身存在的很多问题。比如之前对课本理论知识学得不够踏实，一些很基础的问题都要很长时间才明白，给课程设计过程中带来了一些不必要的困扰，在今后的学习中一定要踏踏实实的。以前总是做到后面忘了前面的，算到后面都不知道自己在算的是什么了。通过本次课程设计熟悉了烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格。确定除尘器的运行参数计算、系统中烟气温度的变化以及根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。也对烟囱的设计、系统阻力的计算、风机和电动机选择及计算有了灵活的掌握。经过这次课程设计，我巩固了大气污染控制工程所学到的知识，并对他们的应用有一些了解。对以后的学习产生了很大的影响。 致谢 在这次大气污染控制工程的课程设计中，首先要感谢王琼老师，宋剑飞老师和蒋朝晖老师给我们布置的任务。通过这次课程设计，我看到了自己很多对专业知识学得不够踏实，很多知识点刚过学得就忘得差不多了，在今后的学习中我会更加努力学习的。其次要感谢哪些给与我帮助的同学，没有他们的帮助，我很难完成这个课程设计。通过查找资料，不仅使这次课程设计得以圆满完成，与此同时也丰富了自己的很多专业的知识，对今后的学习和工作将会有很大的帮助。 参考文献1童志权主编. 大气污染控制工程. 北