《大气污染控制工程》课程设计计算书.doc

大气污染控制工程课程设计计算书一设计原始资料 直吹式煤粉炉，3台设计耗煤量：36.4t/h（台）锅炉额定蒸发量10t/h（台）主蒸汽压力9.8Mpa锅炉排烟量44000 m3/h 排烟温度：140150，本设计取150排烟中飞灰占煤中不可燃成分比例：15%空气过剩系数a=1.8烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：100kPa冬季室外空气温度：1空气含水（标准状态下）按0.01293kg烟气其他性质按空气计算飞灰化学成分 质量分数（） 飞灰化学成分 质量分数（）SiO2 55.5662.8 Al2O3 15.7919.38Fe2O3 7.012.2 CaO 2.04.0MgO 1.24.4 K2O 2.33.3Na2O 0.82.2 SO2 1.02.7按锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3二.设计计算2.1燃煤锅炉烟气量 -工况下理论烟气量,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 2.1.2烟气含尘浓度 式中-排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数 -煤中不可燃成分的含量 -标准状态下实际烟气量, ()2.2除尘器的选择2.2.1除尘效率 =99.35%式中C-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, 2.2.2除尘器的选择 则烟气流速为 根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器。选择LCPM型脉冲除尘器 。型号为：LCPM320-20-2700。技术性能见表1。表1 LCPM320-20-2700除尘器技术性能型号处理烟气量/(m3h-1）过滤风速（）滤袋尺寸（mm）除尘器阻力/（KPa）除尘器效率/()LCPM320-20-270019200-576001-327000.6-1.299.5设备安装尺寸见表2。表2 LCPM320-20-2700除尘器安装尺寸型号外形尺寸进口尺寸出口尺寸接口标高长宽高ABN1nfeH1H2H3LCPM320-20-270041394042439927003839500109019014027152965105992.3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。2.3.1各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况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，操作方便。2.3.2管径的确定 （m）式中Q 工作状态下管道内的烟气流量， 烟气流速 取 14圆整并选取风道 外径 钢制板风管 外径允许偏差/ 壁厚/ 900 1.0内径=d=900-21.0=898()由公式可计算出实际烟气流速： （）2.4 烟囱的设计 2.4.1 烟囱高度的确定 首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定表3确定烟囱的高度.表3 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:103=30(t/h)故选定烟囱高度为45m。2.4.2 烟囱直径的计算 烟囱出口内径可按下式计算： Q通过烟囱的总烟气量，按表4选取的烟囱出口烟气流速，。 表4 烟囱出口烟气流速 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=5 圆整取d=3.1m烟囱底部直径式中 烟囱出口直径，mH烟囱高度，mi烟囱锥度(通常取i=0.02-0.03)本设计取 i=0.032.4.3烟囱的抽力 =202.0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，2.5系统阻力的计算2.5.1 摩擦压力损失 式中L管道长度，md管道直径，m烟气密度，管中气流平均速率摩擦阻力系数a.对于900圆管 L=2.0+0.7+11.6+1.0=15.3（m） b.对于砖拱形烟道L=210.0=20.0m =1.27（） D=900mm 故B=712mm 则R= 式中,A为面积,X为周长c.对风机后的方形风道 L=32.0=6.0m尺寸：1250mm800mm，则：R=式中,A为面积,X为周长2.5.2局部压力损失 (Pa)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与像对应的断面平均气流速率,m/s 烟气密度, (1)除尘器入口前管道的计算 （附图1）图中一为渐扩管 查表取=30则：=0.27 图中二为30Z形弯头 由手册查得 =1.00.15=0.15 L2=h/tan30=0.58/ tan30=1.004m 图中三为天圆地方 连接900圆管和500mm1050mm方管 设=0.26 长L=0.70m 则 (2)除尘器出口至风机入口段管道的计算（附图2）a为天圆地方连接190mm140mm和方管900圆管设=0.30 长L=0.8m则 b、c均为90弯头D=900mm，取R=D，则=0.24 两个弯头 (3)T形三通管 =0.76 对于T形合流三通 =0.58 系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800Pa,除尘器阻力1200Pa） 2.6风机和电动机选择及计算2.6.1标准状态下风机风量的计算式中 1.1风量备用系数； Q标准状态下风机前风量，m3/h; tp风机前烟气温度，C,如管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度； B当地大气压力，kPa2.6.2风机风压的计算式中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，C。ty风机性能表中给的试验用气体温度，C。标准状态下烟气密度，（=1.34kg/m3）根据和选定4-68 No.12.5C型工况序号为5的引风机，性能表如下机号传动方式转速/(t/min)工况序号流量/(m3/h)全压/Pa内效率/内功率/kW所需功率/kW12.5C1120579342177092.065.0678.752.6.3电动机 功率的计算式中Qy风机分量，m3/h； Hy风机风压，Pa；1风机在全压头是的效率(一般风机为0.6，高效风机约为0.9)；2机械传动效率，当风机与电机直连传动是2=1，用联轴器连接是2=0.95-0.98，用V形带传动时2=0.95； 电动机备用系数，对引风机，=1.2.根据电动机的功率，风机的转速、传动方式选定JO293-4型电动机。2.7系统中烟气温度的变化2.7.1烟气在管道中的温度降式中 Q标准状态下烟气流量，m3/h； F管道散热面积，m2; Cv标准状态下烟气平均比热容，一般为1.352-1.357kJ/(m2) q管道单位面积散热损失。室外q1=4187 kJ/(m2)室内q2=5443 kJ/(m2)室内管道长：L=2.18-0.6-1.49=0.09(m) F2=LD=3.140.091.40=0.40(m2)室外管道长：L=2.0-0.09=1.91（m） F1=LD=3.142.631.40=11.56(m2) 2.7.2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5查的。表5 烟囱温度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0.5mA20.80.40.2总温度降 三、参考文献1郝吉明.马广大等编.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，2002 2钢铁企业采暖通风设计手册.北京：冶金工业出版社，2000 3同济大学等编.锅炉及锅炉房设备.北京：中国建筑工业出版社，1986 4航天部第七研究设计院编.工业锅炉房设计手册.北京：中国建筑工业出版社,1986 5陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987 6风机样本.各类风机生产厂家 7工业锅炉旋风除尘器指南.1984 8熊振湖等.大气污染防治技术及工程应用.北京：机械工业出版社,2003附 录锅炉烟气除尘系统平面布置图和锅炉烟气除尘系统剖面图 致 谢通过课程设计进一步消化和巩固大气污染控制工程所学内容，使我的基本理论、基本知识