大气课程设计：某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计

课程设计说明书某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计学院(部)：化学工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：2023年12月30日目录1概述2设计目的2设计依据及原那么2锅炉房根本概况2通风除尘系统的主要设计程序32烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算4标准状态下理论空气量4标准状态下理论烟气量4标准状态下实际烟气量4标准状态下烟气含尘浓度5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算53除尘器的选择6除尘器应该到达的除尘效率6除尘器的选择64确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置8各装置及管道布置的原那么8管径确实定85烟囱的设计9烟囱高度确实定9烟囱直径的计算9烟囱的抽力106系统阻力计算11摩擦压力损失11局部压力损失127风机和电动机的选择及计算157.1标准状态下风机风量计算157.2风机风压计算167.3电动机功率计算168系统中烟气温度的变化178.1烟气在管道中的温度降188.2烟气在烟囱中的温度降189通风除尘系统布置图19参考文献211概述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。严格按照锅炉大气污染物排放标准〔GB13271-2001〕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760kg/h〔台〕排烟温度：160°C3烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压：97.86Pa冬季室外空气温度：-1°C33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=10.25设计耗煤量==7790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分的质量分数，16%；——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=2340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=19103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，273K结果为=12356根据工况下的烟气量、烟气温度及要求到达的除尘效率确定除尘器：选择XLD-6XLD-6除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量/(j/H)处理烟气量/(m3/h)除尘效率/%设备阻力/Pa分割粒径d/(50um)质量/kgXLD-641800092-95932-11282369表3.2XLD-6除尘器外型结构尺寸〔见图3.1〕ABCDEFGHIJ17701718297726283792150050616763061576KLMNm1n1m2n2m3n31504155615010014312137410116m4n4ΦP116324960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=10-15m/s)取=14m/s结果为m圆整并选取风道: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/mm560±11内径:560-2×1=558(m/s)由公式可计算出实际烟气流速：1m/s5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：4×4=16〔t/h〕,应选定烟囱高度为40m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5.2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:=m圆整取d=2m。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:d=1=〔m〕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:6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：EQB结果为:BPa〔2〕对于砖砌拱形烟道〔见图6.1〕D=560mm式中S为面积，结果为：B=595mm 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：L×tan67.5=0.12〔m〕H=2.985-2.39=0.595=0.6〔m〕H取==1.57〔=1.0〕结果为：查《大气污染控制工程》附表十一，并取=30度，那么(m)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，=13.9m/s结果为：L=0.82(m)图6.3中b、c均为90度弯头D=500，取R=D那么结果为：两个弯头VV1l1V2l2V3l3T形三通管示意图对于T形合流三通结果为：系统总阻力〔其中锅炉出口前阻力为800Pa，除尘器阻力1128Pa〕为:7风机和电动机的选择及计算7.1标准状态下风机风量计算式中——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(m3/h)7.2风机风压计算式中——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结果为根据Hy和Qy，选定4-68型No.的引风机表7.24-68型引风机性能表机号传动方式工况序号转速/r/min流量/m3/h全压/Pa内效率/%内功率/kw所需功率/kwC222401451131087917．217.3电动机功率计算式中——风机风量，m3/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，当风机与电机直联传动时=1，用联轴器连接时—0.98，用V型带传动时——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Y180M-2型电动机。8系统中烟气温度的变化8.1烟气在管道中的温度降式中——标准状态下烟气流量，m3/h——管道散热面积，m2———1.357KJ/(m3·°C〕——管道单位面积散热损失KJ/(m3·h)室内=4187KJ/(m3·h)室外=5443KJ/(m3·h)室内管道长：F=L·D=(m2)室外管道长L=9.5-1.46=8.04(m)F=L·D=(m2)8.2烟气在烟囱中的温度降式中——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8.1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〔H<50m，壁厚小于0.5m〕砖烟囱〔壁厚大于0.5m〕A2总温度降：9通风除尘系统布置图锅炉烟气除尘系统布置图和立面图分别见图9.1和9.2。A-A侧面图图9.1锅炉烟气除尘系统立面图设计说明烟道为砖烟道，导角为45度，与圆管连接处采取密封措施，所有器件接口处均用法兰盘连接序号名称个数规格型号备注1烟道1H=40m上径直径800，下径直径500，厚300砖烟道2人孔1500×4003导流板14烟道11000×1000砖烟道5圆管外径直径560，壁厚1钢制6V形带57风机44-68型No.C8电动机4Y180M-29弯头890度圆形，直径5001