燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計 大氣污染控制工程課程設計.doc

蘇州科技學院天平學院課程設計說明書課程名稱： 大氣污染控制工程課程設計 題 目：1t/h燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計 學生姓名： 學號： 系 別： 專業(yè)班級： 指導老師： 2011年7月目錄前言41設計目的52設計任務53設計參數(shù)及要求54設計計算54.1煙氣量、煙塵計算64.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量64.1.2標準狀態(tài)下理論煙氣量64.13標準狀態(tài)下實際煙氣量64.14標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度64.2除塵器的選型64.2.1除塵器應達到的除塵效率64.22除塵器的選擇64.3確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置74.3.1各裝置及管道布置的原則74.3.2管徑的確定74.4煙囪的計算74.4.1煙囪高度的確定74.4.2煙囪直徑的計算84.4.3煙囪的抽力84.5系統(tǒng)阻力的計算94.5.1摩擦壓力損失94.5.2局部壓力損失94.6風機選擇及計算104.6.1風機風量的計算104.6.2風機風壓的計算104.7電動機的選型105小結11 6主要參考文獻11前言在目前，大氣污染已經變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。目前，大氣污染已經直接影響到人們的身體健康。該燃煤電廠的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大所以必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。1、 設計目的課程設計是大氣污染控制工程教學中一個重要的實踐環(huán)節(jié)，綜合運用所學的有關知識，在設計中掌握解決實際工程問題的能力，進一步鞏固和提高理論知識。通過課程設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。本設計為一噸每小時燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計，能使學生得到一次綜合訓練，特別是：1.工程設計的基本方法、步驟，技術資料的查找與應用。2.基本計算方法和繪圖能力的訓練。3.綜合運用本課程及有關課程的理論知識解決工程中的實際問題。4.熟悉、貫徹國家環(huán)境保護法規(guī)及其他有關政策。二、設計任務1. 除塵系統(tǒng)設計方案的分析、確定；2. 燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度的計算；3. 除塵器的比較和選擇：確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)；4. 管網布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置，并計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內徑、系統(tǒng)總阻力；5. 風機及電機的選擇設計：根據(jù)所需處理的煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算、選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。6. 編寫設計說明書：設計說明書的內容包括方案的確定、設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等內容，文字應簡明、通順、內容正確完整，書寫工整。課程設計說明書應有封面、目錄、前言、正文、小結及參考文獻等部分，并裝訂成冊。圖紙要求：按照工程制圖要求繪制除塵工藝系統(tǒng)平面和立面圖各一張(2號或3號圖)，需人工鉛筆繪圖。圖應按比例繪制、標出設備、管件編號及明細表。三、設計參數(shù)及要求排煙溫度取150；空氣過剩系數(shù)=1.35；煙氣密度（標態(tài)）1.36kg/m3；室外空氣平均溫度6；鍋爐出口前煙氣阻力1000Pa；排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例為18；煙氣其他性質按空氣計算；煤的工業(yè)分析值：CY68 HY4 SY1 OY5NY1 WY6 AY15 VY13按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13217-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行：標準狀態(tài)下煙塵濃度排放標準：200mg/m3。除塵系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側15m以內四、課程設計算： CY68 HY4 SY1 OY5 NY1 WY6 AY15 VY13（一）煙氣量、煙塵計算1、 標準狀態(tài)下理論空氣量 =4.761.86768%+5。.564%+0.71%+0.75%） =6.97 (m3/Kg) 式中 CY，HY，SY，OY一一分別為煤中各元素所含的質量分數(shù)。2、 標準狀態(tài)下理論煙氣量(設空氣含濕量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： 標準狀態(tài)下理論空氣量，m3kg； WY煤中水分所占質量分數(shù)， NYN元素在煤中所占質量分數(shù)，3、 標準狀態(tài)下實際煙氣量 =7.423+1.016（1.35-1）6.968 =9.90 (m3/Kg) 式中 空氣過量系數(shù)； 標準狀態(tài)下理論煙氣量，m3kg； 標準狀態(tài)下理淪空氣量，m3kg 注：標準狀態(tài)下煙氣流量Q以m3h計。4、 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度=18%15%/9.901=0.00273Kg/m3） 式中 dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數(shù) AY煤中不可燃成分的含量； QS標準狀態(tài)下實際煙氣量，m3kg.（二）除塵器的選擇1、 除塵器應達到的除塵效率=1-200/0.00273106=92.67%式中 C標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3； CS標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，mgm3 2、除塵器的選擇 工作狀況下煙氣流量 QQs設計耗煤量=9.901180=1782.18 =1782.18（150+273）/273=2761.4式中Q-標準狀態(tài)下煙氣流量， -工況下煙氣溫度，KT-標準狀態(tài)下溫度，273K則煙氣流量為 Q/3600=2761.4/3600=0.767（m3/s） 所以采用XD-II-1除塵器 阻力選擇800（pa）（三）確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置1、各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。2、 管徑的確定 =0.285（m）取d=280mm式中 Q 工況下管內煙氣流量，m3s；v 煙氣流速，ms，(可查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵v1015ms)管徑取整采用d=280mm外徑D/mm鋼制板風管外徑允許偏差/mm壁厚/mm28010.75內徑D=280-2.075=278.5mm（四）煙囪的設計1、煙囪高度的確定 首先確定所用煙囪的鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定確定煙囪的高度。 1t/h 最低高度為25米。煙囪高度取25米。2、煙囪直徑的計算煙囪出口內徑可按下式計算 =0.5（m）式中 Q 通過煙囪的總煙氣量，m3h；v 按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/ s。本設計取4-5m/s煙囪底部直徑d1d2+2iH =0.5+20.02525=1.75 (m)式中 d2 煙囪出口直徑，”； H 一煙囪高度，m； i煙囪錐度，通常取i0.02一0.033、 煙囪的抽力 =0.034225 ()1.01105 = 105.37 (Pa)式中 H煙囪高度m，； tk外界空氣溫度， tp 一煙囪內煙氣平均溫度，B當?shù)卮髿鈮?，Pa。（5） 系統(tǒng)阻力的計算1、 摩擦壓力損失對于圓管：=0.02 (10.415/0.28) (1.3612.62/2)= 80.31(Pa)式中 L一管道長度m； d管道直徑，m； 煙氣密度，kgm3；v一 管中氣流平均速率，ms 摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?實際中對金屬管道值可取0.02。對磚砌或混凝土管造值可取0.04)。2、 局部壓力損失 圓形彎頭=0.28漸縮管=0.10 漸擴管 =0.10 除塵設備局部阻力損失1000pa 鍋爐的本體局部損失 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 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關手冊中查到、或通過實驗獲得v一 與相對應的斷面平均氣流速率，ms； 煙氣密度，kg/m3。（六）、風機和電動機選擇及計算1、 風機風量的計算 =1.11782.18=3038.60 （m3/h）式中 1.1 一風量備用系數(shù)； Q標準狀態(tài)下風機前標態(tài)下風量(煙氣量)，m3h； tP一 風機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋鍋爐排煙溫度；B當?shù)卮髿鈮毫?，kPa。2、 風機風壓的計算 =1.2（1933.87+80.31-105.37） =1953.98（Pa）式中 1.2風壓備用系數(shù)； 系統(tǒng)總阻力，Pa； Sy煙囪抽力，Pa； tP風機前煙氣溫度； ty一風機性能表中給出的試驗用氣體溫度（最高溫度不超過523K取473K）y一標準狀況下煙氣密度， kgm3。 計算出風機風量Qy和風機風壓Hy后，可按風機產品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風機的型號。風機型號為Y5-47-4C3、 電動機功率的計算= =3.57（KW）式中 Qy風機風量，m3/h；Hy風機風壓，Pal一風機在全壓頭時的效率(一般風機為06，高效風機約為09)2一機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時21。用聯(lián)軸器連接時20.950.98，用V形帶傳動時20.95；電動機備用系數(shù)，對引風機，1.3。根據(jù)電動機的功率，風機的轉速，傳動方式選擇電動機型號Y132M1-6五 小節(jié)我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手畫圖操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在設計過程中，我學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。 回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有