大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院學(xué)院( (部部) )： 化學(xué)與生物工程學(xué)院學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 20102010 年年 5 5 月月 5 5 日日 目目 錄錄 前 言1 第一章 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算2 1.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量2 1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量2 1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量2 1.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度3 1.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算3 第二章 除塵器的選擇4 2.1 除塵效率4 2.2 除塵器的選擇4 第

2、三章 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置5 3.1 各裝置及管道布置的原則5 3.2 管徑的確定5 3.3 煙道的設(shè)計(jì)計(jì)算6 第四章 煙囪的設(shè)計(jì)7 4.1 煙囪高度的確定7 4.2 煙囪直徑的計(jì)算7 4.3 煙囪的抽力8 第五章 系統(tǒng)阻力的計(jì)算9 5.1 摩擦壓力損失9 5.2 局部阻力損失10 5.3 總的阻力損失11 第六章 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化13 6.1 煙氣在管道中的溫度降13 6.2 煙氣在煙囪中的溫度降13 第七章 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算15 7.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算15 7.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算15 7.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算15 7.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇16 第八章

3、 小結(jié)17 第九章 參考文獻(xiàn)18 前前 言言 按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）作出的定義， “空氣污染：通常系指由于人類 活動(dòng)和自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的 時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。 ”大氣污染物的 種類非常多，根據(jù)其存在狀態(tài)，可將其概括為兩大類：氣镕膠狀態(tài)污染物和氣 體狀態(tài)污染物。 關(guān)于大氣污染物的危害，在這里主要介紹粉塵和二氧化硫的危害。 粉塵的危害：粉塵的危害，不僅取決于它的暴露濃度，還在很大程度上取 決于它的組成成分、 ，理化性質(zhì)、粒徑和生物活性等。粉塵的成分和理化性質(zhì)是 對(duì)人體危害的主要因素。有毒的金屬粉塵和非金屬粉塵（鉻

4、、錳、鎬、鉛、汞、 砷等）進(jìn)入人體后，會(huì)引起中毒以至死亡。無(wú)毒性粉塵對(duì)人體亦有危害。例如 含有游離二氧化硅的粉塵吸，入人體后，在肺內(nèi)沉積，能引起纖維性病變，使 肺組織際漸硬化，嚴(yán)重?fù)p害呼吸功能，發(fā)生“矽肺”病。 二氧化硫的危害：二氧化硫?yàn)橐环N無(wú)色的中等強(qiáng)度刺激性氣體。在低濃皮 下，二氧化硫主要影響是造成呼吸道管腔縮小，最初呼吸加快，每次呼吸曼減 少。濃度較高時(shí)，喉頭感覺異常，并出現(xiàn)咳嗽、噴嚏、咯痰、聲啞、胸痛、呼 吸困難、呼吸道紅腫等癥狀，造成支氣管炎、哮喘病，嚴(yán)重的可以引起肺氣腫， 甚至致人于死亡。 大氣控制的綜合措施主要包括：嚴(yán)格的環(huán)境管理；以環(huán)境規(guī)劃為中心，實(shí) 行綜合防治；制大氣污染的技

5、術(shù)政策；控制環(huán)境污染的經(jīng)濟(jì)政策；高煙囪擴(kuò)散； 綠化造林；安裝廢氣凈化裝置；加強(qiáng)環(huán)境科學(xué)研究，檢測(cè)和教育。 第一章第一章 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 煤燃燒的假設(shè)：（1）煤中固定氧可用于燃燒；（2）煤中硫主要被氧化成 二氧化硫；（3）不考慮氮氧化物的生產(chǎn)；（4）煤中的氮在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?1.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 21 . 0 / )7 . 0699 . 0 556 . 5 866. 1 ( 0 oshca wwwwv 21 . 0 / )0678 . 0 7 . 00122 . 0 699 . 0 0348. 0556 . 5 6

6、7 . 0 866. 1 ( 689 . 6 kgm / 3 1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 naswaahcf wvwwdvwwv8 . 079 . 0 699 . 0 )(24 . 1 111.11866 . 1 000 )0556 . 0 01293 . 0 689 . 6 (24 . 1 0348 . 0 111 . 1 67 . 0 866 . 1 01 . 0 8 . 0686. 679 . 0 0122 . 0 699 . 0 114 . 7 kgm / 3 1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 aaaff dvvvv 000 ) 1(24 . 1

7、) 1( 01293 . 0 689 . 6 ) 14 . 1 (24 . 1 689 . 6 ) 14 . 1 (114 . 7 114 . 7 kgm / 3 由設(shè)計(jì)原始資料可知，設(shè)計(jì)耗煤量為 500 kg/h（臺(tái)） 所以，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 排煙量為 即 設(shè)計(jì)耗煤量 f vq491650032.89q（臺(tái)）h/m3 1.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 f arsh v ad c)/( 3 mkg 式中 排灰中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； sh d 煤中不可燃成分的含量； ar a 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。 f vkgm / 3 3 10435 . 2 832 . 9 14

8、96 . 0 16 . 0 c 3 /mkg 1.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 3 10482 . 2 832 . 9 0122 . 0 22 2 f w c s so 3 /mkg 第二章第二章 除塵器的選擇除塵器的選擇 2.1 除塵效率除塵效率 c cs 1 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，；c 3 /mmg 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。 s c 3 /mmg %79.91%100 10435 . 2 200 1 3 2.2 除塵器的選擇除塵器的選擇 工況下煙氣量 t tq q )/( 3 hm 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，；qhm /

9、3 工況下煙氣溫度，k； t 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273k。t 17.7797 273 )160273(4916 q)/( 3 hm166 . 2 )/( 3 sm 根據(jù)、查手冊(cè)后選用 xlp/b-8.2 型旋風(fēng)除塵器（x 型） ，xlp/b 型（原q 為 clp/b 型）是帶有旁路的干式高效旋風(fēng)除塵器。該除塵器主要適用于清除非 粘固灰塵、煤炭、泥沙、煙塵及其它粉塵等。尺寸見表 2-1。 表 3-1 型號(hào)規(guī)格 進(jìn)口風(fēng)速 sm / 2 處理風(fēng)量 hm / 3 阻力 pa 效率 % 外形尺寸 （長(zhǎng)寬高）mm 重量 kg xlp/b-8.212-275030-8380294-88285-99 11671

10、0404110 356 第三章第三章 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置 3.1 各裝置及管道布置的原則各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力 求簡(jiǎn)單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。 3.2 管徑的確定管徑的確定 v q d 4 )(m 式中 工況下管道內(nèi)的煙氣流量，；qsm / 3 煙氣流速，m/s（對(duì)于鍋爐煙塵 =10-15 m/s） 。 v v 取 =12 m/s，v 480 . 0 1214 . 3

11、166 . 2 4 d)(m 圓取整 500 mm 查表，取標(biāo)準(zhǔn) d=500 mm，管道參數(shù)見下表 3-1 表 3-1 管道參數(shù) 鋼制板風(fēng)管鋼制板風(fēng)管 外徑外徑 d/mm 外徑允許偏差/mm壁厚/mm 500 1 0.75 內(nèi)徑=500-20.75=498.5 (mm) 1 d 由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速 v q d 4 103.11 4985 . 0 14 . 3 166 . 2 44 22 d q v )/(sm 3.3 煙道的設(shè)計(jì)計(jì)算煙道的設(shè)計(jì)計(jì)算 煙道采用拱形，圖形如下圖 3-2 所示： 由系統(tǒng)圖可以看出，煙道流過的最大煙氣量是鍋爐煙氣量的 2 倍，再加上 煙氣系統(tǒng)的漏風(fēng)率，則煙道內(nèi)最

12、大煙氣流量為： 77.1715317.779721 . 1qhm / 3 查表可知，磚制煙道的最適合煙速是 6-8 m/s，初定煙速為 7 m/s，則煙道 面積為 681 . 0 73600 77.17153 / 煙煙 vqa 而 681 . 0 ) 2 ( 2 22 b ba 則 b=699 mm 圓整取 b= 700 mm 則 a=0.681 2 m 校正氣速 ，在范圍內(nèi)。997 . 6 681 . 0 3600 77.17153 vsm/ 第四章第四章 煙囪的設(shè)計(jì)煙囪的設(shè)計(jì) 4.1 煙囪高度的確定煙囪高度的確定 首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量 (t/h)，然后根據(jù)鍋爐大氣 污

13、染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表 4-1） ，確定煙囪的高度。 表 4-1 鍋爐煙囪的高度 鍋爐總額出力 (t/hj) 1122661010202635 煙囪最低高度/m202530354045 鍋爐總額出力：44=16 (t/h) 故選定煙囪的高度為 40m。 4.2 煙囪直徑的計(jì)算煙囪直徑的計(jì)算 煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算： q d0188 . 0 )(m 式中 通過煙囪的總煙氣量，；qhm / 3 按表 4-2 選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。 表 4-2 煙囪出口煙氣流速/(m/s) 運(yùn)行情況 通風(fēng)方式 全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng)102045 自然通風(fēng)6102.53 選定4 m/s 則74 .

14、1 4 17.77971 . 14 0188 . 0 2 dm 圓整取7 . 1 2 dm 煙囪底部直徑 hidd2 21 式中 煙囪出口直徑，m； 2 d 煙囪高度，m；h 煙囪錐度（通常取 =0.020.03） 。ii 取 =0.025，i 則= 1.7 + 20.02540=3.7 (m) 1 d 4.3 煙囪的抽力煙囪的抽力 (pa)b tt hs pk y ) 273 1 273 1 (0342 . 0 式中 煙囪高度，m；h 外界空氣溫度，； k t 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，； p t 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，pa。b (pa)00.1831086.97) 160273 1 1273 1 (400

15、342 . 0 3 y s 第五章第五章 系統(tǒng)阻力的計(jì)算系統(tǒng)阻力的計(jì)算 5.1 摩擦壓力損失摩擦壓力損失 對(duì)于圓管 (pa) 2 2 v d l pl 式中 管道長(zhǎng)度，m；l 管道直徑，m；d 煙氣密度，； 3 /mkg 管中氣流平均速率，m/s；v 摩擦阻力系數(shù)，式氣體雷諾數(shù) re 和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)。 d k 可以查手冊(cè)得到（實(shí)際對(duì)金屬管道可取 0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道可 取 0.04） 。 a對(duì)于500 圓管 l=12.5 m 84 . 0 433 273 34 . 1 160273 273 n )/( 3 mkg 89.25 2 103.1184 . 0 5 . 0 5 . 1

16、2 02 . 0 2 l p)(pa b對(duì)于磚砌拱形煙道 2 2 v r l p s l )(pa 式中，為四個(gè)鍋爐出口最遠(yuǎn)距離的一半，為 9.9 m；l 為 0.04； 為截面積與潤(rùn)濕周邊的比，即周邊 s r 2/ )(3bbx199 . 3 ) 2 7 . 014 . 3 (7 . 03 m 213 . 0 199 . 3 681 . 0 s r 又，代入上式：04 . 0 997 . 6 v 得 pa56 . 9 2 997. 684. 0 213. 04 04. 0 9 . 9 2 l p 5.2 局部阻力損失局部阻力損失 2 2 v pl )(pa 式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在

17、相關(guān)手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn) 獲得； 與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；v 煙氣密度，。 3 /mkg 5.2.1 兩個(gè)漸縮管，查表，取=45，則=0.1 36.10 2 103.1184 . 0 1 . 02 2 l p)(pa 5.2.2 四個(gè) 90彎頭，查表，取=0.23 91.11 2 103.1184 . 0 23 . 0 2 l p)(pa 四個(gè)彎頭，則63.47909.114p)(pa 5.2.3 一個(gè)漸擴(kuò)管，16 . 1 4 4985 . 0 14 . 3 565 . 0 4 . 0 2 1 2 f f 查表，取=30，得=0.07 62 . 3 2 103.1184 . 0

18、07 . 0 2 l p)(pa 5.2.4 e 為漸縮管，查表，取=45，則=0.10 18 . 5 2 103.1184 . 0 10 . 0 2 l p)(pa 煙道中的 t 形三通如圖 5-1 所示： 煙道 通往煙囪 圖 5-1 t 形三通管 查表，得=0.78 39.40 2 103.1184 . 0 78 . 0 2 l p)(pa 煙道的 t 形三通合流管如圖 5-2 所示： 風(fēng)機(jī)出口管 煙道 6-3 t 形合流三通 查表，得=0.55 48.28 2 103.1184. 0 55 . 0 2 l p)(pa 5.3 總的阻力損失總的阻力損失 其中鍋爐出口前阻力為 800 pa，

19、除塵器阻力為 800 pa 則80080048.2839.4018 . 5 62 . 3 63.4736.1056 . 9 89.25p 11.1771)(pa 第六章第六章 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 6.1 煙氣在管道中的溫度降煙氣在管道中的溫度降 （） v cq fq t 1 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，；qhm / 3 管道散熱面積，；f 2 m 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為 1.3251.357） ； v c 3 /mkj 管道單位面積散熱損失，。q)/( 3 hmkj 室內(nèi) =4187； 1 q)/( 3 hmkj 室外 =5433。 2 q)/( 3 hmkj 室

20、內(nèi)管道長(zhǎng)： 48 . 1 12 . 0 6 . 02 . 2 1 l)(m 32 . 2 5 . 048 . 1 14 . 3 11 dlf)( 2 m 室外管道長(zhǎng)： 02.1148 . 1 5 . 12 2 l)(m 30.175 . 002.1114 . 3 22 dlf)( 2 m 則 （）91.15 326 . 1 4916 30.17543332 . 2 4187 326 . 1 2211 1 q fqfq t 6.2 煙氣在煙囪中的溫度降煙氣在煙囪中的溫度降 （） d ah t 2 式中 煙囪高度，mh 合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/hd 溫降系數(shù)，可由表 5-1 查得

21、。a 表 5-1 煙囪溫降系數(shù) 煙囪種類 鋼煙囪 （無(wú)襯筒） 鋼煙囪 （有襯筒） 磚煙囪（h50 m） 壁厚小于 0.5 m 磚煙囪 壁厚大于 0.5 m a （）4 16 4 . 040 2 t 總溫度降： （）91.19491.15 21 ttt 第七章第七章 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算 7.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 b t qq p r 3 . 101 273 273 1 . 1 hm/ )( 3 式中 1.1風(fēng)量備用系數(shù)； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，；qhm / 3 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度； p

22、t 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kpa。b 77.8874 86.97 3 . 101 273 160273 49161 . 1 r q)/( 3 hm 7.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 y yy shh 293 . 1 )(2 . 1 pa 式中 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)； 系統(tǒng)總阻力，； h pa 煙囪抽力，； y spa 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度， （ =1.34） 。 y 3 /mkg 89.1838 34 . 1 293 . 1 )00.18311.1771(2 . 1 y hpa 7.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 21 10003600 yyh q ne)(kw 式中 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，； y qhm

23、/ 3 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，； y hpa 風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為 0.6） ； 1 機(jī)械傳動(dòng)效率，用 v 形帶傳動(dòng)時(shí)=0.95； 2 2 電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3。 34.10 95 . 0 6 . 010003600 3 . 189.183877.8874 ne)(kw 7.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 根據(jù)風(fēng)量=8874.77，=1838.89，查表后選擇 y9-35-11no.12 y qhm / 3 y hpa 型引風(fēng)機(jī)，配對(duì)電機(jī)型號(hào)為 jo2-81-6，具體參數(shù)如下表所示： 表 7-1 所選風(fēng)機(jī)及型號(hào)參數(shù) 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速 r/min全壓 pa流量 m /h 3 型號(hào)功率 kw 重量/kg 9602077.619620jo2-81-6301258 第八章第八章 小結(jié)小結(jié) 通過小組成員的共同努力