大氣污染控制課程設計(共14頁)

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc274308499 設計名稱 設計(shj)名稱某燃煤采暖鍋爐房煙氣(yn q)除塵系統(tǒng)設計設計(shj)目的通過課程設計進一步消化和鞏固大氣污染控制工程課程所學內(nèi)容，并使所學的知識系統(tǒng)化，初步培養(yǎng)運用所學理論知識進行凈化系統(tǒng)設計的能力。通過設計，了解工程設計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學生確定除塵系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設計說明書的能力。原始資料鍋爐型號：SZL413型，共4臺設計耗煤量：600 kg/h（臺）煤的工業(yè)分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5%NY=1% WY=

2、6% AY=15% 空氣過剩系數(shù)：=1.4空氣含水（標準狀態(tài)下）按0.01293 kg/m3排煙溫度：130煙氣密度（標準狀態(tài)下）：1.34 kg/m3排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：200 mg/m3 （情形一）20 mg/m3（情形二）當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：1鍋爐平面和立面布置圖見圖1和圖2，凈化系統(tǒng)布置場地為鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。圖1 平面布置圖圖2剖面(pumin)布置圖詳細(xingx)設計1、燃煤鍋爐排煙(pi yn)量和煙塵濃度的計算1.1標準狀態(tài)下理論煙氣(y

3、n q)量的計算以每100g煤為例，計算每小時產(chǎn)生煙氣量：表1 理論煙氣量計算表元素百分比/%質(zhì)量/g相對原子質(zhì)量摩爾數(shù)生成物生成物摩爾數(shù)C6868125.667CO25.667H4414.000H2O(1)2.000O55160.3125O20.15625N11140.07143N20.03572S11320.03125SO20.03125WATER66180.3333H20(2)0.3333ASH1515每100g煤燃燒所需標準理論空氣量Qa=4.78C+14H+S-12O=31.27mol空氣所帶的水分Qh=Qa22.40.01293100018=1.003mol理論產(chǎn)生煙氣摩爾數(shù)Q0=

4、CO2+H2O1+H2O2+Qh+N2+3.78C+14H+S-12O+SO2 =33.80mol標準狀態(tài)下理論煙氣體積：V01=Q022.410-3=33.8022.410-3=0.757m31.2標準狀態(tài)下實際煙氣量標準狀態(tài)下實際煙氣摩爾數(shù)：空氣過剩系數(shù)=1.4Q02=Q0+-1(Qa+Qh)=33.80+1.4-131.27+1.003=46.71mol標準狀態(tài)下實際煙氣(yn q)體積：V02=Q022.410-3=46.7122.410-3=1.046m3鍋爐(gul)型號：SZL413型，共4臺,設計(shj)耗煤量：600 kg/h（臺）故每臺鍋爐每小時產(chǎn)生煙氣量為：V2=V02

5、61000=6276m3/h1.3工況下實際煙氣量V=V2(130+273.15)273.15101.32597.86=9590.9m3/h1.4標準狀態(tài)煙塵濃度的計算ma=16%15%m=0.160.15600=14.4kg/h標準狀態(tài)下煙塵濃度：C=maV=14.46276=2.294g/m32、除塵器的比較和選擇 2.1除塵效率入口處煙塵濃度C=2.294g/m3，要求出口處煙塵濃度C2降為200mg/m3=c-c2c=91.3%2.2旋風除塵器的選型 2.2.1 選型原則（1）旋風除塵器的凈化氣體量應與實際需要處理含塵氣體相一致，選擇除塵器直徑應盡量小些。在必要時選用多管除塵器。（2）

6、旋風除塵器入口風速(fn s)要保持在1823m/s。低于18m/s時，其除塵效率下降，高于23m/s時，除塵效率提高不明顯(mngxin)，但阻力損失增加，耗電量也增多。（3）選擇(xunz)除塵器時，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結(jié)構(gòu)形式，盡可能使之動力消耗減少，且便于制造維護。（4）旋風除塵器能捕集到的最小塵粒應等于或小于被處理氣體的粉塵粒度。（5）當含塵氣體溫度很高時，要注意保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)。根據(jù)不同情況，除塵器內(nèi)的最低溫度要高于露點3050。（6）旋風除塵器結(jié)構(gòu)的密閉要好，確保不漏風。尤其是負壓操作，更應注意卸料鎖風裝置的可靠性。（7）易燃易爆粉塵（如煤粉），應設有防爆裝置。防

7、爆裝置的通常做法是在入口管道上加上一個安全防爆閥門。（8）當粉塵粘性較小時，最大允許含塵質(zhì)量濃度與旋風筒直徑有關(guān)，即直徑越大其允許含塵質(zhì)量濃度也越大。2.2.2選型經(jīng)過比較與篩選， XLP/A,B型旋風除塵器，3003000，風量700104980 m3/h，阻力為1000PaXLP型包括XLP/A與XLP/B兩種型號干式旋風除塵器，XLP原為CLP型，由于旁路的利用，利于含塵氣體中較細粉塵的分離，屬于高效旋風除塵器之一。結(jié)構(gòu)特征：具有螺旋線形的粉塵旁路分離室，排出管較淺，螺旋蝸殼形的窄長入口及細長的外形。 XLP/A標定的阻力系數(shù)為8.0，XLP/B為5.8；選用除塵器時，XLP/A入口氣流

8、速度一般取1216米/秒。根據(jù)處理氣體量的不同，XLP/A、XLP/B各分為七種規(guī)格，根據(jù)安裝在風機前后位置不同，又各分為X型（吸出式）和Y型（壓入式）。其中X型號在除塵器本體上增加了出口蝸殼。對于除塵器，根據(jù)入口蝸殼旋轉(zhuǎn)方向不同又分為N型（左回旋）和S型（右回旋）。選用XLP/A9.4，進口風速為17m/s，處理風量為10650m3/h，位于吸入端出口帶蝸殼，阻力損失為142.0Pa。表2 旋風除塵器型號尺寸表型號DHH1H2LWCC1aXLP/A-9.49404055907182712261222590592245a1bb2D1D2D3D4n-dn1-d129173578156060616

9、519716-1316-13圖3 旋風(xunfng)除塵器構(gòu)造圖3、管道(gundo)設計煙氣(yn q)流量為9590.9m3/h，即2.664m3/s，鍋爐煙塵流速為1015m/s，選擇薄鋼板圓形管道，管道內(nèi)壁粗糙度K為0.15，選擇煙塵流速v=15m/s，則煙道內(nèi)徑D:D=4Qv=0.476m查表圓整后確定管徑D=500mm則實際流速v：v=4QD2=13.57m/s查得單位(dnwi)長度摩擦阻力Rm=4.1Pa/m。表3 排煙系統(tǒng)沿程損失(snsh)計算表管段編號管徑(mm)流速(m/s)單位長度摩擦阻力(Pa/m)管長(m)阻力(Pa)16009.431.60.62.462500

10、13.574.12.08.2350013.574.10.52.05450013.574.10.52.05550013.574.13.85+0.5=4.3518.04650013.574.10.52.05總沿程阻力P134.85表4 排煙系統(tǒng)局部阻力損失(snsh)計算表位置類型局部阻力系數(shù)流速(m/s)阻力(Pa)1-2漸縮管0.109.433.902-3乙型管0.1613.5712.91除塵器XLP/A-9.4(X型)17(進口氣速)142.0除塵器入口天圓地方（漸擴）0.1013.578.07除塵器出口天圓地方（漸縮）0.0413.573.234-5彎頭0.2513.5720.195風機彎

11、頭0.2513.5720.195風機漸擴管0.1013.578.07風機煙道天圓地方（漸擴）0.1013.578.07總局部阻力P2226.63其中局部(jb)阻力損失P=v22工況下煙氣(yn q)密度=0PP0T0T=1.3497860101325273273+130=0.877kg/m3總阻力損失P=P1+P2+P3=1061.38PaP3煙氣在鍋爐出口前阻力，800Pa4、煙囪(yncng)設計4.1煙囪(yncng)高度的確定SZL413型，共4臺，額定( dng)蒸發(fā)量為4t/h，每個新建鍋爐房只能設一根煙囪，煙囪高度應根據(jù)鍋爐房裝機總?cè)萘?，按下表規(guī)定執(zhí)行。表5 煙囪高度的確定鍋

12、爐房裝機總?cè)萘縈W0.70.71.41.42.82.877141428t/h1122441010202040煙囪最低允許高度m202530354045選擇煙囪高度H=40m。根據(jù)1997年1月1日后大氣污染物排放限值的國家標準，當最高允許排放濃度為120mg/m3及以上，排氣筒高度為40m時，采用二級標準，最高允許排放速率為39kg/h。4.2煙囪出口截面積的計算根據(jù)公式：S=Qg3600vg=9590.94360011.7=0.92m2其中，S煙囪出口截面積，m2 Qg煙氣量，m3/h vg煙氣自煙囪口排出的速度，m/s合理的排煙速度與當?shù)氐娘L速之比值為1.5：1，設10m處風速為6m/s（

13、四級風），40m處風速修正為1.36=7.8 m/s，vg取為11.7m/s。煙囪直徑：d=4S=1.08m4.3煙囪(yncng)底部內(nèi)徑 根據(jù)(gnj)D=d+2iH=1.08+20.0240=2.68mD煙囪(yncng)底部內(nèi)徑；i煙囪錐度，通常取i=0.020.03，本計算中取i=0.02；4.4煙囪抽力的計算4.4.1煙氣在管道中的溫度降t=qQFCV=65059.9562761.355=7.65q管道單位面積散熱損失，室內(nèi)取4187kJ/(m2h)，室外取5443 kJ/(m2h)Q標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/hF管道散熱面積，m2CV標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容，一般取1.3521.

14、357KJ/(m3)qF=41780.6 0.6+0.51.46+54430.55.94=65059.954.4.2煙氣在煙囪中的溫度降t3=HAD=400.444=4H煙囪高度，mD合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/hA溫降系數(shù)，取為0.44.4.3煙囪內(nèi)煙氣的平均溫度煙囪入口處煙氣溫度t1=130-7.65=122.35 煙囪出口處煙氣溫度t2=t1-4=122.35-4=118.35煙囪內(nèi)煙氣的平均溫度t=(t1+t2)/2=120.35煙囪內(nèi)煙氣的平均流量為V=V0TT0P0P=6276273+120.35273101325 97860=9362.9m3/h4.4.4煙囪(yn

15、cng)抽力的計算Sy=0.0342H1273+tk-1273+tpB=0.0342401273-1-1273+120.3597860=152.14PaH煙囪(yncng)高度，mtk外界(wiji)空氣溫度，tp煙囪內(nèi)煙氣的平均溫度，B當?shù)卮髿鈮?，Pa5、風機與電機的選擇5.1風機風量計算Qy=1.1Q273+tp273101.325Pm3/h=10550m3/h1.1風量備用系數(shù)；Q標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/h；tp風機前煙氣溫度，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度；P當?shù)卮髿鈮毫?，kPa5.2風機風壓計算Hy=1.2P-Sy273+tp273+ty101325B1.293y=1.

16、21061.38-152.14273+130273+20101325978601.2931.34=1469.1Pa其中，1.2風壓備用系數(shù)；P系統(tǒng)總壓力，Pa；Sy煙囪抽力，Pa；tp風機前煙氣溫度，；ty風機性能表中給出的試驗(shyn)用氣體溫度，； y標準狀況(bio zhn zhun kun)下煙氣密度，為1.34kg/m35.3風機(fn j)的選型選用Y63013型鍋爐引風機，采用后傾式平直葉片，葉輪與進風口接合處為流線型過渡，具有不粘灰、氣態(tài)效率高，低噪聲、功率小等特點。輸送煙氣溫度可達350，采用三角皮帶傳動，可與0.24t/h的鍋爐配套。選用機號為8.6的Y63013型引風機。表6 引風機與電機的選型型號機號配用鍋爐(t/h)設計風量（m3/h）設計風壓(Pa)轉(zhuǎn)速（r/min）軸功率（kW）工作溫度（）電機型號功率轉(zhuǎn)速（r/min）噪聲(dB)Y630138.64169002687165011.5300Y180M-418.5147082參考文獻1郝吉明,馬廣大主編.大氣污染控制工程.北京:高等教育出版社,20022唐敬拎,張祿虎編.除塵裝置系統(tǒng)及設備設計選用手冊.北京:化學工業(yè)出版社,20