大氣課程設(shè)計,鍋爐除塵系統(tǒng)方案

/目錄1設(shè)計課程任務(wù)書11.1設(shè)計題目11.2設(shè)計目的11.3設(shè)計原始材料11.4設(shè)計內(nèi)容和要求21.5主要參考書目32煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算42.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量42.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量42.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量42.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度52.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算53除塵器的選擇63.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率63.2除塵器的選擇64確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置84.1各裝置及管道布置的原則84.2管徑的確定85煙囪的設(shè)計95.1煙囪高度的確定95.2煙囪直徑的計算95.3煙囪的抽力106系統(tǒng)阻力計算116.1摩擦壓力損失116.2局部壓力損失127系統(tǒng)中煙氣溫度的變化157.1煙氣在管道中的溫度降157.2煙氣在煙囪中的溫度降158風(fēng)機和電動機的選擇及計算168.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量計算168.2風(fēng)機風(fēng)壓計算178.3電動機功率計算189通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖1910小結(jié)及參考文獻2210.1小結(jié)2210.2參考文獻22煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算2.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量建立煤燃燒的假定：1、煤中固定氧可用于燃燒；2、煤中硫主要被氧化為SO2；3、不考慮NOX的生成；4、煤中的N在燃燒時轉(zhuǎn)化為N2。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量式中,,,——分別為煤各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。代入＝72%,＝4%,＝1%,＝5%,得=4.76<1.8670.72+5.560.04+0.70.05>=7.322.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量〔設(shè)空氣含濕量為12.93式中——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量,；——煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù),％；——N元素在所占質(zhì)量分?jǐn)?shù),％；代入=7.32,=6%,=1%,得＝1.867<0.72+0.3750.01>+11.20.04+1.240.06+<0.016+0.79>7.32+0.80.01=7.782.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量式中——空氣過剩系數(shù),取1.4注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以計,因此,設(shè)計耗煤量代入＝7.78,＝7.32,得=7.78+1.0160.47.32＝10.75設(shè)計耗煤量=10.75600=6450Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量2.4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：式中——排煙中飛灰占不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；——煤中不可燃成分的含量；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量,。代入＝16%,=11%,＝10.75,得C=0.110.16/10.75=0.001642.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算式中——煤中可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)代入＝1%,＝10.75,得=20000/10.75＝1.86除塵器的選擇3.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度,；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值,。代入C=1637,=200,得＝1-200/1637=0.8778=87.78%3.2除塵器的選擇工況下煙氣流量：式中——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量,——工況下煙氣溫度,K——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度,273KQ’=6450〔273+160/273=10230總的煙氣流速Q(mào)’/3600=10230/3600=2.84根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器：選擇XLD-4型多管式旋風(fēng)除塵器,產(chǎn)品性能規(guī)格見表3.1表3.1除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號配套鍋爐容量/<j/H>處理煙氣量/<m3/h>除塵效率/%設(shè)備阻力/Pa分割粒徑d/<50um>質(zhì)量/kgXLD-441200092-95932-11282369表3.2除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸〔見圖3.1ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235圖3.1除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置4.1各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置,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(yīng)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。4.2管徑的確定<m>式中Q——工況下管內(nèi)煙氣流量,；v——煙氣流速,<對于鍋爐煙塵=10-15m/s>取=14m/sm圓整并選取風(fēng)道:表4.5風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500±10.75內(nèi)徑:500-2×0.75=498.5<mm>由公式可計算出實際煙氣流速：V=14.6<m/s>符合鍋爐煙塵=10-15m/s煙囪的設(shè)計5.1煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量〔t/h,然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定〔表5.1確定煙囪的高度。表5.1鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/<t/h><11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：4×4=16〔t/h,故選定煙囪高度為40m5.2煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：式中——通過煙囪的總煙氣量,；——按表5.2選取的煙囪出口煙氣流速,m/s表5.2煙囪出口煙氣流速/<m/s>通風(fēng)方式運行情況全負荷時最小負荷時機械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定=4m/s=1.90m圓整取d=1.9m。煙囪底部直徑式中——煙囪出口直徑,m；——煙囪高度,m；——煙囪錐度〔通常取i=0.02-0.03。5.3煙囪的抽力式中H——煙囪的高度,m；——外界空氣溫度,-1℃；——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度,160℃；B——當(dāng)?shù)卮髿鈮?97860。系統(tǒng)阻力計算6.1摩擦壓力損失〔1對于圓管：式中——摩擦阻力系數(shù)〔實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04?！艿乐睆?m——煙氣密度,kg/m3——管中氣流平均速率,m/s——管道長度,m.對于直徑500mm圓管：L=9.5m=nEQB結(jié)果為:B〔2對于磚砌拱形煙道〔見圖6.1D=500mm式中S為面積,結(jié)果為：B=450mmS=0.2820m2圖6.1磚砌拱形煙道∵式中,A為面積,X為周長X=2×B+=2×0.45+=1.6065m∴R=0.2820/1.6065=0.1755mL為18.45m,λ=0.04=91.1<pa>6.2局部壓力損失式中——異形管件的局部阻力系數(shù),——與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/s——煙氣密度,kg/m3圖6.2中一為漸縮管。圖6.2除塵器入口前管道示意圖≦45度時,=0.1,取=45度,=14.6m/s結(jié)果為：8.95〔PaL1=0.05×tan67.5=0.12〔m圖6.2中二為30度Z形彎頭H=2.985-2.39=0.595=0.6〔mH/D=0.6/0.5=1.2取=0.157==0.157〔=1.0結(jié)果為：14.01〔Pa圖6.2中三為漸闊管圖6.3中a為漸擴管圖6.3除塵器出口至風(fēng)機入口段管道示意圖≦45度時,=0.1,取=30度,=14.6m/s結(jié)果為：8.95〔PaL=0.93<m>圖6.3中b、c均為90度彎頭D=500,取R=D則=0.23結(jié)果為：20.6〔Pa兩個彎頭對于如圖6.4中所示T形三通管VV1lV2lV3lT形三通管示意圖=0.7869.8〔Pa對于T形合流三通=0.55結(jié)果為：49.2〔Pa系統(tǒng)總阻力〔其中鍋爐出口前阻力為800Pa,除塵器阻力1128Pa為:系統(tǒng)中煙氣溫度的變化7.1煙氣在管道中的溫度降〔℃式中——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量,m3/h——管道散熱面積,m2——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容〔一般為1.352—1.357KJ/<m3·°C——管道單位面積散熱損失KJ/<m3·h>室內(nèi)=4187KJ/<m3·h>室外=5443KJ/<m3·h>室內(nèi)管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46F=∏L·D=2.29<m2>室外管道長L=9.5-1.46=8.04<m>F=∏L·D=12.69<m2>7.2煙氣在煙囪中的溫度降式中——煙囪高度,m?！獪囟认禂?shù),可由表7-2-1查得?！嫌猛粺焽璧乃绣仩t額定蒸發(fā)量之和,t/h；表7.1煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪〔無襯筒鋼煙囪〔有襯筒磚煙囪〔H<50m,壁厚小于0.5m磚煙囪〔壁厚大于0.5mA20.80.40.2總溫度降：風(fēng)機和電動機的選擇及計算8.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量計算式中1.1——風(fēng)量備用系數(shù)；Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機前表風(fēng)量；——風(fēng)機前煙氣溫度,若管道不太長,可以進似取鍋爐排煙溫度；——當(dāng)?shù)卮髿鈮?kPa。8.2風(fēng)機風(fēng)壓計算式中1.2——風(fēng)量備用系數(shù)；——系統(tǒng)總阻力,Pa；——煙囪抽力,Pa；——風(fēng)機前的煙氣溫度,℃；——風(fēng)機性能表中給出的試驗用氣體溫度,℃；〔參考德惠風(fēng)機選型系統(tǒng)——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度,1.34。根據(jù)Hy和Qy,選定Y5-47Ⅱ型No.7c的引風(fēng)機,Y5-47Ⅱ型引風(fēng)機是在原Y5-47Ⅱ型引風(fēng)機性能基礎(chǔ)上改進的產(chǎn)品,該引風(fēng)機最佳工況點的全壓內(nèi)效率為85.6%,與原Y5-47Ⅱ型引風(fēng)機相比較,由于進行了一系列改進,使噪聲值有顯著降低,噪聲指標(biāo)為12.5dB。性能表如下。表8.2引風(fēng)機性能表機號傳動方式轉(zhuǎn)速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內(nèi)效率/%內(nèi)功率/kw所需功率/kwC式23201166330307912.4217．008.3電動機功率計算式中——風(fēng)機風(fēng)量；——風(fēng)機風(fēng)壓；——風(fēng)機在全壓頭時的效率,0.81〔一般風(fēng)機為0.6,高效風(fēng)機約為0.9；——機械傳動效率,當(dāng)風(fēng)機與電動機直連傳動時=0.95；——電動機備用系數(shù),對風(fēng)機,=1.3。根據(jù)電動機的功率、風(fēng)機的轉(zhuǎn)速、傳動方式選定Y180M-2型電動機。通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)布置圖和立面圖分別見圖9.1和9.2。圖9.1鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)立面圖A-A側(cè)面圖設(shè)計說明見下頁圖9.2鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)布置圖設(shè)計說明煙道為磚煙道,導(dǎo)角為45度,與圓管連接處采取密封措施,所有器件接口處均用法蘭盤連接序號名稱個數(shù)規(guī)格型號備注1煙道1H=40m上徑直徑800,下徑直徑500,厚300磚煙道2人孔1500×4003導(dǎo)流板14煙道11000×1000磚煙道5圓管外徑直徑500,壁厚0.75鋼制6V形帶57風(fēng)機4Y5-47Ⅱ型No.7C8電動機4Y180-29彎頭890度圓形,直徑50010天圓地方1211降塵器4XLD-4型12彎頭430度Z型13鍋爐4SZL4-13小結(jié)及參考文獻10.1小結(jié)本次大氣污染控制工程課程設(shè)計主要設(shè)計了一燃煤電廠的某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。通過本次課程設(shè)計,我們不但回顧了課本中學(xué)習(xí)的內(nèi)容、鞏固了知識,另一方面,也對當(dāng)前環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有了直觀的認識,特別是除塵設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀。從風(fēng)量計算,濃度計算,除塵效率到管線布置,我們初步將學(xué)過的知