某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

1 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 一、課程設(shè)計(jì)的題目 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)的目的 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本課程設(shè)計(jì)是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)旨在使學(xué)生通過這一環(huán)節(jié)，掌握大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力，使學(xué)生受到大氣污 染控制工程設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，為學(xué)生以后從事本工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行大氣污染控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的初步能力。結(jié)合前續(xù)課程大氣污染控制工程的內(nèi)容，運(yùn)用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化原理和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計(jì)，從課程設(shè)計(jì)的目的出發(fā)，通過設(shè)計(jì)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到以下教學(xué)要求： 2 1通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用大氣污染控制設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來分 析和解決大氣污染控制設(shè)計(jì)問題的能力； 2學(xué)習(xí)大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，掌握大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，重點(diǎn)掌握除塵技術(shù)的基本理論，學(xué)會(huì)正確選用除塵設(shè)備、設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)；氣態(tài)污染物凈化的基本原理，主要污染物的典型凈化工藝流程和設(shè)備；設(shè)計(jì)、選擇和運(yùn)行大氣污染凈化系統(tǒng)； 3進(jìn)行大氣污染控制設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖工程圖、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；編寫設(shè)計(jì)說明書。 三、 課程設(shè)計(jì)原始資料 泥建材行業(yè)、冶金行業(yè)、焦炭行業(yè)、采暖通風(fēng)、工業(yè)與民用建筑等。 處理風(fēng)量： 34000m3/h 排煙溫度： 140 流體密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）： 粒真密度 : 103kg/體介質(zhì)粘度 : 103 空氣過剩系數(shù)： 煙中飛灰占煤中不可染成分比例： 16 煙氣在鍋爐出口前阻力： 800的工業(yè)分析值： 3 8% % % % % % 6% 3% 便做好防潮防凍等相關(guān)防護(hù)措 施） : 周圍風(fēng)速 :4m/s 年降水量 :60向 :西北風(fēng) 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?a 空氣濕度： 準(zhǔn)狀態(tài) ) 最低氣溫： 露點(diǎn)： 結(jié)點(diǎn)： 便考慮基礎(chǔ)是否承重環(huán)保設(shè)備自重等因素； 設(shè)備基礎(chǔ)無侵蝕性，水位年變化約2m 左右； 附近約 5 公里處有無較大型社區(qū)，周圍無教育、科研等科教文化區(qū)； 其對(duì)于濕式除塵很有必要； 處理運(yùn)輸； ; 按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ 二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）： 200mg/4 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）： 900mg/、圖 2 所示的鍋爐房南側(cè) 15m 以內(nèi)。 圖 1 鍋爐房平面布置圖 圖 2 面圖 四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 定除塵器類型、型號(hào) 及規(guī)格，并確定其主 5 要運(yùn)行參數(shù)。 算各裝置的位置及管道布置。并計(jì)算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力（即壓降）。 據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計(jì)算風(fēng)機(jī)種類、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類、型號(hào)和功率。 計(jì)說明書按照設(shè)計(jì)程序編寫，包括方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計(jì)的簡圖等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，格式工整、裝訂成冊(cè)。 （ 1）除塵系統(tǒng)圖一張（ 2 號(hào)圖或者 3 號(hào)圖）。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)，并附明細(xì)表。系統(tǒng)圖需要在標(biāo)題欄區(qū)域注明各部件編號(hào)、圖號(hào)；根據(jù)各部件圖詳細(xì)情況，對(duì)各部件繼續(xù)進(jìn)行拆分，畫出相應(yīng)零件圖，具體數(shù)量依據(jù)零部件標(biāo)示清晰狀況而定；標(biāo)準(zhǔn)件和外購件需要在總裝配圖上注明，并在標(biāo)題欄區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)件指螺栓螺母墊圈等，外購件是指風(fēng)機(jī)、電機(jī)等配套設(shè)備。 （ 2）除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖 2 3 張（ 3 號(hào)圖或者 4 號(hào)圖）。圖中設(shè)備管件應(yīng)標(biāo)注編號(hào)，編號(hào)應(yīng)與系統(tǒng)圖對(duì)應(yīng)。布置圖應(yīng)按比例繪制。 （ 3）繪制設(shè)備零件圖紙。 ： 設(shè)計(jì) 說明書 要力求文字通順、簡明扼要，圖表要清楚整齊，每個(gè)圖、表都要有名稱和編號(hào)，并與 系統(tǒng)圖 中內(nèi)容一致 。 課程設(shè)計(jì)圖紙應(yīng) 6 能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，圖面布局合理、正確清晰、符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。最后成果及圖表要字體工整，合訂時(shí)， 設(shè)計(jì) 說明書在前，附表和附圖分別集中，依次放在后面。 五、主要參考書目 馬廣大主編 北京：高等教育出版社 ,2002 北京：冶金工業(yè)出版社 ,2000 鍋爐及鍋爐房設(shè)備 中國建筑工業(yè)出版社 ,1986 第七研究設(shè)計(jì)院編 北京 :建工出版社 供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 建工出版社 ,1987 最新風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本設(shè)計(jì)參數(shù)與風(fēng)機(jī)應(yīng)用機(jī)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè) 2007 1984 張承中 主編 踐教程 化工 出版社 ,2003 9. 張殿印 ,王純主編 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2003 7 課程設(shè)計(jì)計(jì)算書 塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 （ 1） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 34 . 7 6 1 . 8 6 7 5 . 5 6 0 . 7 0 . 7 ( / )Y Y Y H S O m k g 式中 分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 )/( （ 2） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量 31 . 8 6 7 ( 0 . 3 7 5 ) 1 1 . 2 1 . 2 4 0 . 0 1 6 0 . 7 9 0 . 8 ( / )Y Y Y Y YS a S H W Q Q N m k g 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量， ( 3 ) ； 煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)， % ； % 。 )/(s（ 3） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 )/()1(0 1 s 式中 a 空氣過 剩 系數(shù)； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量， 3 ； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量， 3 。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量 計(jì) ， 因此 ， 設(shè)計(jì)耗煤量 8 )/(5 6 8 75 5 ( 1 設(shè)計(jì)耗煤量 （ 4） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 Y 3 k g / m )Q 式中 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 煤中不可燃成分的含量； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量， 3 。 )/( （ 5） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 2632 1 0 ( / )m g 式中 S 煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量， 3 。 )/( 2除塵器的選擇 （ 1） 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率 1式中 C 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度， 3/ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn) 中規(guī)定值， 3/ 9 % 9 013（ 2） 除塵器 工況煙氣流量 )/( 3 式中 Q 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煙氣流量， 3 ； T 工況下煙氣溫度， K； T 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度， 273K。 )/(73150(56873 則煙氣流速為： )/( （ 3）除塵系統(tǒng)選擇方案 凈化系統(tǒng)的布置要考慮到占地面積小，沿程損失少，一次投資小、維修管理方便以及系統(tǒng)總除塵效率高等。在凈化系統(tǒng)處理煙氣過程中不能產(chǎn)生二次污染，要做好系統(tǒng)的密封性和處理煙氣的高效率。 該燃煤廠鍋爐排放煙量不大，但其煙氣含塵濃度及含硫濃度都比較大，選擇除塵器時(shí)應(yīng)該考慮除塵效率、處理煙氣流量、脫硫效率等。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放量是 200mg/氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二氧化硫排放量要達(dá)到900mg/工藝方案是按鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（ 的二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)煙塵的粒徑分布或種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器的種類、型號(hào)及規(guī)格。 本設(shè)計(jì) 確定除塵器 為無錫市四方鍋爐設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的 風(fēng)水膜脫硫除塵器（ 按 Q/320211 10 風(fēng)水膜脫硫除塵器和 Q/320283效脫硫消煙水膜除塵器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收 。）。其生產(chǎn)性能規(guī)格見表 備外形架構(gòu)尺寸見圖 3確定除塵器、風(fēng)機(jī)很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(yùn)行情況現(xiàn)場(chǎng)的實(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。 本方案的管道確定如圖 表 旋風(fēng)水膜脫硫除塵器性能規(guī)格表 型號(hào) 配套鍋爐容量 (t/h) 處理煙氣量 (m3/h) 除塵效率 (%) 排煙黑度 設(shè)備阻力 (脫硫效率 (%) 12000 98 林格曼黑度 82 1140157538502600750640390200285855308551 旋風(fēng)水膜脫硫除塵器外形結(jié)構(gòu)尺寸 11 （ 2） 管徑的確定 4 ()式中 Q 工況下管道內(nèi)的煙氣流量， s/ v 煙氣流速， m/s，（可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵 v =10 15m/s）。 取 v = 13 m/s )(60343600 44 取整 d = 500 管的內(nèi)徑為： 1 由公式 4 ()計(jì)算實(shí)際煙氣流速 8 0 0 8 6 0 344 22 表 道參數(shù) 外徑 D/制板風(fēng)管 外徑允許偏差 /厚 /00 + 1 3352835 化系統(tǒng)管道布置圖 12 4 煙囪的設(shè)計(jì) （ 1） 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)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表 定煙囪的高度。 鍋爐總 的蒸發(fā)量 /(t/h)： 1644 ，則煙囪最低高度為 40m。 （ 2） 煙囪直徑的計(jì)算 煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算： 0 . 0 1 8 8 ( ) 式中 Q 通過煙囪的總煙氣量， ； v 按表 4 選取的煙囪出口煙氣流速， / 取 v=4 m/s （見表 8 0 340 1 8 則圓整取 d = 煙囪底部直徑 ： 12 2 ( )d d i H m 式中 2d 煙囪出口直徑， m； H 煙囪高度， m； 表 爐煙囪高度表 鍋爐總額定出力 /(t/h) 1 1 2 2 6 6 10 10 20 26 35 煙囪最低高度 /m 20 25 30 35 40 45 表 囪出口煙氣流速 通風(fēng)方式 運(yùn)行情況 全負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng) 10 20 4 5 自然通風(fēng) 6 8 3 13 i 煙囪錐度，通常取 i= 取 i = （ 3） 煙囪的抽力 110 . 0 3 4 2 ( ) ( )2 7 3 2 7 3y B P 式中 H 煙囪高度， m； 外界空氣溫度， 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度， B 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?)( 5 02 7 3 112 7 3 1(400 3 4 y 5 系統(tǒng)阻力的計(jì)算 （ 1） 摩擦壓力損失 對(duì)于圓管 2 ()2L 式中 L 管道長度， m； d 管道直徑， m； 煙氣密度， 3/ v 管中氣流平均速率， m/s； 摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù) 管道相對(duì)粗糙度 K/d 的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到（實(shí)際中對(duì)金屬管道 值可取 磚砌或混凝土管道 值可取 1）對(duì)于圓形管道 直徑為 500 14 1 8 0 03 6 5 01 5 0 05005008152 6 8 054321密度換算：)/(8 8 32 7 02 7 32 7 33 摩擦壓力損失：)( 2）對(duì)于磚砌拱形煙道（ 如圖 222 )2(242 D=500故 B=531則其中 ； 因 A= 9 5 則 2 0 7 5 2 又 9 6 0)23 9 4 025 0 03 2 0 0(29 9 9 0 取 圖 砌拱形煙道示意圖 15 則 7 0 （ 2） 局部壓力損失 22 (式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到； v 與 像對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率， m/s； 煙氣密度， 3m/ 1）進(jìn)氣管部分局部水頭損失的計(jì)算 a) 漸縮管（如附圖 )/ ，取，時(shí)， 則 則 a b) 90彎頭彎管 兩個(gè)圓形 90彎頭 圓管直徑 D=曲率半徑 R=D，查表得 則 c) 漸擴(kuò)管 (12 查三廢處理工程技術(shù)手冊(cè) 廢氣卷 625頁表 17 =30，得 則 3 則 16 2）出氣管部分局部水頭損失的計(jì)算 a) 90彎頭彎管（如附圖 三個(gè)圓形 90彎頭 圓管直徑 D=曲率半徑 R = D，查表得 則 b) 三通管 6所示的三通管， 則 5 形合流三通管， 則 6 （ 3）系統(tǒng)總阻力計(jì)算（其中鍋爐出口前阻力 800 塵器阻力 1200 7 62 0 0 0 08 0 065432106風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 3273 1 0 1 . 3 5 51 . 1 ( / )273 py m 式中 風(fēng)量備用系數(shù)； 圖 型三通管示意圖 17 Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量， m3/h； 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度， 。若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度； B 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?y/1 0 0 3 8 （ 2） 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 273 1 0 1 . 3 5 5 1 . 2 9 31 . 2 ( )273 h S P 式中 風(fēng)壓備用系數(shù)； h 系統(tǒng)總壓力， 煙囪抽力， 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度； 風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度， ； y 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度， 5 12 0 02 7 31 5 02 7 3) 7 6( 根據(jù)Q 和的值，選定 性能規(guī)格如下表 （ 3） 電動(dòng)機(jī)功率 的 計(jì)算 12()3 6 0 0 1 0 0 0e k W 式中 風(fēng)機(jī)風(fēng)量， m3/h； 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓， 1 風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為 效風(fēng)機(jī)為 表 型號(hào) 轉(zhuǎn)速 (r/流量 (m3/h) 全壓 (有效功率 (全壓效率 (%) 500 10632 2601 18 2 機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接傳動(dòng)時(shí) 2=1，用聯(lián)軸器連接時(shí) 2= 2= 電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)， =。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率 定與 機(jī)配套的 號(hào) 電動(dòng)機(jī)。其性能表如下表 7 系統(tǒng) 中煙氣溫度的變化 當(dāng)煙氣管道較長時(shí)，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的煙氣流量應(yīng)按各點(diǎn)的溫度計(jì)算。 （ 1） 煙氣在管道中的溫度降 01 () 式中 Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量， m3/h； F