某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)項目設計方案

1 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)項目設計方案 一、課程設計的題目 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設計 二、課程設計的目的 大氣污染控制工程課程設計是大氣污染控制工程課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，本課程設計是環(huán)境工程專業(yè)學生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設計能力的訓練，在實現(xiàn)學生總體培養(yǎng)目標中占有重要地位。本課程設計旨在使學生通過這一環(huán)節(jié)，掌握大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設計方法的應用，培養(yǎng)學生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，使學生受到大氣污 染控制工程設計的基本訓練，為學生以后從事本工程領域的設計打下基礎。 通過課程設計進一步消化和鞏固本課程所學內容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學生運用所學理論知識進行大氣污染控制系統(tǒng)方案設計的初步能力。結合前續(xù)課程大氣污染控制工程的內容，運用各種污染物的不同控制、轉化、凈化原理和設計方法，進行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設計，從課程設計的目的出發(fā)，通過設計工作的各個環(huán)節(jié)，達到以下教學要求： 2 1通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)綜合運用大氣污染控制設計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分 析和解決大氣污染控制設計問題的能力； 2學習大氣污染控制設計的一般方法、步驟，掌握大氣污染控制設計的一般規(guī)律，重點掌握除塵技術的基本理論，學會正確選用除塵設備、設計除塵系統(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備；設計、選擇和運行大氣污染凈化系統(tǒng)； 3進行大氣污染控制設計基本技能的訓練：例如設計計算、繪圖工程圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范；編寫設計說明書。 三、 課程設計原始資料 泥建材行業(yè)、冶金行業(yè)、焦炭行業(yè)、采暖通風、工業(yè)與民用建筑等。 處理風量： 34000m3/h 排煙溫度： 140 流體密度（標準狀態(tài)下）： 粒真密度 : 103kg/體介質粘度 : 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防護措 施） : 周圍風速 :4m/s 年降水量 :60向 :西北風 當?shù)卮髿鈮毫Γ?a 空氣濕度： 準狀態(tài) ) 最低氣溫： 露點： 結點： 便考慮基礎是否承重環(huán)保設備自重等因素； 設備基礎無侵蝕性，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)； 其對于濕式除塵很有必要； 處理運輸； ; 按照鍋爐大氣污染物排放標準（ 二類區(qū)標準執(zhí)行。 煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）： 200mg/4 二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）： 900mg/、圖 2 所示的鍋爐房南側 15m 以內。 圖 1 鍋爐房平面布置圖 圖 2 面圖 四、課程設計內容及要求 定除塵器類型、型號 及規(guī)格，并確定其主 5 要運行參數(shù)。 算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)總阻力等計算風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。 計說明書按照設計程序編寫，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。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，文字應簡明、通順、內容正確完整，格式工整、裝訂成冊。 （ 1）除塵系統(tǒng)圖一張（ 2 號圖或者 3 號圖）。系統(tǒng)圖應按比例繪制、標出設備、管件編號，并附明細表。系統(tǒng)圖需要在標題欄區(qū)域注明各部件編號、圖號；根據(jù)各部件圖詳細情況，對各部件繼續(xù)進行拆分，畫出相應零件圖，具體數(shù)量依據(jù)零部件標示清晰狀況而定；標準件和外購件需要在總裝配圖上注明，并在標題欄區(qū)。標準件指螺栓螺母墊圈等，外購件是指風機、電機等配套設備。 （ 2）除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖 2 3 張（ 3 號圖或者 4 號圖）。圖中設備管件應標注編號，編號應與系統(tǒng)圖對應。布置圖應按比例繪制。 （ 3）繪制設備零件圖紙。 ： 設計 說明書 要力求文字通順、簡明扼要，圖表要清楚整齊，每個圖、表都要有名稱和編號，并與 系統(tǒng)圖 中內容一致 。 課程設計圖紙應 6 能較好地表達設計意圖，圖面布局合理、正確清晰、符合制圖標準及有關規(guī)定。最后成果及圖表要字體工整，合訂時， 設計 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 鍋爐及鍋爐房設備 中國建筑工業(yè)出版社 ,1986 第七研究設計院編 北京 :建工出版社 供暖通風設計手冊 建工出版社 ,1987 最新風機產(chǎn)品樣本設計參數(shù)與風機應用機產(chǎn)品技術標準使用手冊 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 :化學工業(yè)出版社 ,2003 7 課程設計計算書 塵和二氧化硫濃度的計算 （ 1） 標準狀態(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量分數(shù)。 )/( （ 2） 標準狀態(tài)下理論煙氣量（設空氣含濕量 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 標準狀態(tài)下理論空氣量， ( 3 ) ； 煤中水分所占質量分數(shù)， % ； % 。 )/(s（ 3） 標準狀態(tài)下實際煙氣量 )/()1(0 1 s 式中 a 空氣過 剩 系數(shù)； 標準狀態(tài)下理論煙氣量， 3 ； 標準狀態(tài)下理論空氣量， 3 。 標準狀態(tài)下煙氣流量 計 ， 因此 ， 設計耗煤量 8 )/(5 6 8 75 5 ( 1 設計耗煤量 （ 4） 標準狀態(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量分數(shù)； 煤中不可燃成分的含量； 標準狀態(tài)下實際煙氣量， 3 。 )/( （ 5） 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 2632 1 0 ( / )m g 式中 S 煤中含可燃硫的質量分數(shù)； 標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量， 3 。 )/( 2除塵器的選擇 （ 1） 除塵器應達到的除塵效率 1式中 C 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度， 3/ 標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準 中規(guī)定值， 3/ 9 % 9 013（ 2） 除塵器 工況煙氣流量 )/( 3 式中 Q 標準狀況下的煙氣流量， 3 ； T 工況下煙氣溫度， K； T 標準狀態(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，選擇除塵器時應該考慮除塵效率、處理煙氣流量、脫硫效率等。煙塵濃度排放標準規(guī)定的排放量是 200mg/氧化硫排放標準規(guī)定的二氧化硫排放量要達到900mg/工藝方案是按鍋爐大氣污染排放標準（ 的二類區(qū)標準進行設計。 根據(jù)煙塵的粒徑分布或種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器的種類、型號及規(guī)格。 本設計 確定除塵器 為無錫市四方鍋爐設備制造有限公司生產(chǎn)的 風水膜脫硫除塵器（ 按 Q/320211 10 風水膜脫硫除塵器和 Q/320283效脫硫消煙水膜除塵器標準進行制造、試驗和驗收 。）。其生產(chǎn)性能規(guī)格見表 備外形架構尺寸見圖 3確定除塵器、風機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)鍋爐運行情況現(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。 本方案的管道確定如圖 表 旋風水膜脫硫除塵器性能規(guī)格表 型號 配套鍋爐容量 (t/h) 處理煙氣量 (m3/h) 除塵效率 (%) 排煙黑度 設備阻力 (脫硫效率 (%) 12000 98 林格曼黑度 82 1140157538502600750640390200285855308551 旋風水膜脫硫除塵器外形結構尺寸 11 （ 2） 管徑的確定 4 ()式中 Q 工況下管道內的煙氣流量， s/ v 煙氣流速， m/s，（可查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵 v =10 15m/s）。 取 v = 13 m/s )(60343600 44 取整 d = 500 管的內徑為： 1 由公式 4 ()計算實際煙氣流速 8 0 0 8 6 0 344 22 表 道參數(shù) 外徑 D/制板風管 外徑允許偏差 /厚 /00 + 1 3352835 化系統(tǒng)管道布置圖 12 4 煙囪的設計 （ 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準中的規(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） 煙囪直徑的計算 煙囪出口內徑可按下式計算： 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 通風方式 運行情況 全負荷時 最小負荷 機械通風 10 20 4 5 自然通風 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， 煙囪內煙氣平均溫度， B 當?shù)卮髿鈮海?)( 5 02 7 3 112 7 3 1(400 3 4 y 5 系統(tǒng)阻力的計算 （ 1） 摩擦壓力損失 對于圓管 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) 管道相對粗糙度 K/d 的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫剑▽嶋H中對金屬管道 值可取 磚砌或混凝土管道 值可取 1）對于圓形管道 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)，可在有關手冊中查到； v 與 像對應的斷面平均氣流速率， m/s； 煙氣密度， 3m/ 1）進氣管部分局部水頭損失的計算 a) 漸縮管（如附圖 )/ ，取，時， 則 則 a b) 90彎頭彎管 兩個圓形 90彎頭 圓管直徑 D=曲率半徑 R=D，查表得 則 c) 漸擴管 (12 查三廢處理工程技術手冊 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算 a) 90彎頭彎管（如附圖 三個圓形 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風機和電動機的選擇及計算 （ 1）標準狀態(tài)下 風機風量的計算 3273 1 0 1 . 3 5 51 . 1 ( / )273 py m 式中 風量備用系數(shù)； 圖 型三通管示意圖 17 Q 標準狀態(tài)下風機前風量， m3/h； 風機前煙氣溫度， 。若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度； B 當?shù)卮髿鈮毫Γ?y/1 0 0 3 8 （ 2） 風機風壓的計算 273 1 0 1 . 3 5 5 1 . 2 9 31 . 2 ( )273 h S P 式中 風壓備用系數(shù)； h 系統(tǒng)總壓力， 煙囪抽力， 風機前煙氣溫度； 風機性能表中給出的試驗用氣體溫度， ； y 標準狀況下煙氣密度， 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） 電動機功率 的 計算 12()3 6 0 0 1 0 0 0e k W 式中 風機風量， m3/h； 風機風壓， 1 風機在全壓頭時的效率（一般風機為 效風機為 表 型號 轉速 (r/流量 (m3/h) 全壓 (有效功率 (全壓效率 (%) 500 10632 2601 18 2 機械傳動效率，當風機與電機直接傳動時 2=1，用聯(lián)軸器連接時 2= 2= 電動機備用系數(shù)，對引風機， =。 根據(jù)電動機的功率 定與 機配套的 號 電動機。其性能表如下表 7 系統(tǒng) 中煙氣溫度的變化 當煙氣管道較長時，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風機、煙囪的煙氣流量應按各點的溫度計算。 （ 1） 煙氣在管道中的溫度降 01 () 式中 Q 標準狀態(tài)下煙氣流量， m3/h； F