大氣課程設計說明書

1、環(huán)境工程專業(yè)課 程 設 計 說 明 書題目：(SZL4-13鍋爐除塵系統(tǒng)設計)姓 名：丁政可班 級：環(huán)境工程13-1班學 號：01指導教師：劉彥飛課程名稱：大氣污染控制工程設計時間：2016/5/232016/6/03目 錄任務書(1)摘要(3)除塵系統(tǒng)計算(4)一、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度計算(4)二、除塵器選型(6)三、除塵器設計計算(8)四、煙囪設計(11)五、系統(tǒng)阻力計算(12)六、系統(tǒng)中煙氣溫度的變化(14)七、風機的計算與選用(15)結論(16)參考文獻(16)顆粒污染物控制課程設計任務書適用專業(yè) 環(huán)境工程 一、課程設計題目 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)的設計 二、課程設計的目的

2、 通過課程設計進一步消化和鞏固本課程所學內(nèi)容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學理論知識進行除塵系統(tǒng)設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、CAD繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。 三、設計原始資料鍋爐型號：SZL413型，共4臺(2.8MW4)設計耗煤量：680Kg/h臺排煙溫度：160煙氣密度(標準狀態(tài)下)：1.34 kg /m3空氣過剩系數(shù)：=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前的阻力：800 Pa當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86 Kpa冬季室外溫度：-20空氣中含水(排標準狀態(tài)下)1

3、0g/kg煙氣其它性質(zhì)按近似空氣計算煤的工業(yè)分析值：=68% =4% =1% =5%=1% =6% =15% =13%按鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712001)中二類一時段標準執(zhí)行。鍋爐房及場地布置見圖。四、計劃安排1、資料查詢0.5天2、及設計計算（4.5天）3、說明書編制及繪圖（5天）五、設計內(nèi)容和要求1、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計算2、凈化系統(tǒng)設計方案的分析確定3、除塵器的選擇和比較：確定除塵器的類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。4、管布置及計算：確定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(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力5、風機及電機的選擇設計：根據(jù)凈

4、化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類和功率。六、成果1、設計說明書設計說明書按設計程序編寫，包括方案的確定、設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖(工藝管網(wǎng)簡圖和設備外形圖)等內(nèi)容。課程設計說明書應有封面、目錄、前言、正文、小結及參考文獻等內(nèi)容，書寫工整或打印輸出，裝訂成冊。2、圖紙(1)除塵器圖一張(2號圖)。系統(tǒng)圖應按比例繪制、標出設備部件編號，并附明細表。(2)除塵系統(tǒng)平面布置圖、剖面布置圖各一張(1號或2號)，可以有局部放大圖(3號)。布置圖應按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化，但能表明建筑的外形和主要結構形式。在在圖上中應有指北針方位標志。七、

5、主要參考資料(1)郝吉明，馬廣大主編。大氣污染控制工程。北京高教出版社，2002。(2)吳忠標主編。大氣污染控制工程。北京科學技術出版社，2002。(3)胡傳鼎著。通風除塵設備設計手冊。北京化學工業(yè)出版社，2003。(4)張殿印，王純主編。除塵工程設計手冊。北京化學工業(yè)出版社，2003。(5)工業(yè)鍋爐房設計手冊。(6)風機樣本 指導教師： 教研究室主任： 2016年 月 日 2016 年 月 日摘 要一、 除塵器設計本次設計的除塵器的是立式多管旋風除塵器。根據(jù)任務書給出的相關數(shù)據(jù)計算出鍋爐的實際煙氣量，進而計算出相關的其他因素，即包括旋風除塵器中旋風子的數(shù)量，多管旋風除塵器的外殼尺寸，以及進氣

6、口、出氣口距地面的高度和大小。根據(jù)所得數(shù)據(jù)可粗略的畫出旋風除塵器的結構與布置。二、煙氣管道的布置由上計算出的實際煙氣量和煙氣流速計算出排煙管道的直徑，設計出管道的大致布置圖，根據(jù)自己的想法涉及管路的鋪設，已達到管道的鋪設路徑越短，阻力損失越小為宜，再根據(jù)除塵手冊里查找相關彎管的阻力系數(shù)，計算彎管的局部阻力損失。同時，計算出圓管與除塵器進、出口連接處的管道天方地圓的角度、長度以及通過手冊查出的阻力系數(shù)計算出阻力損失，根據(jù)所得的具體尺寸繪制出鍋爐房煙氣管道的布置圖。三、風機的計算和選型由上可以得出的結論是彎管以及天方地圓的局部壓力損失，和煙道鋪設的沿程壓力損失，進一步求得總的壓力損失。根據(jù)已知公式

7、所得數(shù)據(jù)可計算出風機的風量，風機的風壓以及電動機功率。最后根據(jù)所得的三個數(shù)據(jù)在相關書籍中選出適合的風機型號。最后求得電動機功率，看其是否滿足風機功率的要求，若符合要求，則設計成功，若不符合，則還需要重新選擇風機的型號。 一、除塵系統(tǒng)計算煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算1、 標準狀態(tài)下理論空氣量由煤質(zhì)中 =68%，=4%，=1%，=5%，可得 式中 ，-分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)2、 標準狀態(tài)下理論煙氣量 由已知知： 空氣的含濕量為10g/kg，則：式中 -分別為煤中水分和N元素的質(zhì)量分數(shù)，則3、 標準狀態(tài)下的實際煙氣量式中 ：空氣過剩系數(shù)為1.4，則4、 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度由于： 式中

8、 -分別為排煙中飛灰占煤中不可燃成分和煤中不可燃成分的含量的質(zhì)量分數(shù)，則則：標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計算：由知：,則5、實際工況下的實際煙氣量 因為：5、 工況下煙氣流量 二、除塵器的選擇根據(jù)煙塵的粒徑分布、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。確定除塵器的運行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等。選型過程中要通過分級效率進行總除塵效率的校正。除塵應達到的總效率式中 分別為除塵器進口和出口的煙氣中顆粒物的流量(kg/h)。查得大氣污染物排放標準(GB132712001)中二類區(qū)一時段的排放標準為，其中，則三、除塵器總除塵效率的校正根據(jù)文獻（1）中表1

9、8-2不同燃燒方式煙塵的顆粒分散度查得粒 徑55101020203030474760607474分散度3.15.411.38.811.76.96.346.5得到新粒徑分布區(qū)間的顆粒分散度粒 徑551010202030304040505060607070分散度%3.15.411.38.89.15.94.2349.2并查得分級效率粒徑分布551010202030304040505060607070分級效率%36.9366.5885.5594.7297.9394.9599.6499.8499.93 故總除塵效率，所以能實現(xiàn)達標排放。四、除塵器設計計算及管道的布置1、各裝置及管道布置的原則鍋爐運行情況

10、和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本確定了。對各裝置入管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。2、除塵器旋風子的數(shù)量（1）工況下煙氣流量（第一部分計算已得出） (2)旋風子個數(shù) =Q/q（個）式中 q每個旋風子的工作流量，可有（旋風子的工作流量表）查的。旋風子直徑毫米）煙氣導向裝置允許含塵濃度（）旋風子的工作流量（）旋風子的阻力系數(shù)型 式葉 片傾斜角最 大最 小250花瓣型2007533735/765865/900630/655740/7708565表1 旋風子的工作流量表取旋風子直徑=250mm， 葉片傾角=30&

11、#176;， 旋風子的工作流量q=865，=85則：n=Q/q=11050/750=14.74根據(jù)計算的確定縱橫向的旋風子的排數(shù)及,則實際采用的旋風子數(shù)量n為=（縱向旋風子數(shù)）×（橫向旋風子數(shù)）15=53（一般取15,16,20,25）3、除塵器的外殼尺寸 a深度（煙氣縱向）S：b、寬度（煙氣橫向）N：式中 縱（橫）向旋風子中心線間距，mm（=280mm）； 旋風子中心線至除塵器殼體內(nèi)壁間距，mm（=1mm）。 4、 除塵器進氣室高度（1）進氣室上沿指旋風子導流器上沿的高度式中 除塵器進口管內(nèi)煙氣的平均流速(米/秒)； 當6時，10米/秒當6時，14米/秒； （取=10m/s） 旋風

12、子的內(nèi)管直徑（mm）； （查表取=133mm） 相鄰旋風子的中心線間距（mm）。 （=175mm）（2）進口法蘭寬mm（3）進口法蘭高mm， ,試取8m/s進氣室高度：mm5、除塵器集氣室高度（1）出口法蘭寬mm（2）出口法蘭高mm， ,試取8m/s（3）則除塵器集氣室高度為： mm(上角鐵與出口法蘭重合)6、集塵斗高度mm7、除塵器支腿高 灰斗距地面高一般為800mm1000mm，此處取800mm mm則，除塵器總高為：mm8、管徑的確定式中-煙氣流速（m/s）；管內(nèi)流速試取為m/s，則 mm，取整后得D=550mm經(jīng)核算m/s，因此除塵器出口實際流速 m/s 五、系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 當煙

13、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()式中 -標準狀態(tài)下的煙氣流量，（m3/h）； -標準狀態(tài)下煙氣的比熱容(1.352 1.357kJ/m3)；煙道散熱面積，(m2)；煙道單位面積散熱損失(室內(nèi)4187kj.h,室外5443kJ.h)。2、煙氣在煙囪中的溫度降()式中 H-煙囪高度(m); D-合用同一個煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，(t/h) A 降溫系數(shù)，可由表-1查得。表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<0.5 m)磚煙囪(H<壁厚>0.

14、5 m)A20.80.40.2 則： 六、煙囪的設計1、煙囪的高度首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總蒸發(fā)量D(t/h)，然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定(見表2)確定煙囪的高度。表2 鍋爐煙囪高度表(H)鍋爐總額定出力（t/h）<1122661010202635煙囪最低高度/m202530354045由表可知煙囪的高度H=40m2、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3選取的煙囪出口流速，（m/s）。表3 煙囪出口煙氣流速（m/s）運行情況全負荷最小負荷機械通風102045自然通風6102.53由表可知煙囪出口流速取最小負荷4m/s，則m煙囪

15、底部直徑式中 -煙囪出口直徑，(m)； -煙囪錐度，通常取 =0.020.03，則m3、煙囪的抽力式中-外界空氣溫度，()； -煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，()；-當?shù)卮髿鈮海?Pa)，pa7、 系統(tǒng)阻力計算1、局部壓力損失 (Pa)式中 -異形管件的局部阻力系數(shù)； -管氣流速（m/s）；（= 12.24m/s） （1）90°圓管彎頭處的局部阻力損失：選取彎頭半徑與圓管半徑的比值為1:1，查表可得= 0.33則 P=(0.22×0.84×13.41×13.41)/2=16.62(Pa)。由設計流程圖可知，管道共存在2處90°圓管彎頭，則 P=16.62

16、×2=33.24（Pa）（2）鍋爐的局部阻力損失 （3）省煤器的局部阻力損失 150Pa（4）旋風除塵器的局部阻力損失 800Pa綜上可得總的局部阻力損失:P總=33.24800150800= 1783.24(Pa)2.磨擦壓力損失（沿程阻力損失）對于圓管(Pa)；式中 管道長度，(m)； 管道直徑，(m)； -煙氣密度，（kg/m3)；（= 0.84 kg/m3） -當?shù)卮髿鈮毫Γ?Pa)； -管中氣流平均速度（m/s）；(= 12.24m/s) -磨擦阻力系數(shù)，可查手冊，(一般對于金屬管道 可取0.02，水泥和磚砌管道可取0.04)（取= 0.02）由設計流程圖可知： L=7.1

17、6m則：即 Pl= 20.01Pa則總的阻力損失 = Sy= 1783.24+20.01-220=1583.25(Pa)八、風機的計算與選用1、風機風量的計算式中-管道漏風系數(shù)，一般在0.10.15之間，取值0.1； -標態(tài)下煙氣流量，（m3/h）； -風機前溫度，管道不長時可取鍋爐排煙溫度()； m3/h2、風機風壓的計算式中-安全系數(shù)，除塵管道在0.150.20之間，取值0.2； -系統(tǒng)總阻力； -風機性能表中給出的試驗氣體溫度()，4-47系列為200； -標準狀態(tài)下煙氣的密度，1.34(kg/m3)。pa根據(jù)風機的風量和風壓，查文獻（6）中附錄八常用風機規(guī)格型號，選擇風機的型號為G4-73-11 No8D型。 3、電動機功率的計算式中-風機在全壓頭時的效率(一般風機為0.6，高效風機約為0.9)； -機械傳動效率，皮帶傳動時為0.95； -電機備用系數(shù)，對引風機為1.3。根據(jù)電動機的功率，風機的轉速，傳動方式在參考資料（6）中常用除塵通風機附表中選擇電動機型號為，轉速1450r/min，傳動方式為G型。9、 結論通過設計計算可得以下結論：1、計算選用立式多管除塵器，而且其除塵效率滿足所需要求。2、旋風除塵器旋風子的個數(shù)為15個（縱向個數(shù)