大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1.煙量氣、煙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Q'=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy—0.70丫)(m3/kg)a式中CY，Hy，Sy，Oy——分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Q'=4.76x(1.867x0.68+5.56x0.04+0.7x0.016—0.7x0.05)a=6.99(m3/kg)(2)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.93g/m3)Q=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q'+0.79Q'+0.8Ny(m3/kg)S a a式中Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，(m3/kg)；aWy——煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；Ny N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。Q'=1.867x(0.65+0.375x0.016)+11.2x0.04+1.24x0.06+0.016x6.99+0.79x6.99+0.8x0.01=7.45(m3/kg)(3)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Q=Q'+1.016(a—1)Q'(m3/kg)s s a式中a——空氣過(guò)剩系數(shù)；Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3/kg；sQ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg。a標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，因此，Q=Qx設(shè)計(jì)耗煤量。Q=7.45+1.016x(1.3-1)x6.99=9.58(m3/kg)QS=Qsx設(shè)計(jì)耗煤量=9.58x650=6227.36(m3/h)(4)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度

…d?Ay,C=Th——(kg/m3)s式中d式中dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù);Ay——煤中不可燃成分的含量;QAy——煤中不可燃成分的含量;Qs——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。0 0.27x0.144C=9.58=4.06x10-3(kg/m3)=4.06x103(mg/m3)(5)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算Cso2Cso2Syx106(mg/m3)s式中S——煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù);Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，m3/s式中S——煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù);Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，m3/kg。Cso22x0.016s x1069.58=3.34x103(mg/m3)選用的是XL-4型旋流式水膜脫硫除塵器，而此除塵器的除塵效率達(dá)到90%，所以處理后的二氧化硫濃度是334毫克每立方米，符合標(biāo)準(zhǔn)。所以不予更多計(jì)算。2.除塵器的性能比較并選擇(1)除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率式中C——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3；Cs——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。1 200“=1— 06x103=0.9507=95.07%(2)除塵器工況煙氣流量Q'=^T—(m3/h)式中Q——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煙氣流量，m3/h;T'——工況下煙氣溫度，K；T——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，273K。八，QT' 6227.36x(160+273)Q== T 273=9877.09(m3/h)Q' 9877.09則煙氣流速為:二二2.74(m3/s)3600 3600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(guò)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(chǎng)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/m3，二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二氧化硫排放量要達(dá)到900mg/m3。本工藝方案是按鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2001)中的二類(lèi)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(lèi)、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(lèi)、型號(hào)及規(guī)格。XL-4型旋流式水膜脫硫除塵器規(guī)格參數(shù)DD2H4H3H2H1HAB14006001500370010005006700600510型號(hào)處理煙氣量除塵效率/%排煙黑度設(shè)備阻力脫硫效率/%除塵后煙氣溫度XL-412000>98<1700-900>9050-803.各裝置的位置及管道布置(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。管道布置如下圖所示：(2)管徑的確定式中Q——工況下管道內(nèi)的煙氣流量，m3/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=12m/sd=慰―4X9877.09 =0.54(m)丫兀v 33600X3.14X12取整外徑d=550mm取管道厚度為0.75毫米；則管的內(nèi)徑為：d1=550—2X0.75=548.5mm由公式d(m由公式d(m)計(jì)算實(shí)際煙氣流速4Q4Q兀d2=11.62m/s4x9877.093600x3.14x0.548524.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-3)確定煙囪的高度。表-3鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/(t/h)<11?22?66?1010?2026?35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總的蒸發(fā)量/(t/h)：2.8+0.7x3=12，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：d=0.0188.2(m)式中Q——通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h；V——煙囪出口煙氣流速，m/s。取v=4m/s3x9877.09d=0.0188x' =0.0188x86.07=1.62m\ 4則圓整取d=1.9m。煙囪底部直徑：d1=d2+2?i?H(m)式中d2——煙囪出口直徑，m；H——煙囪高度，m；i——煙囪錐度，通常取i=0.02?0.03。取i=0.02d1=1.62+2x0.02x40=3.22m

(3)煙囪的抽力S=0.0342H(—(3)煙囪的抽力S=0.0342H(—1—

y 273+1k一1——).B(Pa)273+1p式中H——煙囪高度，m；tk——外界空氣溫度，。。；tp——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，。。;B 當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍。S=0.0342x40x(_1_— 1 )x97.86x103y 273-1 273+160:182.98(Pa)5.除塵系統(tǒng)阻力的計(jì)算(1)摩擦壓力損失對(duì)于圓管AP八—?2v2(Pa)ld2式中L 管道長(zhǎng)度，m；d——管道直徑，m；P 煙氣密度，kg/m3；v——管中氣流平均速率，m/s；九一一摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度K/d的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到(實(shí)際中對(duì)金屬管道九值可取0.02,對(duì)磚砌或混凝土管道九值可取0.04)。1)對(duì)于圓形管道直徑為550mm的管道L=1580+1645+5429+2696(mm)=11.35mP二P“?密度換算：P二P“?密度換算：=1.34273+140273 一一一x =0.886(kg/m3)41311.35 0.886x11.622AP=0.02xx摩擦壓力損失： L 0.55 2=24.69(Pa)(2)局部壓力損失△P=&，P；(Pa)式中白——異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到；v——與弓像對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；p 煙氣密度，kg/m3。1)進(jìn)氣管部分局部水頭損失的計(jì)算a)漸縮管a<45。時(shí)，?=0.1，(取a=45。，v=12.3m/s)pv2 0.886x11.622AP=CL_=0.1x =5.98Pa則1^2 2b)30度Z形彎頭H=2390-1500=890=1.62RC查得自=0.157pv2 0.866x11.622AP=C--=0.157x =9.39(Pa)2 2 2c)天圓地方查得自=0.170.886x11.622AP=0.17x=10.17Pa3 22）出氣管部分局部水頭損失的計(jì)算a）180°彎頭彎管（如附圖-5）阻力系數(shù)相當(dāng)于兩個(gè)圓形90°彎頭圓管直徑D=0.5m，取曲率半徑R=D，查表得。=0-46pv2八.0.886x11.622AP=C__=0.46x =27.52Pa則4 。 2 2b）天圓地方C=0.17pv2 八⑺0.866x11.622則aP=C--=0.17x =10.17Pa5 2 2（3）系統(tǒng)總阻力計(jì)算（其中鍋爐出口前阻力800Pa，除塵器阻力700Pa）ZAh=APL+A*+AP2+AP3+AP4+AP5++800+700=24.69+5.98+9.39+10.17+27.52+10.17+800+700=1587.9Pa6.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273+1101.355Q=1.1Q273px一b一（m3/h）式中1.1——風(fēng)量備用系數(shù)；Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，m3/h；t——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃。若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度;p當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。273+160 101.325Q=1.1x6227.36xx

y 273 97.86=11249.50m3/h(2)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算C )273+1101.3551.293/n、H=1.25Ah—S)pxx (Pa)y y273+1 Bp式中1.2——風(fēng)壓備用系數(shù)；ZAh——系統(tǒng)總壓力，Pa；Sy——煙囪抽力，Pa；tp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；ty——風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，?！妫籶y——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，1.34kg/m3。273+160 101.325 1.293H=1.2x(1587.9—182.98)xxx

y 273+200 97.86 1.34=1541.93Pa根據(jù)Qy和Hy的值，選定Y5-50-12.6C型號(hào)的風(fēng)機(jī)，其性能規(guī)格如下表-5所示。表-5Y5-50-12.6C型引風(fēng)機(jī)性能表型號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)流量(m3/h)全壓(Pa)有效功率(KW)全壓效率(%)Y5-50-12.6C25001603226017.68383.8(3)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算Ne二——QyHy^——(kW)

3600x1000qn12式中Qy 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；Hy——風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；n1——風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率(一般風(fēng)機(jī)為0.6,高效風(fēng)機(jī)為0.9)；n2——機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電