大氣污染控制設(shè)計指導(dǎo)書.

1、“三廢”治理綜合實訓一一大氣部分綜合實訓任務(wù)書一、設(shè)計題目燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)初步設(shè)計二、設(shè)計目的通過課程設(shè)計提高學生理論與實踐相結(jié)合的能力，使學生初步掌握鍋爐除塵系統(tǒng)的設(shè)計方 法及工程設(shè)計的方法和步驟，培養(yǎng)學生依據(jù)實際問題解決困難、制定方案、編寫設(shè)計說明的能 力，提高學生工程設(shè)計及識圖水平。三、設(shè)計原始資料1. 鍋爐型號：見各任務(wù)書2. 適用燃料：甘肅煤；3. 設(shè)計耗煤量：見各任務(wù)書34. 煙氣密度：約 1.34kg/m n ；5. 排煙溫度：150 C；6. 空氣過剩系數(shù)：m= 1.3;7. 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比：15%;8. 鍋爐及鍋爐房布置（鍋爐房北側(cè)有一空地）見附圖；9.

2、煙氣在鍋爐出口阻力：1000Pa；10. 當?shù)卮髿鈮毫Γ?97.86kpa；11. 室外溫度：冬季-1C左右；12. 煙氣其它性質(zhì)按空氣計算；13. 北京煤工業(yè)分析值：低位發(fā)熱量CSOHN水分灰分21375KJ/kg65.10%0.91%2.00%2.75%0.64%6.20%22.4%14. 鍋爐煙塵排放標準按 GB13271-2001中二類區(qū)執(zhí)行；四、設(shè)計內(nèi)容和要求1. 燃煤鍋爐排煙量和含塵濃度計算；2. 設(shè)計方案選擇1）集中處理或分別處理；2）除塵方式（干法除塵或濕法除塵）；3）負壓操作或正壓操作；3. 除塵效率的計算；4. 除塵器的選擇：確定除塵器的類型、型號及規(guī)格，并確定主要運行參數(shù)

3、；5. 管網(wǎng)布置及阻力計算：根據(jù)實際工況，確定各裝置的位置及管道布置，并計算各管段的管 徑、長度、煙筒高度、內(nèi)徑及系統(tǒng)的總阻力；6. 編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫，包括方案的選擇、設(shè)計計算、設(shè)備的選型、 設(shè)計簡圖和概算等內(nèi)容；7. 課程設(shè)計說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻等內(nèi)容，要求文字簡明、 通順、達意，內(nèi)容正確完整，并裝訂成冊。8. 圖紙要求：布局合理、圖例清晰，件號清楚并與系統(tǒng)圖（草圖）及其它相關(guān)圖紙相對應(yīng)。9時間安排本設(shè)計共5天時間，其中設(shè)計計算2天，鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計繪圖 3天。 10.應(yīng)完成文件除塵系統(tǒng)圖一張。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標出設(shè)備、管件編號，并

4、附明細表。 設(shè)計說明書1份（3000字以上）。2大氣污染控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書一、鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)初步設(shè)計1鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)煙氣量的計算燃燒單位質(zhì)量煤所需理論空氣量及產(chǎn)生的理論煙氣量、實際煙氣量計算均按教材中相關(guān)內(nèi)容計算8(1) 標準狀態(tài)下理論空氣量3Qx = 4.76(1.867C + 5.56H + 0.7S - 0.7O)(m/kg)式中：C,H,S,O分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。3(2) 標準狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量0.01296 kg / m )3Qy = 1.867(C +0.375S ) +11.2H +1.24W + 0.806Qx + 0.8N(m /kg)式中：Q

5、x 標準狀態(tài)下理論煙氣量，m 3/kg ;W 煤中水分所占的質(zhì)量分數(shù)，%N N元素在煤中所占的質(zhì)量分數(shù)，%(3) 標準狀態(tài)下實際煙氣量3Qy = Qy + 1.016(a-1) Qx (m /kg)式中：a空氣過剩系數(shù)，Qy標準狀態(tài)下理論煙氣量，m 3/kg ;Qx標準狀態(tài)下理論空氣量，m 3/kg。(4 )煙氣流量每臺鍋爐在標準狀態(tài)下煙氣流量 Q以m3/ h計：(1)實際煙氣量，mN3/kg煤;式中： QsM(5)煙氣含塵濃度設(shè)計耗煤量，kg/hdsh AyQskg / mN式中： dshAyQs排煙中飛灰上占煤中不可燃成分的百分數(shù); 煤中不可燃成分的含量；實際煙氣量，mN3/ kg;2除塵

6、器的選擇（1 ）除塵效率=1 _CSC式中： C 煙氣含塵濃度，mg/mN3;CS 鍋爐煙塵排放標準中的規(guī)定值，mg/mN3;（2）除塵器的選擇 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。3確定除塵器、風機和煙筒的位置及管道的布置（1）設(shè)計方案選擇 集中處理或分別處理； 除塵方式（干法除塵或濕法除塵）； 負壓操作或正壓操作；（2）各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定各裝置。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。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單、緊湊、管路短，

7、占地面積小, 并使安裝、操作和檢修方便。（3）管徑的確定4QHU式中： Q工況條件下管內(nèi)煙氣流量，m3/s ；煙氣流速，m/s，般為15-25m/s；，再利用圓整后的管徑計算出實際煙氣流速最小負荷運行管徑算出以后，要對其進行圓整（查手冊） 意：實際煙氣氣速要符合要求 ）。4煙筒的設(shè)計（1 ）煙筒高度的確定首先確定共用一個煙筒的所有鍋爐的總鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐煙塵排放標準中的規(guī)定（表1）確定煙筒的高度表1鍋爐煙筒高度表鍋爐總額定岀力(t/h)V 1122661010202035煙筒最低高度（m202530354045（2 ）煙筒直徑的計算 煙筒出口內(nèi)徑可按下式計算：d =0.01

8、88 Q（5）式中：Q工況條件下通過煙筒的總煙氣流量，m3/h；一一 按表2選取的煙筒出口煙氣流速，m/s；表2煙筒出口煙氣流速 m/s運行情況通風方式全負荷運行機械通風1020自然通風6102.53煙筒底部直徑式中：d2Hi(3)煙筒的抽力d22 i H m煙筒出口直徑，m ；煙筒高度，m ；煙筒錐度(通常取0.020.03)；式中:Sy0.0342273 tkBHPatktp煙筒高度，m ；外界煙氣溫度，C； 煙筒內(nèi)平均煙氣溫度，C； 當?shù)卮髿鈮毫?，Pa；5系統(tǒng)阻力的計算(1)摩擦壓力損失對于圓管：.：FLL 2A- d 2Fa(8)式中： LdPv管道長度，m ；管道直徑，m ；煙氣密度

9、，kg/m3；管道中氣流平均流速，m/s；摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)R和管道相對粗糙度 K/d的函e數(shù)，查手冊可以得到(實際中對金屬管道可取0.02,對磚徹管道可取0.04)；(2)局部壓力損失式中：VPFa(9)異形管件的局部阻力系數(shù);截面平均流速，m/s；煙氣密度，kg/m3；6風機和電動機選擇和計算(1 )風機風量的計算Qy-1.1Q273 tp273101.325Bm3/h(10)式中： Q風機前風量， mN3/h ；風機前煙氣溫度，C,若管道不太長，可近似取鍋爐排煙溫度;當?shù)卮髿鈮毫?，F(xiàn)a；(2 )風機風壓的計算式中:1.2.-：hH y = 12垃h - Sy 273 tp273

10、ty風機備用系數(shù);系統(tǒng)總阻力，Pa；101.325 1.293B ；Pa(11)18tp風機前煙氣溫度，C;ty風機性能表中給岀的溫度C；Py標況下煙氣密度1.34kg/mN3;計算出風機風量和風機風壓后，可按風機產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需的風機 型號。(3) 電動機功率的計算Ne 泌kW3600 1000 1 2(12)式中:風機風量，m3/h ；風機風壓，Pa；風機要全壓頭時的效率 (一般風機為0.6,高效風機約為0.9); 機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時為1,用聯(lián)軸器聯(lián)接時為0.950.98，用三角皮帶傳動時為 0.95 ；電動機的備用系數(shù)，對引風機一般為1.3；根據(jù)電動

11、機的功率、風機的轉(zhuǎn)數(shù)、傳動方式選擇電動機型號。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，必要時增設(shè)膨脹節(jié)等設(shè)備。除塵器、風機、煙筒的煙氣流量應(yīng)按各點的溫度計算。(1) 煙氣在管道中的溫度降(13)CQ cv式中： Q 煙氣流量，mN3/ h ；F管道散熱面積，m2；CV煙氣平均比熱，一般 CV=1.352 1.357 kJ/mN3C;q管道單位面積散熱損失；室內(nèi) q =4187 kJ/m2h室外 q =5443 kJ/m2h(2) 煙氣在煙筒中的溫度降出_口 C2 - D式中：H 煙筒高度，m ；D合用同一煙筒的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h ;A溫降系數(shù)，可查表3;表3

12、煙筒溫降系數(shù)煙筒種類鐵煙筒鐵煙筒磚煙筒(H :：: 50m)磚煙筒壁厚大于(無襯筒)(有襯筒)壁厚小于0.5m0.5mA20.80.40.2、制圖的一般規(guī)定1線型名稱線型線寬用途粗實線b（一般為0.5-2mm） 管道外輪廓線； 系統(tǒng)圖風管道； 索引線； 圖紙內(nèi)框線、標題欄外框線;尺寸標注線、界線；細實線I0 35 b平面、剖面圖土建輪廓線；細實線材料圖例線、引出線標高；中實線 b2 設(shè)備輪廓線； 風管法蘭線、焊縫線; 圖紙中相對次要管線;細點劃線丨 0.35 b 設(shè)備管道中心線、軸線； 定位軸線；細雙點劃線丨 10.35 b工藝設(shè)備外輪廓線折斷線0.35 b不需畫全的斷開界面(適用于方形構(gòu)件)

13、波浪線0.35 b不需畫全的斷開界面(適用于圓形構(gòu)件)2. 字體及寫法(1) 漢字為仿宋字，字體高度不小于3-4mm ；(2) 數(shù)字為阿拉伯數(shù)字，字體高度不小于2.5mm。3. 尺寸標注(3) 單位：mm;(4) 形式：(5) 數(shù)量：不能重復(fù)標注；(6) 要求：分尺寸在內(nèi)，總尺寸在外；(7) 標高形式(單位：m):0.000X大氣污染物課程設(shè)計實例設(shè)計原始資料鍋爐型號：SZL4-13，共 4 臺（2.8MWX 4）設(shè)計耗煤量:900kg/h （臺）排煙溫度：90150oC3煙氣密度（標準狀況下）：1.36 kg / m3空氣含水（標準狀況下）：0.01296 kk/ m煙氣在鍋爐出口前阻力：1

14、000Pa排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例： 15%當?shù)卮髿鈮海?7.86KPa冬季室外空氣溫度：2 C空氣過剩系數(shù)：a=1.2煤的工業(yè)分析值：C=66% H=4% S=1.8% ; N=1% W=2.2% A=15% V=10%; 0=4%鍋爐大氣污染排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)執(zhí)行標準3煙塵濃度排放標準（標準狀況下）：200嗎/ m3二氧化硫排放標準（標準狀況下）：900嗎/ m由于煙囪高度達不到 GB13271- 2001表4鍋爐房煙囪最低允許高度（4t鍋爐煙囪高度最低35m, 6t鍋爐煙囪高度最低 40m）的要求，其排放標準值按50%行，即：3煙塵濃度排放標準（標準狀況

15、下）：100嗎/ m3二氧化硫排放標準（標準狀況下）：450嗎/ m凈化系統(tǒng)布置場地如圖 1-1所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。1.1.燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算（1 ）標準狀態(tài)下理論空氣量Q =4.76 （1.867 C+5.56H+0.7S-0.70）（卅/kg ）式中： C 、H S、O分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。Q =4.76 X（ 1.867 X 0.66 +5.56 X 0.04+0.7 X 0.018-0.7 X 0.04 ） =6.85 （ ni/kg ）3(2)標準狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.96g/ m )式中：Q =1.867 (C+0.375S+1

16、1.2H+1.24W+0.016Qa +0.79Qa +0.8N)Q a標準狀態(tài)下理論空氣量m /kg ;W煤中水分的的質(zhì)量分數(shù)；NN元素在煤中的質(zhì)量分數(shù)。Q =1.867 ( 0.66+0.375 X 0.018 ) +11.2 X 0.04+1.24 X 0.022+0.016 X 6.85+0.79 X36.85+0.8 X 0.01=7.25(m/kg )(3 )標準狀態(tài)下實際煙氣量3Qs= Qs +1.016 x( a 1) Qa(m/kg )式中： a 空氣過剩系數(shù);Q標準狀態(tài)下理論空氣量m3/kg ；3Q標準狀態(tài)下理論煙氣量m /kg。標準狀態(tài)下煙氣流量 Q應(yīng)以mi/h計，因此，

17、Q= QsX設(shè)計耗煤量Q= 7.25+1.016 X( 1.2 1 )X 6.85=8.64( ni/kg )Q= QsX 設(shè)計耗煤量 =8.64 X 900=7776( ni/h )(4) 煙氣含塵濃度C=主 2 (kg/ m 3) Qs - _式中： dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)；A煤中不可燃成分的含量；Q s標準狀態(tài)下實際煙氣量，m/kg。Cso2=竺 106Qs(mg/ m3)C=0il標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 0.15=2.6 X 10-3 (mg/ m3) 8.64式中： S 煤中硫的質(zhì)量分數(shù);3Q s標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m/kg。Cso2=2

18、0.018 0.98“ 610 =4.083X 108.643(mg/ m )1.2.除塵器的選擇1.2.1 除塵效率=1 Csn _iC3 式中： C標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度mg/m ;C s標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，mg/m3;100n =1-=96.15%26004.2.2除塵器的選擇(1) 工況下煙氣流量Q =Q x T (m3/h)T3 式中： Q標準狀態(tài)下煙氣流量m/h;T 工況下煙氣溫度，kT 標準狀態(tài)下溫度，273k。Q = 7776273 120 =11194(m 3/h)273Q111943則煙氣的流速為_J = 一 =3.1(m /s)36003600根據(jù)工況下的

19、煙氣量，煙氣溫度及要求達到的除塵效率來確定除塵器;XD型多管旋風除塵器型號處理煙氣除塵效率本體阻力分害9重量(Kg)排煙黑度量(m3)(%)(Pa)粒徑XD-n -212000969003.0519001級格林黑度XD- n -2型多管旋風除塵器的外型尺寸ABHHoCDEFKLMN930129030663206224829331560800798115845150(2)管徑的確定3式中： Q 工況下管道下的煙氣流量m/sv煙氣流速 m/s(對于鍋爐煙塵 v=1015m/s取 v=14m/s,則 d= 4 3.1 =0.53m n燈4圓整并選取風道表4鋼制板風管外徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚

20、/mm55010.75內(nèi)徑 di=550 2X 0.75=548.5mm由公式d= 4Q 計算出實際煙氣流速 v= 4Q =13.1m/snd2 兀疋 0-548513.系統(tǒng)阻力的計算1.3.1摩擦壓力損失L Pj：P-=v （ Pa）d 2式中： L管道長度m;d管道直徑，m;?煙氣密度，Kg/ m3;273 120273 120P =0,02100L0.550.95 13.222=29.6(Pa)管中氣流平均速度m/s;（實際中對金屬管道d，值可取0.002，對磚砌或混凝土管道值可取0.04 ）對于 550圓管：L=10.0 mk摩擦阻力一系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度-的函數(shù)，可

21、以查手冊到273=1.36=0.95 ( kg/ m 3)1.3.2局部壓力損失2220除塵器入口前管道示意圖心二(Pa)2式中；一一異性管件的局部阻力系數(shù)可在有關(guān)手冊中查到或通過實驗獲得。- 與；相對立的斷面平均氣流速率，m/s;一一煙氣密度，Kg/ m3:-45 ,=13.1 m/s= 0.10.95 13.122= 8.2(Pa)Li=0.025 x tan 67.5 =0.06(m)圖2中二為30 C , Z形彎頭h=2.985-2.39=0.6mh/ D=0.6 / 0.55=1.1??；=0.11；Re由手冊查的長兒0=1.0 0.11 =0.11= 0.1120.95 13.1=

22、9.01.(Pa)圖2中三為漸擴管0.25 1.0= 1.06V2=z219.95 俅2= 15.5 (Pa)L3=(1一.5485)= 0.842 tan 15(m)圖3中為漸擴管（下圖）:45,; =0.1取二=30，- =13.1 m/sV22二 0.120.95 13.12= 8.15 (Pa)0.548523.14 -4查大氣污染控制工程附表十一，并取:=30，則；=0.1929L=0.84 （ m）兩個彎頭 P=2：P=2 22.8 =45.6(Pa)圖3圖-3中b,c均為90彎頭（下圖）D=550mm取 R=D則;= 0.28則2 2_PVccc 0.95X13.1cccP0.2

23、822.8 (Pa)2 2對于T形三角管 ；=0.782pv2.P =227895 131=63.6 (Pa)對于T形合流三通 ；-0.552= 0.55應(yīng)空= 44.8 (Pa)系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力lOOOPa,除塵器阻力900Pa)Ch =29.6 8.2 9.0 15.5 8.15 45.6 63.6 44.8 1000 900 = 2124.5(Pa)1.4風機和電動機選擇與計算1.4.1 標準狀態(tài)下風機風量的計算y=1.1Q 竺上空/h)273-式中： 1.1 風量備用系數(shù);標準狀態(tài)下風機前風量，m/h風機前煙氣溫度 C,若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度。 p當?shù)卮髿鈮?/p>

24、，kPay=1.1 7776 273 120 5=12749.4(m3/h)27397.861.4.2風機風壓的計算273+tpy=1.2 Z h-273+ ty式中:1.2風壓備用系數(shù)tp風機前煙氣溫度C ；3）ty 風機性能表中給出的試驗用氣體溫度Py標準狀態(tài)下煙氣密度（丫 =1.34 kg/ m二 1886 (Pa)73 120101.3251.293y=1.2 2124.5 -273 +25097.861.36根據(jù)Q和Hy選定Y5 47 5C工況序號為6的引風機，性能表如下。型號傳動轉(zhuǎn)速工況流量全壓效率軸功率所需功方式(r/min)序號(m3 /h)/pa(%)/kw率/kwY5-47

25、C2620613400227589%9.513.022=12749 1886 1.3=15.23600 1000 0.6 0.95(KV)143電動機功率的計算QyHyBNe=(KW3600 10001 2式中：Qy風機風量(m /h)Hy風機風壓Pa風機在全壓頭時的效率(一般風機為0.6 )1n 機械傳動功率(用V形帶動傳動時h2=0.95 )2電動機備用系數(shù)，對引風機 1 =1.3根據(jù)電動機的功率，風機的轉(zhuǎn)速，傳動方式選定Y160L-2型電動機(功率是18.5 KW,滑軸代號T/NF-542-3)1.6管網(wǎng)的設(shè)計1.6.1.風速和管徑的確定保證管道內(nèi)風速在 1020m/s的范圍內(nèi)，本設(shè)計選

26、用13.1m/s左右，以保證較小的壓力損失，并以此為標準選擇管徑，圓整后復(fù)核風速.管徑以550mm為主,只是在填料塔進口位置選用340mm管徑.1.6.2 阻力計算由設(shè)計資料知，氣體中污染物(so 2)濃度為4080mg/nf,氣體溫度為80 C .大氣壓力為97.86kpa,氣體污染物的體積分數(shù) y=(40.8/64) X 22.4 X 0.00仁1.43 X 10-1.7.風機及電機的選擇(1) 安全系數(shù)的修正33風機的總風量：Q=1.1Vg=1.1 X 3.542=3.896 m /s=14026 m /h風機的總風壓并與風機標定工況換算.T273 + 80p = 1 1 匯 Ap =1 1 漢 9307 漢=(Pa )=12344paT0273 +20(2) 動力系統(tǒng)選擇型號傳動方式轉(zhuǎn)速工況序號流量全壓效率軸功率所需功率3.m hPa%KwKwY5-47C18206200002215789%14.822.3查風機目錄可選用Y180L-4.功率為22kw.1.8煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的蒸發(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(3-3-3 )確定煙囪高度表5 鍋爐煙囪咼度鍋爐總