大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)

1、人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃彥上0YANGTZEUNIVERSITY大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)題目名稱：GZfr燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)院（系）：化工學(xué)院專業(yè)班級(jí)：環(huán)工11101學(xué)生姓名：魯文龍學(xué)號(hào):201102859指導(dǎo)教師：謝芳琴時(shí)間：2014/10/11頁腳內(nèi)容1人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃目錄前言I課程設(shè)計(jì)任務(wù)書n課程設(shè)計(jì)說明書11煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算32除塵器的選擇43確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置54煙囪的設(shè)計(jì)65系統(tǒng)阻力的計(jì)算76風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇及計(jì)算107系統(tǒng)煙氣溫度的變化128主要參考書目13小結(jié)13附圖14致謝16頁腳內(nèi)容2人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃

2、前言1.1 設(shè)計(jì)目的通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)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。頁腳內(nèi)容3人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)GZm燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。DB44765-201即A類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)1.4 鍋爐房基本概況鍋爐型號(hào)：SZL4-1型，共4臺(tái)（2.8MW*4設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h（臺(tái)）排煙溫度：180°C煙氣密

3、度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=1.5排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：18%煙氣在鍋爐出口前阻力：750Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮海?8Pa冬季室外空氣溫度：-3°C空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.0129kg/m3設(shè)空氣含濕量=12.93g/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算頁腳內(nèi)容4人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃煤的工業(yè)分析值：CY=68%HY=4%SY=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001中二類區(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）：120mg/m3二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：400mg/m3凈化系統(tǒng)布

4、置場(chǎng)地如圖所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。頁腳內(nèi)容5人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃頁腳內(nèi)容6人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的題目GZ燃煤鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的目的通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)的內(nèi)容，使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，方法及步驟，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。三、設(shè)計(jì)原始資料1應(yīng)用領(lǐng)域：水泥建材行業(yè)、冶金行業(yè)、采暖通風(fēng)行業(yè)、工民建等。2運(yùn)行工況：鍋爐型號(hào)SZL4-13,共4臺(tái)（2.8MW臺(tái)）設(shè)

5、計(jì)耗煤量：（400-80。kg/h/臺(tái)排煙溫度：（140-180C煙氣密度（標(biāo)態(tài)）:1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=1.1-1.5頁腳內(nèi)容1人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：18%煙氣在鍋爐出口前的阻力：750Pa煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值：。=68%,Hy=4%,S=1%,0=5%,N=1%,W=6%,AY=15%,V=13%。3水文氣象資料周圍風(fēng)速：5m/s年降水量：60cm3風(fēng)向：西北風(fēng)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?8kPa3空氣濕度：0.0129kg/m冬季室外最低氣溫：-3C4土建基礎(chǔ)情況：工廠原有土建基礎(chǔ)良好，對(duì)凈化系統(tǒng)的施工無不良影響。5地下水位：地下

6、水位距地面4m以下，對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)無侵蝕性。6生產(chǎn)廢氣單位的排氣量年度變化情況：附近2km以內(nèi)無較大大規(guī)模社區(qū)，周圍無教育、科研等科教文化區(qū)。7附近水源及自來水供應(yīng)狀況：附近5km以內(nèi)有一重要的流域水，自來水供應(yīng)方便。頁腳內(nèi)容2人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃8收集粉塵處理運(yùn)輸：收集到的粉塵經(jīng)過簡(jiǎn)單無害化處理后，就地掩埋或填坑處理。9設(shè)備服役期限等相關(guān)數(shù)據(jù)資料：預(yù)計(jì)設(shè)備的使用年限在20年，設(shè)備維護(hù)管理以及更新設(shè)置專人負(fù)責(zé)管理。10執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB44765-201呻A類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)11凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地：凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地見附圖鍋爐房平面布置及除塵系統(tǒng)布置區(qū)域圖，從待選的AB、

7、GD四個(gè)不同方位選擇一個(gè)作為凈化系統(tǒng)的場(chǎng)地，進(jìn)行布置。四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1燃煤鍋爐排煙量以及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算。2凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定。3除塵器的比較選型：確定除塵器類型、型號(hào)及規(guī)格，主要運(yùn)行參數(shù)。4管路布置及計(jì)算：計(jì)算各裝置的位置及管路布置。計(jì)算各管段的管徑、長(zhǎng)度，煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力和總處理量。5風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)總阻力和總處理量計(jì)算選擇風(fēng)機(jī)種型號(hào)及電動(dòng)機(jī)型號(hào)。6編寫設(shè)計(jì)說明書：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(jiǎn)圖等內(nèi)容。應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小節(jié)及參考文獻(xiàn)等部分。7圖紙要求：除塵系統(tǒng)平面布置圖1張、除塵系統(tǒng)剖面圖1張，除塵系統(tǒng)圖

8、1張。頁腳內(nèi)容3人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃8課程設(shè)計(jì)提交要求：依次按設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)說明書，附表和附圖的順序，合訂成冊(cè)。頁腳內(nèi)容4人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃1煙氣量、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Qa14.78(1.867Cy5.56Hy0.7Sy0.70y)(m3/kg)式中Cy,Hy,Sy,0y一分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。計(jì)1rQa4.78*(1.867*0.685.56*0.040.7*0.010.7*0.05)6.97(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量Qs11.867(Cy0.375Sy)11.2Hy1.24Wy0.016Q1a0.79Q1a0.8Ny(m3

9、/kg)式中Q1a-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kgWy-煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%Ny-N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%計(jì)管Qs=1.867*(0.68+0.375*0.01)+11.2*0.04+1.24*0.06+0.016*6.97H.+0.79*6.97+0.8*0.01=7.42(m3/kg)(3)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量QsQs1.016(1)Qa(m3N/kg)頁腳內(nèi)容5人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃式中：一空氣過量系數(shù)。Qs理論煙氣量(m3N/kg)Qa理論空氣量(m3N/kg)煙氣流量Q應(yīng)以m3N/h計(jì)，因此。QQs設(shè)計(jì)耗煤量Qs7.421.016(1.51)6.97310.96(mN

10、/kg)QQs設(shè)計(jì)耗煤量10.966006576(m3N/h)(4)煙氣含塵濃度Ydsh?AYCQs(kg/m3)式中：dsh排煙中飛灰占煤中灰分(不可燃成分)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，排放因子，;A煤中灰分(不可燃成分)的含量，%；Q一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。C=1次X15%/10.96=2.46X1C-3(kg/m3)頁腳內(nèi)容6人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃(5)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算G2s106GSO2Q103Qs(mg/m3)式中：C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。Gso2=2x0.01X0.98X1(6/10.96=1788(mg/m3)

11、2除塵器的選擇(1)除塵裝置應(yīng)達(dá)到的凈化效率:式中：O標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵、SO濃度，mg/m3；G-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵、SO排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值,mg/m3。除塵效率：1-120/2460=95.12%(2)除塵器的選擇工況下煙氣流量:QT'Q1(m3/h)；式中，Q一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，m3/h;頁腳內(nèi)容7人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃一工況下煙氣溫度，k；T一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度273k。6576(273180)Q27310912(m3/h)Q'36001091236003.0(m3/s)根據(jù)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：由陜西藍(lán)天鍋爐設(shè)備制造有限公司所提供

12、的“XDCCE陶瓷多管高效脫硫除塵器”（國家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃項(xiàng)目）中選取XDCG4陶瓷多管高效脫硫除塵器。產(chǎn)品性能規(guī)格見表1,設(shè)備外型結(jié)構(gòu)尺寸見表2。表1XDCG型陶瓷多管高效脫硫除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號(hào)配套鍋爐容量（J/H）處理煙氣量（m3/h）除塵效率（%）排煙黑度設(shè)備阻力（Pa）脫硫效率（%）重量(kg)XDGC4412000>98三1級(jí)林格曼黑度800-1400>852800表2XDCG4陶瓷多管高效脫硫除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸（見圖1）HHiH2ABCDEF頁腳內(nèi)容8人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃44602985423570014001400300503501000圖1XDC

13、G4陶瓷多管高效脫硫除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸3確定除塵機(jī)、風(fēng)機(jī)、煙囪的位置及管道布置。并計(jì)算各管段的路徑、長(zhǎng)度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。(1)各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊、管路短、占地面積小,并使安裝、操作和檢修方便。(2)管徑的確定,4Q(、d.(m)式中Q工況下管道內(nèi)煙氣流量，m3/s頁腳內(nèi)容9人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃煙氣流速m/s(對(duì)于鍋爐煙塵=10-15m/s5取=14m/s結(jié)果為d=0.52(m)圓整并選取風(fēng)道：表4.5風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/

14、mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500±10.75內(nèi)徑：di500-2X0.75=498.5(mm)4Q由公式(m)可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速:V=15.38(m/s)4煙囪的設(shè)計(jì)頁腳內(nèi)容10人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃(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鍋爐煙囪圖度表鍋爐總額定出力(t/h)<11-<22<66<1010-2026-<35煙囪最低高度(m)202530354045鍋爐總額定出力：44=16(t/h)故選定煙囪高度為40m。(2)煙

15、囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：d0.018哈(m)式中：Q-通過煙囪的總煙氣量(m3/h)一按表4選取的煙囪出口煙氣流速(m/s)頁腳內(nèi)容11人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃表4煙囪出口煙氣流速m/s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)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定=4m/s46576d0.0188.452m圓整取d=1.5m煙囪底部直徑d1d22iH（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=0.020.03）取i=0.02,di=1.52+20.0240=3.12mo頁腳內(nèi)容12人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃（3）煙囪的抽力1 1,、S

16、y0.0342HB（Pa）273tk273tp式中，Hl煙囪高度（m）;tk外界空氣溫度（C）;tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度（C）；B當(dāng)?shù)卮髿鈮海≒a）。-113Sy0.034240（）981032733273180200.6（Pa）5系統(tǒng)阻力的計(jì)算（1）摩擦壓力損失I2對(duì)于圓官，PL-.（Pa）d2式中，L一管道長(zhǎng)度（m）d管道直徑（m）；P煙氣密度（kg/m3）；u管中氣流平均速率（m/s）;入一摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度區(qū)的函數(shù)d頁腳內(nèi)容13人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃可以查手冊(cè)得到（實(shí)際中對(duì)金屬管道入值可取0.02,對(duì)磚砌或混凝土管道入值可取0.04）對(duì)于小500圓管L=

17、9.5m273n27318027331.340.81(kg/m)453_29.50.8115.38PL0.020.5236.4(Pa)（2）局部壓力損失2P2(Pa)式中：己一異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得;U與己相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率（m/s）；P煙氣密度（kg/m3）度圖3除塵器入口前管道示意圖頁腳內(nèi)容14人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃圖3中一為減縮管a045c時(shí),=0.1取a=45C、u=15.38m/s2220.8115.3820.19.58(Pa)22110.05tan67.50.12(m)圖3中二為30CZ型彎頭h2.9852.390.5950.6(m)

18、hD0.%50.12,取0.157D,0.5Re由通風(fēng)817頁表18-17馬Re=1.01.00.1570.15722c20.8115.382P0.15715.04(Pa)22圖3中三為漸擴(kuò)管1.79A0.351._2A),0.49853.144查大氣污染控制工程附表十一，并取30o頁腳內(nèi)容15人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃則0.192220.8115.3820.1918.2(Pa)22(1°；985)tan15°0.93(m)除塵器出口度彎頭風(fēng)機(jī)圖4除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口段管道示意圖圖4中a為漸擴(kuò)管45°時(shí)，0.1取30°,15.38m/s2P一2l0.9

19、3(m)0.1""29.58(Pa)圖4中b、c均為90°彎頭D500，取RD,則0.23,頁腳內(nèi)容16人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃2_2八”0.8115.380.2322.03(Pa)22兩個(gè)彎頭P'2P222.0344.06(Pa)對(duì)于如圖5所示T型三通管:圖5T型三通管示意圖0.780.78。8115.382274.72(Pa)對(duì)于T型合流三通:0.5520.8115.382-0.552252.69(Pa)系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為750Pa,除塵器阻力1400Pa：1400h36.4819.5815.0418.29.5844.0674.725

20、2.697502491.27(Pa)頁腳內(nèi)容17人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃6風(fēng)機(jī)和電機(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Qy11Q273I101.325273B(m3/h)式中：1.一風(fēng)量備用系數(shù)；QL風(fēng)機(jī)前風(fēng)量（m3N/h）;tp一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度（C）,若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度;B一當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ╧Pa）。Qy1.16576273180273101.32598一一一312410.25m3/h（2）風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算Hy1.2(hSy)273tp273ty101.335B1.293Y(Pa)式中：1.2-風(fēng)壓備用系數(shù);h一系統(tǒng)總阻力（Pa）§一煙囪抽力（Pa）；tp

21、一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度ty一風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度（C）頁腳內(nèi)容18人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃py標(biāo)況下煙氣密度(y=1.34kg/m3N)。Hy1.2(2491.27200.6)273180也13型建3273250981.342375(Pa)根據(jù)Qy和Hy選定Y5-47-136.5C：況序號(hào)為2的引風(fēng)機(jī)，性能表為:NeQyHy3600100012(kw)機(jī)號(hào)傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)速(r/min)工況廳P8M:(m3/h)全壓(Pa)內(nèi)效率(%)內(nèi)功率(kw)所需功率(kw)6.5C2620211930299278.612.6117.66(3)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算式中：Q一風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/h)；Hy一風(fēng)

22、機(jī)風(fēng)壓(Pai);“1一風(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)約為0；“2機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)42=1,用聯(lián)軸器連接時(shí)42=0.95、0.98,用三角皮帶傳動(dòng)時(shí)42=0.95;B電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，B=1.3。頁腳內(nèi)容19人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃Ne18.67(kw)12410.2523751.3360010000.60.95根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)方式選定Y180M-型電動(dòng)機(jī)。7系統(tǒng)煙氣溫度的變化(1)煙氣在管道中的溫度降qfQCv(C)式中Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/hF管道散熱面積，m2CV標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容(一般為1.352-1.35

23、7KJ/(m3C)q管道單位面積散熱損失KJ/(m3h)查相關(guān)數(shù)據(jù)可知室內(nèi)q1=4187KJ/(m3h)室外q2=5443KJ/(m3.h)室內(nèi)管道長(zhǎng)：Li2.180.50.121.56m2F1d1l13.140.51.562.50m2頁腳內(nèi)容20人力資源部年度工作總結(jié)及規(guī)劃室外管道長(zhǎng)：L29.51.88762mF2d2l23.140.57,6211.96m2取Cv=1.353KJ/(m3C)544311.9665761.3538.493CqF1q2F241872.50t1QCvQCv65761.353（2）煙氣在煙囪中的溫度降HA.D(C)式中H煙囪高度，mD合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/hA