燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計-大氣污染控制工程課程設計

燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計大氣污染控制工程課程設計蘇州科技學院天平學院課程設計說明書課程名稱：大氣污染控制工程課程設計題目：1t/h燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計學生姓名：學號：系別：專業(yè)班級：指導老師：2011年7月目錄前言41設計目的52設計任務53設計參數(shù)及要求54設計計算54.1煙氣量、煙塵計算64.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量64.1.2標準狀態(tài)下理論煙氣量64.13標準狀態(tài)下實際煙氣量64.14標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度64.2除塵器的選型64.2.1除塵器應達到的除塵效率64.22除塵器的選擇64.3確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置74.3各裝置及管道布置的原則74.3.管徑的確定74.4煙囪的計算74.煙囪高度的確定74.4煙囪直徑的計算84.4煙囪的抽力84.5系統(tǒng)阻力的計算94.5.1摩擦壓力損失94.5.2局部壓力損失94.6風機選擇及計算104.6風機風量的計算104.6.2風機風壓的計算104.7電動機的選型105小結116主要參考文獻11前言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。目前，大氣污染已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。該燃煤電廠的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大所以必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。設計目的課程設計是大氣污染控制工程教學中一個重要的實踐環(huán)節(jié)，綜合運用所學的有關知識，在設計中掌握解決實際工程問題的能力，進一步鞏固和提高理論知識。通過課程設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養(yǎng)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。本設計為一噸每小時燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設計，能使學生得到一次綜合訓練，特別是：1.工程設計的基本方法、步驟，技術資料的查找與應用。2.基本計算方法和繪圖能力的訓練。3.綜合運用本課程及有關課程的理論知識解決工程中的實際問題。4.熟悉、貫徹國家環(huán)境保護法規(guī)及其他有關政策。二、設計任務除塵系統(tǒng)設計方案的分析、確定；燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度的計算；除塵器的比較和選擇：確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)；管網(wǎng)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、煙囪高度和出口內徑、系統(tǒng)總阻力；風機及電機的選擇設計：根據(jù)所需處理的煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算、選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。編寫設計說明書：設計說明書的內容包括方案的確定、設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等內容，文字應簡明、通順、內容正確完整，書寫工整。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，并裝訂成冊。圖紙要求：按照工程制圖要求繪制除塵工藝系統(tǒng)平面和立面圖各一張(2號或3號圖)，需人工鉛筆繪圖。圖應按比例繪制、標出設備、管件編號及明細表。三、設計參數(shù)及要求排煙溫度取150℃；空氣過剩系數(shù)α=1.35；煙氣密度（標態(tài)）1.36kg/m3；室外空氣平均溫度6℃；鍋爐出口前煙氣阻力1000Pa；排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例為18％；煙氣其他性質按空氣計算；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準（GB13217-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行：標準狀態(tài)下煙塵濃度排放標準：200mg/m3。除塵系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側15m以內四、課程設計算：CY＝68％HY＝4％SY＝1％OY＝5％NY＝1％WY＝6％AY＝15％VY＝13％（一）煙氣量、煙塵計算標準狀態(tài)下理論空氣量=4.761.86768%+5。.564%+0.71%+0.75%）=6.97(m3/Kg)式中CY，HY，SY，OY一一分別為煤中各元素所含的質量分數(shù)。標準狀態(tài)下理論煙氣量(設空氣含濕量12.93g/m3))=1.867（68%+0.3751%）+11.24%+1.246%+0.0166.968+0.796.968+0.81%=7.42(m3/Kg)式中：－標準狀態(tài)下理論空氣量，m3／kg；WY－煤中水分所占質量分數(shù)，％NY－N元素在煤中所占質量分數(shù)，％標準狀態(tài)下實際煙氣量=7.423+1.016（1.35-1）6.968=9.90(m3/Kg)式中—空氣過量系數(shù)；—標準狀態(tài)下理論煙氣量，m3／kg；—標準狀態(tài)下理淪空氣量，m3／kg注：標準狀態(tài)下煙氣流量Q以m3／h計。標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度=18%15%/9.901=0.00273Kg/m3）式中dsh—排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數(shù)AY—煤中不可燃成分的含量；QS—標準狀態(tài)下實際煙氣量，m3／kg.（二）除塵器的選擇除塵器應達到的除塵效率=1-200/0.00273106=92.67%式中C—標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3；CS—標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，mg／m32、除塵器的選擇工作狀況下煙氣流量Q＝Qs×設計耗煤量=9.901180=1782.18=1782.18（150+273）/273=2761.4式中Q-----標準狀態(tài)下煙氣流量，-----工況下煙氣溫度，KT------標準狀態(tài)下溫度，273K則煙氣流量為Q’/3600=2761.4/3600=0.767（m3/s）所以采用XD-II-1除塵器阻力選擇800（pa）（三）確定除塵器、風機和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)鍋爐運行情況和鍋爐房現(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。對各裝置及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。管徑的確定==0.285（m）取d=280mm式中Q—工況下管內煙氣流量，m3／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)管徑取整采用d=280mm外徑D/mm鋼制板風管外徑允許偏差/mm壁厚/mm28010.75內徑D=280-2.075=278.5mm（四）煙囪的設計1、煙囪高度的確定首先確定所用煙囪的鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定確定煙囪的高度。1t/h最低高度為25米。煙囪高度取25米。2、煙囪直徑的計算煙囪出口內徑可按下式計算==0.5（m）式中Q—通過煙囪的總煙氣量，m3／h；v—按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。本設計取4-5m/s煙囪底部直徑d1＝d2+2×i×H=0.5+20.02525=1.75(m)式中d2－煙囪出口直徑，”；H一煙囪高度，m；i——煙囪錐度，通常取i＝0.02一0.03煙囪的抽力=0.034225()1.01105=105.37(Pa)式中H—煙囪高度m，；tk－外界空氣溫度，℃tp一煙囪內煙氣平均溫度，℃B—當?shù)卮髿鈮?，Pa。系統(tǒng)阻力的計算摩擦壓力損失對于圓管：=0.02(10.415/0.28)(1.3612.62/2)=80.31(Pa)式中L一管道長度．m；d—管道直徑，m；ρ—煙氣密度，kg／m3；v一管中氣流平均速率，m／sλ－摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?實際中對金屬管道λ值可取0.02。對磚砌或混凝土管造λ值可取0.04)。局部壓力損失圓形彎頭ξ=0.28漸縮管ξ=0.10漸擴管ξ=0.10除塵設備局部阻力損失1000pa鍋爐的本體局部損失900pa。=0.28（1.3612.624/2）+0.10（1.3612.62/2)+0.02（1.3612.62/2）+1000+800=1933.87(Pa)式中一異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關手冊中查到、或通過實驗獲得v一與相對應的斷面平均氣流速率，m／s；ρ—煙氣密度，kg/m3。（六）、風機和電動機選擇及計算風機風量的計算=1.11782.18=3038.60（m3/h）式中1.1一風量備用系數(shù)；Q—標準狀態(tài)下風機前標態(tài)下風量(煙氣量)，m3／h；tP一風機前煙氣溫度，℃，若管道不太長，可以近似取鍋鍋爐排煙溫度；B——當?shù)卮髿鈮毫?，kPa。風機風壓的計算=1.2（1933.87+80.31-105.37）=1953.98（Pa）式中1.2——風壓備用系數(shù)；—系統(tǒng)總阻力，Pa；Sy—煙囪抽力，Pa；tP—風機前煙氣溫度；ty一風機性能表中給出的試驗用氣體溫度（最高溫度不超過523K取473K）ρy一標準狀況下煙氣密度，kg／m3。計算出風機風量Qy和風機風壓Hy后，可按風機產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風機的型號。風機型號為Y5-47-4C電動機功率的計算==3.57（KW）式中Qy—風機風量，m3/h；Hy—風機風壓，Paηl一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)η2一機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時η2＝1。用聯(lián)軸器連接時η2＝0.95～0.98，用V形帶傳動時η2＝0.95；β—電動機備用系數(shù)，對引風機，β＝1.3。根據(jù)電動機的功率，風機的轉速，傳動方式選擇電動機型號Y132M1-6五小節(jié)我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手畫圖操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在設計過程中，我學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。

回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說得是苦