大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)實(shí)例

大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)實(shí)例之宇文皓月創(chuàng)作一、課程設(shè)計(jì)題目某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的目的經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步消化和穩(wěn)固本性課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培育學(xué)生運(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。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步伐，培育學(xué)生確立大氣污染控制系統(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(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。三、設(shè)計(jì)原始資料鍋爐型號(hào)：SZL4-13型，共4臺(tái)設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h(臺(tái))排煙溫度：160℃煙氣密度：1.34kg/Nm3空氣剩余系數(shù)：=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比率：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬天室外空氣溫度：-1℃空氣含水按0.01293kg/Nm3煙氣其余性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)剖析值：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尺度（GB13271-2001）中二類(lèi)區(qū)尺度履行：煙塵濃度排放尺度：200mg/Nm3二氧化硫排放尺度：900mg/Nm3凈化系統(tǒng)安插場(chǎng)所為鍋爐房北側(cè)15m之內(nèi)。四、設(shè)計(jì)計(jì)算1．燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算1（1）理論空肚量式中：CY、HY、SY、OY分別為煤中各元素所含的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。3（2）理論煙肚量（設(shè)空氣含濕量12.93g/mN）Qs1.867(CY0.375SY)11.2HY1.24WY0.016Qa0.79Qa0.8NY3（mN/kg）3式中：Qa—理論空肚量（mN/kg）WY—煤中水分所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；NY—N元素在煤中所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（3）實(shí)質(zhì)煙肚量QsQs1.016(1)Qa3（m/kg）N式中：—空氣過(guò)度系數(shù)。3Qs—理論煙肚量（mN/kg）3Qa—理論空肚量（mN/kg）3煙氣流量Q應(yīng)以mN/h計(jì)，所以。QQs設(shè)計(jì)耗煤量（4）煙氣含塵濃度：dshAY3C（kg/mN）Qs式中：dsh—排煙中飛灰占煤中不可燃成分的百分?jǐn)?shù)；AY—煤中不可燃成分的含量；3Qs—實(shí)質(zhì)煙肚量（mN/kg）。（5）煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算2SY1063）NQS2式中：SY—煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3QS—燃煤發(fā)生的實(shí)質(zhì)煙肚量（mN/kg）2．除塵器的選擇（1）除塵效率3式中：C—煙氣含塵濃度，mg/mN；3Cs—鍋爐煙塵排放尺度中規(guī)定值，mg/mN。（2）除塵器的選擇工況下煙氣流量：QT'3Q'（m/h）；T3式中，Q—尺度狀態(tài)下的煙氣流量，m/h；T'—工況下煙氣溫度，k；T—尺度狀態(tài)下溫度273k。依據(jù)工況下的煙肚量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確立除塵器：由陜西藍(lán)天鍋爐設(shè)施制造有限企業(yè)所供給的“XDCG型陶瓷多管高效脫硫除塵器”（《國(guó)家級(jí)科技成就要點(diǎn)推行計(jì)劃》項(xiàng)目）中選用XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器。產(chǎn)品性能規(guī)格見(jiàn)表1，設(shè)施外型構(gòu)造尺寸見(jiàn)表2。表1XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號(hào)配套鍋爐容量辦理煙肚量除塵效率排煙黑度設(shè)施阻力脫硫效率重量（J/H）（m3/h）（%）（Pa）（%）（kg）XDGC4412000>98≦1級(jí)林800-1400>852800格曼黑度表2XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器外型構(gòu)造尺寸（見(jiàn)圖1）HH1H2H3ABCDEF44602985423570014001400300503501000圖1XDCG4型陶瓷多管高效脫硫除塵器外型構(gòu)造尺寸3．確立除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的地點(diǎn)及管道安插。并計(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31）各裝置及管道安插的原則依據(jù)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)質(zhì)狀況確立各裝置的地點(diǎn)。一旦確立各裝置的地點(diǎn)，管道的安插也就基本能夠確立了。對(duì)各裝置及管道的安插應(yīng)力爭(zhēng)簡(jiǎn)單、緊湊、管路短、占地面積小，并使裝置、操控和檢修方便。（2）管徑確實(shí)定4Q（m）d式中，Q—工況下管道內(nèi)的煙氣流量（3）；m/s—煙氣流速（m/s）（關(guān)于鍋爐煙塵=10-15m/s）。取=14m/s，42.7（m）d0.493.1414圓整并選用風(fēng)道：外徑D（mm）鋼制板風(fēng)管外徑同意誤差（mm）壁厚（mm）50010.75內(nèi)徑=d1=500-20.75=495.5mm由公式d4Q可計(jì)算出實(shí)質(zhì)煙氣流速：4Q42.713.8（m/s）d23.140.495524．煙囪的設(shè)計(jì)1）煙囪高度確實(shí)定第一確立共用一個(gè)煙囪的全部鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后依據(jù)鍋爐大氣污染物排放尺度中的規(guī)定（表3）確立煙囪的高度。表3鍋爐煙囪高度表鍋爐總數(shù)定賣(mài)力<11~<22~<66~<1010~2026~<35（t/h）煙囪最低高度（m）202530354045鍋爐總數(shù)定賣(mài)力：44=16（t/h）應(yīng)選定煙囪高度為40m。42）煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：d0.0188Q（m）式中：Q—經(jīng)過(guò)煙囪的總煙肚量（3m/h）ω—按表4選用的煙囪出口煙氣流速（m/s）表4煙囪出口煙氣流速m/s通風(fēng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)狀況全負(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ω=4m/s圓整取d=1.8m煙囪底部直徑d1d22iH（m）2式中：d—煙囪出口直徑（m）；H—煙囪高度（m）；i—煙囪錐度（往常取i=0.02~0.03）。取i=0.02，d1=1.83+20.0240=3.5m。（3）煙囪的抽力11（Pa）Sy0.0342HB273tk273tp式中，H—煙囪高度（m）；tk—外界空氣溫度（℃）；tp—煙囪內(nèi)煙氣均勻溫度（℃）；5B—當(dāng)?shù)卮髿鈮海≒a）。系統(tǒng)阻力的計(jì)算（1）摩擦壓力損失L.2關(guān)于圓管，PL（Pa）d2式中，L—管道長(zhǎng)度（m）d—管道直徑（m）；ρ—煙氣密度（kg/m3）；υ—管中氣流均勻速率（m/s）；λ—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的函數(shù)。能夠查手冊(cè)獲取（實(shí)質(zhì)中對(duì)金屬d管道λ值可取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道λ值可取0.04）。a．關(guān)于φ500圓管L=9.5mb．關(guān)于磚砌拱型煙道則RAX式中，A為面積，X為周長(zhǎng)。（2）局部壓力損失圖2磚砌拱型煙道表示圖2P2Pa）式中：ξ—異形管件的局部阻力系數(shù)，可在相關(guān)手冊(cè)中查6到，或經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲?。沪浴cξ相對(duì)應(yīng)的斷面均勻氣流速率（m/s）；ρ—煙氣密度（kg/m3）。圖3除塵器進(jìn)口前管道表示圖圖3中一為減縮管α≤45℃時(shí)，ξ=0.1取α=45℃、υ=13.8m/s圖3中二為30℃Z型彎頭h0.60.50.12，取'0.157D由《通風(fēng)》817頁(yè)表18-17得Re=1.0圖3中三為漸擴(kuò)管查《大氣污染控制工程》附表十一，并取30o則0.19圖4除塵器出口至風(fēng)機(jī)進(jìn)口段管道表示圖圖4中a為漸擴(kuò)管取30oms,13.8/圖4中b、c均為90o彎頭22則P0.230.8413.818.4(Pa)22兩個(gè)彎頭P'2P218.436.8(Pa)關(guān)于如圖5所示T型三通管：圖5T型三通管表示圖關(guān)于T型合流三通：7系統(tǒng)總阻力（此中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1400Pa）：6．風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算（1）風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算Qy273tp101.32531.1QB（m/h）273式中：1.1—風(fēng)量備用系數(shù)；3Q—風(fēng)機(jī)前風(fēng)量（mN/h）；tp—風(fēng)機(jī)前煙氣溫度（℃），若管道不太長(zhǎng)，能夠近似取鍋爐排煙溫度；B—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ╧Pa）。（2）風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算Hy1.2(hSy)273tp101.3351.293273tyBYPa）式中：1.2—風(fēng)壓備用系數(shù)；h—系統(tǒng)總阻力（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（℃）；y—標(biāo)況下煙氣密度（γ=1.34kg/m3N）。依據(jù)Qy和Hy選定Y5-47-136.5C工況序號(hào)為2的引風(fēng)機(jī)，性能表為：機(jī)號(hào)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速工況序流量全壓內(nèi)效率內(nèi)功率所需功率方式（r/min）號(hào)（m3/h）（Pa）（%）（kw）（kw）86.5C2620211930299278.612.6117.66（3）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算Ne

QyHy

kw）36001000123式中：Qy—風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m/h）；Hy—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓（Pa）；η1—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0.9）；η2—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)η2=1，用聯(lián)軸器連結(jié)時(shí)2=0.95~`0.98，用三角皮帶傳動(dòng)時(shí)η2=0.95；β—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，β=1.3。1110924001.3（kw）Ne10000.616.936000.95依據(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-2型電動(dòng)機(jī)。7、系統(tǒng)中煙氣溫度的更改（1）煙氣在管道中的溫度降t1qF（℃）QCV3式中：Q—煙氣流量（mN/h）2F—管道散熱面積（m）CV—煙氣均勻比熱（一般C=1.352~1.357kJ/m3N℃）；—管道單位面積散熱損失。9室內(nèi)q=4187kJ/m2?h室外q=5443kJ/m2?h室內(nèi)管道長(zhǎng)：L=2.18-0.6-0.12=1.46m室外管道長(zhǎng)L=9.5-1.46=8.04m