燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計 大氣污染控制工程課程設(shè)計

蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院課程設(shè)計說明書課程名稱： 大氣污染控制工程課程設(shè)計 題 目：1t/h燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名：學(xué)號：系 別：專業(yè)班級：指導(dǎo)老師：2011年7月目錄前言41設(shè)計目的52設(shè)計任務(wù)53設(shè)計參數(shù)及要求54設(shè)計計算54.1煙氣量、煙塵計算6標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量6標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量64.13標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量64.14標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度64.2除塵器的選型6除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率64.22除塵器的選擇64.3確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置74.3.1各裝置及管道布置的原則74.3.2管徑的確定74.4煙囪的計算74.4.1煙囪高度的確定74.4.2煙囪直徑的計算84.4.3煙囪的抽力84.5系統(tǒng)阻力的計算9摩擦壓力損失9局部壓力損失94.6風(fēng)機(jī)選擇及計算104.6.1風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算10風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算104.7電動機(jī)的選型105小結(jié)11 6主要參考文獻(xiàn)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(yīng)、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(jìn)行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。一、 設(shè)計目的課程設(shè)計是大氣污染控制工程教學(xué)中一個重要的實踐環(huán)節(jié)，綜合運用所學(xué)的有關(guān)知識，在設(shè)計中掌握解決實際工程問題的能力，進(jìn)一步鞏固和提高理論知識。通過課程設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進(jìn)行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。本設(shè)計為一噸每小時燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計，能使學(xué)生得到一次綜合訓(xùn)練，特別是：1.工程設(shè)計的基本方法、步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用。2.基本計算方法和繪圖能力的訓(xùn)練。3.綜合運用本課程及有關(guān)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(hù)法規(guī)及其他有關(guān)政策。二、設(shè)計任務(wù)1. 除塵系統(tǒng)設(shè)計方案的分析、確定；2. 燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度的計算；3. 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)；4. 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(nèi)徑、系統(tǒng)總阻力；5. 風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)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(fēng)機(jī)種類、型號及電動機(jī)的種類、型號和功率。6. 編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書的內(nèi)容包括方案的確定、設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖等內(nèi)容，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整。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(xiàn)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(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號及明細(xì)表。三、設(shè)計參數(shù)及要求排煙溫度取150；空氣過剩系數(shù)=1.35；煙氣密度（標(biāo)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(zhì)按空氣計算；煤的工業(yè)分析值：CY68 HY4 SY1 OY5NY1 WY6 AY15 VY13按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/m3。除塵系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)四、課程設(shè)計算： CY68 HY4 SY1 OY5 NY1 WY6 AY15 VY13（一）煙氣量、煙塵計算1、 標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。2、 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3kg； WY煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)， NYN元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，3、 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3kg；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理淪空氣量，m3kg 注：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以m3h計。4、 標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量分?jǐn)?shù) AY煤中不可燃成分的含量； QS標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量，m3kg.（二）除塵器的選擇1、 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率=1-200/0.00273106=92.67%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，mgm3 2、除塵器的選擇 工作狀況下煙氣流量QQs×設(shè)計耗煤量=9.901180=1782.18 =1782.18（150+273）/273=2761.4式中Q-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量， -工況下煙氣溫度，KT-標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)機(jī)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(yīng)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。2、 管徑的確定 =0.285（m）取d=280mm式中 Q 工況下管內(nèi)煙氣流量，m3s；v 煙氣流速，ms，(可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v1015ms)管徑取整采用d=280mm外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm28010.75內(nèi)徑D=280-2.075=278.5mm（四）煙囪的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)徑可按下式計算=0.5（m）式中 Q 通過煙囪的總煙氣量，m3h；v 按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/ s。本設(shè)計取4-5m/s煙囪底部直徑d1d2+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i0.02一0.033、 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(nèi)煙氣平均溫度，B當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。（五） 系統(tǒng)阻力的計算1、 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； 煙氣密度，kgm3；v一 管中氣流平均速率，ms 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?實際中對金屬管道值可取0.02。對磚砌或混凝土管造值可取0.04)。2、 局部壓力損失 圓形彎頭=0.28漸縮管=0.10 漸擴(kuò)管 =0.10 除塵設(shè)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(guān)手冊中查到、或通過實驗獲得v一 與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，ms； 煙氣密度，kg/m3。（六）、風(fēng)機(jī)和電動機(jī)選擇及計算1、 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算 =1.11782.18=3038.60 （m3/h）式中 1.1 一風(fēng)量備用系數(shù)； Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量(煙氣量)，m3h； tP一 風(fēng)機(jī)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(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。2、 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算 =1.2（1933.87+80.31-105.37） =1953.98（Pa）式中 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)；系統(tǒng)總阻力，Pa； Sy煙囪抽力，Pa； tP風(fēng)機(jī)前煙氣溫度； ty一風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗用氣體溫度（最高溫度不超過523K取473K）y一標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度， kgm3。 計算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Hy后，可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風(fēng)機(jī)的型號。風(fēng)機(jī)型號為Y5-47-4C3、 電動機(jī)功率的計算= =3.57（KW）式中 Qy風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；Hy風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pal一風(fēng)機(jī)在全壓頭時的效率(一般風(fēng)機(jī)為06，高效風(fēng)機(jī)約為09)2一機(jī)械傳動效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動時21。用聯(lián)軸器連接時20.950.98，用V形帶傳動時20.95；電動機(jī)備用系數(shù)，對引風(fēng)機(jī)，1.3。根據(jù)電動機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動方式選擇電動機(jī)型號Y132M1-6五 小節(jié)我認(rèn)為，在這學(xué)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(shè)計過程中，我學(xué)會了很多學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、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(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。六.主要參考書目(1) 郝吉明，馬廣大主編大氣污染控制工程北京：高等教育出版社，2002(2) 全國通用管道計算表中國建筑工業(yè)出版社，1977.