大气污染控制工程课程设计实例

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1、-大气污染控制工程课程设计实例一、课程设计题目*燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计二、课程设计的目的通过课程设计使学生进一步消化和稳固本能课程所学容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进展净化系统设计的初步能力。通过设计，使学生了解工程设计的容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进展设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。三、设计原始资料锅炉型号：SZL4-13型，共4台设计耗煤量：600kg/h(台)排烟温度：160烟气密度：1.34kg/Nm3空气过剩系数：a=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压

2、力：97.86kPa冬季室外空气温度：-1空气含水按0.01293kg/ Nm3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：=68%， =4%， =1% ， =5%，=1%， =6%， =15%， =13%按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001中二类区标准执行：烟尘浓度排放标准：200mg/ Nm3二氧化硫排放标准：900mg/ Nm3净化系统布置场地为锅炉房北侧15m以。四、设计计算1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算1理论空气量式中：、分别为煤中各元素所含的质量百分数。2理论烟气量设空气含湿量12.93g/m3N m3N/kg式中：理论空气量m3N/kg煤中水分所占质量百分数；N

3、元素在煤中所占质量百分数3实际烟气量 m3N/kg式中：a空气过量系数。理论烟气量m3N/kg理论空气量m3N/kg烟气流量Q应以m3N/h计，因此。设计耗煤量4 烟气含尘浓度： kg/m3N式中：排烟中飞灰占煤中不可燃成分的百分数；煤中不可燃成分的含量；实际烟气量m3N/kg。5 烟气中二氧化硫浓度的计算 mg/ m3N 式中： 煤中含硫的质量分数。 燃煤产生的实际烟气量m3N/kg2除尘器的选择1除尘效率 式中：C烟气含尘浓度，mg/m3N；Cs锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3N。2除尘器的选择工况下烟气流量： m3/h；式中，标准状态下的烟气流量，m3/h；工况下烟气温度，k；标准状

4、态下温度273k。根据工况下的烟气量、烟气温度及要求到达的除尘效率确定除尘器：由锅炉设备制造所提供的*DCG型瓷多管高效脱硫除尘器国家级科技成果重点推广方案工程中选取*DCG4型瓷多管高效脱硫除尘器。产品性能规格见表1，设备外型构造尺寸见表2。表1 *DCG4型瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量J/H处理烟气量m3/h除尘效率%排烟黑度设备阻力Pa脱硫效率%重量kg*DGC4412000981级林格曼黑度800-1400852800表2 *DCG4型瓷多管高效脱硫除尘器外型构造尺寸见图1HH1H2H3ABCDEF4460298542357001400140030050350100

5、0图1 *DCG4型瓷多管高效脱硫除尘器外型构造尺寸3确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口径以及系统总阻力1各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，管道的布置也就根本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单、紧凑、管路短、占地面积小，并使安装、操作和检修方便。2管径确实定 m式中，工况下管道的烟气流量m3/s；烟气流速m/s对于锅炉烟尘=10-15 m/s。取=14 m/s， m 圆整并选取风道：外径Dmm钢制板风管外径允许偏差mm壁厚mm50010.75径=d1=500-20.75=495

6、.5mm由公式可计算出实际烟气流速： m/s4烟囱的设计1烟囱高度确实定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量t/h，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定表3确定烟囱的高度。表3 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力t/h1122 66 10102026 35烟囱最低高度m202530354045锅炉总额定出力：44=16t/h应选定烟囱高度为40m。2烟囱直径的计算烟囱出口径可按下式计算： m式中：Q通过烟囱的总烟气量m3/h按表4选取的烟囱出口烟气流速m/s表4 烟囱出口烟气流速m/s通 风 方 式运 行 情 况全负荷时最小负荷机 械 通 风102045自 然 通 风6102.53选定=4m

7、/s圆整取d=1.8m烟囱底部直径 m 式中：d2烟囱出口直径m；H烟囱高度m；i烟囱锥度通常取i=0.020.03。取i=0.02，d1=1.83+20.0240=3.5m。3烟囱的抽力 Pa式中，H烟囱高度m；tk外界空气温度；tp烟囱烟气平均温度； B当地大气压Pa。5. 系统阻力的计算1摩擦压力损失 对于圆管， Pa式中， L管道长度md管道直径m；烟气密度kg/m3；管中气流平均速率m/s；摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04。a 对于500圆管L=9.5m 图2 砖砌拱型烟道示意图b 对

8、于砖砌拱型烟道则式中，A为面积，*为周长。2局部压力损失 Pa式中：异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得；与相对应的断面平均气流速率m/s；烟气密度kg/m3。图3 除尘器入口前管道示意图图3中一为减缩管45时，=0.1取=45、=13.8m/s图3中二为30Z型弯头，取由通风817页表18-17得=1.0图3中三为渐扩管查大气污染控制工程附表十一，并取则图4 除尘器出口至风机入口段管道示意图图4中a为渐扩管取图4中b、c均为90o弯头则两个弯头对于如图5所示T型三通管：图5 T型三通管示意图对于T型合流三通：系统总阻力其中锅炉出口前阻力为800Pa，除尘器阻力1400

9、Pa：6风机和电动机选择及计算1风机风量的计算 m3/h式中：1.1风量备用系数；Q风机前风量m3N/h；tp风机前烟气温度，假设管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度；B当地大气压力kPa。2风机风压的计算 Pa式中： 1.2风压备用系数；系统总阻力Pa Sy烟囱抽力Pa；tp风机前烟气温度ty风机性能表中给出的试验用气体温度；y标况下烟气密度=1.34kg/m3N。根据选定Y5-47-136.5C工况序号为2的引风机，性能表为：机号传动方式转速r/min工况序号流量m3/h全压Pa效率%功率kw所需功率kw6.5C2620211930299278.612.6117.663电动机功率的计算 kw

10、式中：Qy风机风量m3/h；Hy风机风压Pa；1风机在全压头时的效率一般风机为0.6，高效风机约为0.9；2机械传动效率，当风机与电机直联传动时2=1，用联轴器连接时2=0.950.98，用三角皮带传动时2=0.95；电动机备用系数，对引风机，=1.3。kw根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选定Y180M-2型电动机。7、系统中烟气温度的变化1烟气在管道中的温度降 式中：Q烟气流量m3N/h F管道散热面积m2CV烟气平均比热一般C=1.3521.357kJ/m3N；Q管道单位面积散热损失。室q =4187kJ/m2h室外q =5443kJ/m2h室管道长：L=2.18-0.6-0.12=1.46m室外管道长L=9.5-1.46=8.04m=9.42烟气在烟囱中的温度降： 式中：H烟囱高度m；D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和t/h；A温降系数，可由表5查得。表5 烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱无衬筒钢烟囱有衬筒砖烟囱H50m壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2总温度降五、主要参考书目略. z.