大气污染课程设计设计计算书完美版Word文件下载.docx
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——工况下烟气温度，K；
——标准状态下的温度，273K。
则烟气流速为：
（3）除尘系统选择方案
净化系统的布置要考虑到占地面积小，沿程损失少，一次投资小、维修管理方便以及系统总除尘效率高等。
在净化系统处理烟气过程中不能产生二次污染，要做好系统的密封性和处理烟气的高效率。
该燃煤厂锅炉排放烟量不大，但其烟气含尘浓度及含硫浓度都比较大，选择除尘器时应该考虑除尘效率、处理烟气流量、脱硫效率等。
烟尘浓度排放标准规定的排放量是200mg/m3，二氧化硫排放标准规定的二氧化硫排放量要达到900mg/m3。
本工艺方案是按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中的二类区标准进行设计。
根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格。
本设计确定除尘器为无锡市四方锅炉设备制造有限公司生产的ZST-4旋风水膜脱硫除尘器（按Q/320211ARQ01-2002《旋风水膜脱硫除尘器》和Q/320283JUHF01-2002《高效脱硫消烟水膜除尘器》标准进行制造、试验和验收。
）。
其生产性能规格见表-1,设备外形架构尺寸见图-1。
表--1ZST-4型旋风水膜脱硫除尘器性能规格表
型号
配套锅炉容量
（t/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（%）
ZST-4
4
12000
>
98
林格曼黑度<
1
<
1200
82
图-1ZST-4型旋风水膜脱硫除尘器外形结构尺寸
3．确定除尘器、风机很烟囱的位置及管道的布置
（1）各装置及管道布置的原则
根据锅炉运行情况现场的实际情况确定各装置的位置。
一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。
对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积，并使安装、操作和检修方便。
本方案的管道确定如图-2所示。
（2）管径的确定
式中Q——工况下管道内的烟气流量，；
——烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘=10～15m/s）。
取v=14m/s
取整d=500mm
表-2管道参数
外径D/mm
钢制板风管
外径允许偏差/mm
壁厚/mm
500
+1
0.75
则管的内径为：
由公式计算实际烟气流速
图--2净化系统管道布置图
4．烟囱的设计
（1）烟囱高度的确定
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/h）
＜1
1～2
2～6
6～10
10～20
26～35
烟囱最低高度/m
20
25
30
35
40
45
锅炉总的蒸发量/（t/h）：
，则烟囱最低高度为40m。
（2）烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式计算：
式中Q——通过烟囱的总烟气量，；
——按表4选取的烟囱出口烟气流速，。
取v=4m/s（见表-4）
表--4烟囱出口烟气流速
通风方式
运行情况
全负荷时
最小负荷
机械通风
4～5
自然通风
6～8
2.5～3
则圆整取d=1.7m。
烟囱底部直径：
式中——烟囱出口直径，m；
H——烟囱高度，m；
i——烟囱锥度，通常取i=0.02～0.03。
取i=0.02
（3）烟囱的抽力
式中H——烟囱高度，m；
——外界空气温度，；
——烟囱内烟气平均温度，；
B——当地大气压，。
5．系统阻力的计算
（1）摩擦压力损失
对于圆管
式中L——管道长度，m；
d——管道直径，m；
——烟气密度，；
——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K/d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）。
1）对于圆形管道
直径为500mm的管道
密度换算：
摩擦压力损失：
2）对于砖砌拱形烟道（如图-3）
D=500mm；
故B=531mm；
则（其中A为面积，X为周长）；
图-3砖砌拱形烟道示意图
因A=0.3925m2
则
又
取
（2）局部压力损失
（Pa）
式中ξ——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到；
v——与ξ像对应的断面平均气流速率，m/s；
ρ——烟气密度，。
1）进气管部分局部水头损失的计算
a）渐缩管（如附图-4）
b）90°
弯头弯管
两个圆形90°
弯头
圆管直径D=0.5m，取曲率半径R=D，查表得
c）渐扩管
查《三废处理工程技术手册—废气卷》625页表17-23部分管件局部阻力系数，取α=30°
，得
2）出气管部分局部水头损失的计算
a）90°
弯头弯管（如附图-5）
三个圆形90°
圆管直径D=0.5m，取曲率半径R=D，查表得
b）三通管
图-6T型三通管示意图
a.对于图-6所示的三通管，
b.对于T形合流三通管，
（3）系统总阻力计算（其中锅炉出口前阻力800Pa，除尘器阻力1200Pa）
6．风机和电动机的选择及计算
（1）标准状态下风机风量的计算
式中1.1——风量备用系数；
Q——标准状态下风机前风量，m3/h；
tp——风机前烟气温度，℃。
若管道不太长，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
式中1.2——风压备用系数；
——系统总压力，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，℃；
ρy——标准状况下烟气密度，1.34kg/m3。
表-5Y5-50-12.6C型引风机性能表
转速（r/min）
流量（m3/h）
全压（Pa）
有效功率（KW）
全压效率（%）
Y5-50-12.6C
2500
10632
2601
7.68
383.8
根据的值，选定Y5-50-12.6C型号的风机，其性能规格如下表-5所示。
（3）电动机功率的计算
式中Qy——风机风量，m3/h；
Hy——风机风压，Pa；
η1——风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机为0.9）；
η2——机械传动效率，当风机与电机直接传动时η2=1，用联轴器连接时η2=0.95～0.98，用V形带传动时η2=0.95；
β——电动机备用系数，对引风机，β=1.3。
根据电动机的功率Ne，选定与Y5-50-12.6C型引风机配套的Y160M2-2B3型号
电动机。
其性能表如下表-6所示。
表-6Y160M2-2B3型电动机的性能表
电动机
功率（KW）
Y160M2-2B3
2930
15
7．系统中烟气温度的变化
当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。
除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。
（1）烟气在管道中的温度降
式中Q——标准状态下烟气流量，m3/h；
F——管道散热面积，m2；
CV——标准状态下烟气平均比热容（一般为1.352~1.357kJ/m3•℃）；
Q——管道单位面积散热损失。
室内q=4187kJ/（m2•h）
室外q=5443kJ/（m2•h）、
室内管道长度及面积：
室外管道长度及面积：
（2）烟气在烟囱中的温度降
D——合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之合，t/h；
表-7烟囱降温系数
烟囱种类
钢烟囱
（无衬筒）
（有衬筒）
砖烟囱（H＜50m）
壁厚小于0.5m
砖烟囱壁厚大于0.5m
A
2
0.8
0.4
0.2
A——降温系数，可由表-7查得。
总温度降为
8．绘制图纸
锅炉烟气除尘系统平面布置图和系统剖面图、弯道示意图分别见附图-4、附图-5、附图-7和附图-8所示。
9．主要参考书目
1.郑铭.环保设备原理设计与应用[M].化学工业出版社
2.刘新旺.锅炉房工艺与设备[M].科学出版社
3.郝吉明，王书肖，陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[M].北京：
化学工业出版社环境科学与工程出版中心，2001。
4.黄学敏，张承中.大气污染控制工程实践教程[M].北京：
化学工业出版社，2003
5.宋瑞祥.中国环保产业高新技术的应用和发展[M].环境保护，1999。
6.王玉彬.大气环境工程师实用手册[M].北京：
中国环境科学出版社，2003
7.郭静，阮宜纶.大气污染控制工程[M].北京：
化学工业出版社教材出版中心，2001。
8.航天部第七研究设计院编.工业锅炉房设计手册[M].北京，中国建筑工业出版社，1986
9.奚士光等主编.锅炉及锅炉房设备[M].北京，中国建筑工业出版社，1994
10.金国淼主编.除尘设备设计[M].上海科学技术出版社，1985
11.鹿政理主编.环境保护备选用手册——大气污染控制设备.大连市环境科学设计研究院组织编写
12.刘天齐，黄小林，邢连壁等.三废处理工程技术手册废气卷[M].北京:
化学工业出版社，1999。
13.郝吉明，马广大.大气污染控制工程[M].北京：
高等教育出版社，2002
14.陈庆佳主编.最新风机产品样本设计参数与风机应用机产品技术标准使用手册.当代中国音像出版社，2007
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