30th燃煤量的采暖锅炉房旋风水膜除尘器除尘系统设计大气课程设计Word格式.docx
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冬季室外空气温度：
－1℃
空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3
烟气其它性质按空气计算
煤的工业分析值：
CY=68%HY=4%SY=1%QY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=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（标准状态下）：
200mg/m3
二氧化硫排放标准（标准状态下）：
900mg/m3
净化系统布置场地如图3－1－1所示的锅炉房北侧15m以内。
1.5设计内容和要求
1.燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。
2.净化系统设计方案的分析确定。
3.除尘器的比较和选择：
确定除尘器类型、型号惯用语规格，并确定主要运行参数。
4.管网布置及计算：
确定各装置的位置及管道布置。
并计算管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。
5.风机及电机的选择设计：
根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号必功率。
6.编写设计说明书：
设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。
课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。
7.图纸要求
（1）除尘系统图一张（1号图或2号图）。
系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。
（2）除尘系统平面、剖面布置图2－3张（1号、2号或3号），如图1－1和1－2,图中设备管件应标编号，编号应与系统图对应。
布置图应按比例绘制。
锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式。
在平面布置图中应有方位标志（指北针）。
第二章除尘器的选型及计算
2.1锅炉烟气量的计算
一、煤燃烧的假设：
（1）煤中固定氧可用于燃烧；
（2）煤中硫主要被氧化成二氧化硫；
（3）不考虑氮氧化物的产生；
（4）煤中的氮在燃烧时转化为氮气。
二、标准状况下理论空气量
以1kg煤燃烧为基础，则：
重量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）
C68056.6756.67
H404010
S100.31250.3125
O503.125-3.125
N100.35710
H2O603.333—
故有：
标准状况下理论需氧量：
标准状况下理论空气量：
式中——标准状态下理论空气量，（）；
三、标准状况下理论烟气量（空气含水为0.01293g/m3）
：
标准状况下理论需氧量：
四、标准状况下实际烟气量
式中a——空气过剩系数；
——标准状态下理论烟气量，；
——标准状态下理论空气量，。
则：
标准状态下烟气流量Q应以计，
因此，：
2.2除尘器的选择
一、除尘器应达到的除尘效率：
=91.45%
式中——标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；
——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3；
二、除尘器应达到的除SO2效率：
=53.85%
式中C——标准状态下烟气含SO2浓度，mg/m3；
Cs——标准状态下锅炉SO2排放标准中规定值，mg/m3；
三、除尘器的选择
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。
确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。
每台锅炉工况下烟气流量：
Q′=
=7687.5*
=12193（m3/h）
式中Q——标准状态下烟气流量，m3/h；
T′——工况下烟气温度，K；
T——标准状态下温度，273K。
则烟气流速为==3.4（m3/s）
卧式旋风水膜除尘器的型号及性能:
型号
9
10
11
风量
m³
/h
额定气量
20000
25000
30000
使用范围
16500~21000
21000~26000
25000~33000
耗水量
及
供水量
定期
供水
T，h
2.34
2.86
3.77
D1（Dg）
40
D2（Dg）
65
连续
0.56
0.64
0.70
25
D电磁阀
1′′
图号
CT531（九）
CT531（十）
CT531（十一）
主要
尺寸
L
4155
4740
5320
D
1656
1808
1958
H
4333
4560
4898
A
925
1000
1075
B
1660
1700
1890
C
556
608
658
E
720
800
880
F
272
296
321
G
1180
1340
1580
压力损失Pa
＜115
＜120
＜125
除尘器质量Kg
1605
2481
2926
旋风
脱水
CT531（十四）
CT531（十五）
CT531（十六）
4235
4760
5200
3598
3790
4083
700
φ1
850
900
＜110
质量Kg
1504
2264
2636
根据条件选择型号是9号。
2.3确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置
一、旋风水膜除尘器
旋风除尘器是利用旋转气流对粉尘产生离心力，使其从气流中分离出来，分离的最小粒径可达到5-10微米。
其结构简单、紧凑、占地面积小、造价低、维护方便、可耐高温高压，可用于特高浓度（高达500g/m3以上）的粉尘。
1.旋风除尘器的优点
（1）旋风除尘器内部没有运动部件，维护方便。
（2）制作、管理十分方便。
（3）处理相同风量的情况下体积小，结构简单，价格便宜。
（4）作为预除尘器使用时，可以立式安装，使用方便。
（5）处理大风量时便于多台并联使用，效率阻力不受影响。
（6）可耐400℃高温，如采用特殊的耐高温材料，还可以耐受更高的温度。
（7）除尘器内设耐磨内衬后，可用以净化含高磨蚀性粉尘的烟气。
（8）以干法清灰，有利于回收有价值的粉尘。
2.旋风除尘器的缺点
（1）卸灰阀如果漏损会严重影响除尘效率。
（2）磨损严重，特别是处理高浓度或磨损性大的粉尘时。
（3）除尘效率不高（对捕集粒径小于5um的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘，效率
较低），单独使用有时满足不了含尘气体排放浓度的要求。
（4）由于除尘效率随筒体直径增加而降低，因而单个除尘器的处理风量受到一定限制。
综上所述，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干湿一体除尘器D1345（其为旋风水膜除尘器的一种）。
3.干湿一体除尘器
干湿一体除尘器是将旋风除尘器内筒作为水膜除尘器的筒体，是旋风和水膜两种除尘作用有效地结合在一起，是含尘气体在一个除尘装置中得到二次净化，以提高除尘效率。
含尘气体从入口进入装置内，先经过一级旋风除尘器除尘，然后进入内筒（内壁有流动的水膜），再进行二次离心水膜除尘。
由于增加了第一级干式除尘所以进口允许最高含尘浓度可高一些，可达到4g/m3。
进口速度以18—22m/s为好，要求的水压为98kPa，耗水量为0.07—0.3L/m3，压力损失为640—930Pa。
干湿一体除尘器结构图请见附录一。
二、风机和烟囱
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5-1）确定烟囱的高度。
表4-1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
30
35
45
锅炉总的蒸发量4*4=16（t/h），
则选烟囱高度为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，m3/h；
V——按表4-2选取的烟囱出口烟气流速，m/s；
表4-2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
4.0~5.0
自然通风
6.0~10
2.5~3.0
选v=4m/s
=2.08（m）
3.烟囱底部直径
=2.08+2*0.025*40
=4.08（m）
式中d2——烟囱出口直径，m；
——烟囱高度，m；
——烟囱锥度，通常取=0.02~0.03；
4.烟囱的抽力
=183（pa）
式中——烟囱高度，m；
——外界空气温度，℃；
——烟囱内烟气平均温度，℃；
——当地大气压，Pa；
三、管道的布置
根据锅炉运行情况和锅炉房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，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。
管径的确定
式中Q——工况下管内烟气流量，m3/s；
——烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘）；
取=13m/s
d=
d=0.55m
查手册得知壁厚为0.75mm
则内径d1=550-2*0.75=548.5mm
由上述公式可算出实际烟气流速
2.4系统阻力的计算
一、摩擦压力的损失
对于圆管：
式中——管道长度，m；
——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
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