燃煤锅炉除尘系统设计 大气污染控制工程课程设计.docx
《燃煤锅炉除尘系统设计 大气污染控制工程课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃煤锅炉除尘系统设计 大气污染控制工程课程设计.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
燃煤锅炉除尘系统设计大气污染控制工程课程设计
燃煤锅炉除尘系统设计大气污染控制工程课程设计
苏州科技学院天平学院
课程设计说明书
课程名称：
大气污染控制工程课程设计
题目：
1t/h燃煤锅炉除尘系统设计
学生姓名：
学号：
系别：
专业班级：
指导老师：
2011年7月
前言
4
1
设计目的
5
2
设计任务
5
3
设计参数及要求
5
4
设计计算
5
4.1
烟气量、烟尘计算
6
4.1.1
标准状态下理论空气量
6
4.1.2
标准状态下理论烟气量
6
4.13
标准状态下实际烟气量
6
4.14
标准状态下烟气含尘浓度
6
4.2
6
4.2.1
除尘器应达到的除尘效率
6
4.22
除尘器的选择
6
4.3
确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置
7
4.3.1
各装置及管道布置的原则
7
4.3.2
管径的确定
7
4.4
烟囱的计算
7
4.4.1
烟囱高度的确定
7
4.4.2
烟囱直径的计算
8
4.4.3
烟囱的抽力
8
4.5
9
4.5.1
摩擦压力损失
9
4.5.2
局部压力损失
9
4.6
风机选择及计算
10
4.6.1
风机风量的计算
10
4.6.2
风机风压的计算
10
4.7
10
5
小结
11
6
11
前言
在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。
目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
该燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。
一、设计目的
课程设计是大气污染控制工程教学中一个重要的实践环节，综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，进一步巩固和提高理论知识。
通过课程设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。
本设计为一吨每小时燃煤锅炉除尘系统设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：
1.工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用。
2.基本计算方法和绘图能力的训练。
3.综合运用本课程及有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。
4.熟悉、贯彻国家环境保护法规及其他有关政策。
二、设计任务
1.除尘系统设计方案的分析、确定；
2.燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度的计算；
3.除尘器的比较和选择：
确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数；
4.管网布置及计算：
确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径、系统总阻力；
5.风机及电机的选择设计：
根据所需处理的烟气量、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、型号和功率。
6.编写设计说明书：
设计说明书的内容包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整。
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，并装订成册。
图纸要求：
按照工程制图要求绘制除尘工艺系统平面和立面图各一张（2号或3号图），需人工铅笔绘图。
图应按比例绘制、标出设备、管件编号及明细表。
三、设计参数及要求
排烟温度取150℃；空气过剩系数α=1.35；烟气密度（标态）1.36kg/m3；室外空气平均温度6℃；锅炉出口前烟气阻力1000Pa；排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例为18％；烟气其他性质按空气计算；
煤的工业分析值：
CY＝68％HY＝4％SY＝1％OY＝5％
NY＝1％WY＝6％AY＝15％VY＝13％
按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：
标准状态下烟尘浓度排放标准：
200mg/m3。
除尘系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内
四、课程设计算：
CY＝68％HY＝4％SY＝1％OY＝5％
NY＝1％WY＝6％AY＝15％VY＝13％
（一）烟气量、烟尘计算
1、标准状态下理论空气量
=4.76
1.867
68%+5。
.56
4%+0.7
1%+0.7
5%）
=6.97（m3/Kg）
式中CY，HY，SY，OY一一分别为煤中各元素所含的质量分数。
2、标准状态下理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3））
=1.867（68%+0.375
1%）+11.2
4%+1.24
6%+0.016
6.968+0.79
6.968+0.8
1%
=7.42（m3/Kg）
式中：
－标准状态下理论空气量，m3／kg；
WY－煤中水分所占质量分数，％
NY－N元素在煤中所占质量分数，％
3、标准状态下实际烟气量
=7.423+1.016
（1.35-1）
6.968
=9.90（m3/Kg）
式中
—空气过量系数；
—标准状态下理论烟气量，m3／kg；
—标准状态下理沦空气量，m3／kg
注：
标准状态下烟气流量Q以m3／h计。
4、标准状态下烟气含尘浓度
=18%
15%/9.901=0.00273Kg/m3）
式中dsh—排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数
AY—煤中不可燃成分的含量；
QS—标准状态下实际烟气量，m3／kg.
（二）除尘器的选择
1、除尘器应达到的除尘效率
=1-200/0.00273
106=92.67%
式中C—标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；
CS—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg／m3
2、除尘器的选择
工作状况下烟气流量
Q＝Qs×设计耗煤量=9.901
180=1782.18
=1782.18
（150+273）/273=2761.4
式中Q-----标准状态下烟气流量，
-----工况下烟气温度，K
T------标准状态下温度，273K
则烟气流量为Q’/3600=2761.4/3600=0.767（m3/s）
所以采用XD-II-1除尘器阻力选择800（pa）
（三）确定除尘器、风机和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。
2、管径的确定
=
=0.285（m）
取d=280mm
式中Q—工况下管内烟气流量，m3／s；
v—烟气流速，m／s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v＝10～15m／s）
管径取整采用d=280mm
外径D/mm
钢制板风管
外径允许偏差/mm
壁厚/mm
280
1
0.75
内径D=280-2
.075=278.5mm
（四）烟囱的设计
1、烟囱高度的确定
首先确定所用烟囱的锅炉的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度。
1t/h最低高度为25米。
烟囱高度取25米。
2、烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式计算
=
=0.5（m）
式中Q—通过烟囱的总烟气量，m3／h；
v—按下表选取的烟囱出口烟气流速，m/s。
本设计取4-5m/s
烟囱底部直径
d1＝d2+2×i×H=0.5+2
0.025
25=1.75（m）
式中d2－烟囱出口直径，”；
H一烟囱高度，m；
i——烟囱锥度，通常取i＝0.02一0.03
3、烟囱的抽力
=0.0342
25
（
）
1.01
105
=105.37（Pa）
式中H—烟囱高度m，；
tk－外界空气温度，℃
tp一烟囱内烟气平均温度，℃
B—当地大气压，Pa
。
（五）系统阻力的计算
1、摩擦压力损失
对于圆管：
=0.02
（10.415/0.28）
（1.36
12.62/2）=80.31（Pa）
式中L一管道长度．m；
d—管道直径，m；
ρ—烟气密度，kg／m3；
v一管中气流平均速率，m／s
λ－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λ值可取0.02。
对砖砌或混凝土管造λ值可取0.04）。
2、局部压力损失
圆形弯头ξ=0.28渐缩管ξ=0.10渐扩管ξ=0.10除尘设备局部阻力损失1000pa锅炉的本体局部损失900pa。
=0.28
（1.36
12.62
4/2）+0.10
（1.36
12.62/2）+0.02
（1.36
12.62/2）+1000+800
=1933.87（Pa）
式中
一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
v一与
相对应的断面平均气流速率，m／s；
ρ—烟气密度，kg/m3。
（六）、风机和电动机选择及计算
1、风机风量的计算
=1.1
1782.18
=3038.60（m3/h）
式中1.1一风量备用系数；
Q—标准状态下风机前标态下风量（烟气量），m3／h；
tP一风机前烟气温度，℃，若管道不太长，可以近似取锅锅炉排烟温度；
B——当地大气压力，kPa。
2、风机风压的计算
=1.2
（1933.87+80.31-105.37）
=1953.98（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一风机性能表中给出的试验用气体温度（最高温度不超过523K取473K）
ρy一标准状况下烟气密度，kg／m3。
计算出风机风量Qy和风机风压Hy后，可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需风机的型号。
风机型号为Y5-47-4C
3、电动机功率的计算
=
=3.57（KW）
式中Qy—风机风量，m3/h；
Hy—风机风压，Pa
ηl一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）
η2一机械传动效率，当风机与电机直联传动时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，风机的转速，传动方式选择
电动机型号Y132M1-6
五小节
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手画图操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在设计过程中，我学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
六.主要参考书目
（1）郝吉明，马广大主编．大气污染控制工程．北京：
高等教育出版社，2002
（2）全国通用管道计算表．中国建筑工业出版社，1977.
升级会员 