燃煤锅炉烟气除尘系统设计.docx
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燃煤锅炉烟气除尘系统设计
第一章课程设计任务书
1.1课程设计的题目
燃煤锅炉烟气除尘系统设计
1.2课程设计的目的通过课程设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。
通过设计，了解工程设计的内容、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。
三、设计原始资料
锅炉型号：
SZL4—13型，共4台（2.8MWX4）
设计耗煤量：
300kg/h（台）
排烟温度：
150C
烟气密度（标准状态下）：
1.45kg/m3空气过剩系数：
a=1.2
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
当地大气压力：
97.86kPa
冬季室外空气温度：
-1C
空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3
烟气其他性质按空气计算
煤的工业分析值：
CY=68%Hy二4%9二1%0Y=1%
Ny=1%WY=6%A=15%VY=13%
按锅炉大气污染物诽放标准（GBl3271一2001）中二类区标准执行
烟尘浓度排故标淮（标准状态下）：
200mg／m3
二氧化硫排放标准（标准状态下）：
700mg／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。
第二章设计工艺的比较
2.1除尘器的分类
除尘设备分为七种类型：
（1）重力与惯性除尘装置：
重力沉降室、档板式除尘器。
（2）旋风除尘装置：
单筒旋风除尘器，多筒旋风除尘器。
（3）湿式除尘装置：
喷淋式除尘器，冲激式除尘器，水膜除尘器，泡沫除尘器，斜栅式除尘器，文丘里除尘器。
（4）过滤层除尘器：
颗粒层除尘器，多孔材料除尘器，纸质过滤器，纤维填充过滤器。
（5）袋式除尘器：
机械振打式除尘器，电振动式除尘器，分室反吹式除尘器，喷嘴反吹式除尘器，振动式除尘器，脉冲喷吹式除尘器。
（6）静电除尘装置：
板式静电除尘器，管式静电除尘器，湿式静电除尘器。
（7）组合式除尘器：
为提高除尘效率，往往“在前级设粗颗粒除尘装置，反级设细颗粒除尘装置”的串联组合式除尘装置
2.2除尘器的选择
各种除尘器的除尘效率、设备费及操作费等都不一样，在设置除尘器时，应对各种除尘器的性能性能有深刻的理解，充分考虑粉尘发生设备的结构、原料和燃料的种类、操作条件和含尘气体的性质和量，使用除尘器的目的，需要捕集粉尘的特性和价值、捕集量等情况，以组合最经济的除尘系统，又保证适宜的除尘效率。
第三章设计说明书
3.1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）除尘器的比较和选样：
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。
计计算各管段的管径、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样风机种类、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。
课程设汁说明书有封面、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（2号图）。
系统图应按比例绘制、标出设备、并附明细表。
②除尘系统平面、剖面布置图1张（2号）。
图中设备管件应标注编号，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，如图3—1和图3—1—2。
。
在平面布置图中应有风
向标志（或指北针）。
第四章课程设计计算书
4.1燃煤锅炉
4.1.1排烟量及烟尘、二氧化硫浓度的计算
K燃煤锅炉捕妖量及烟尘和二氧化麻浓度的计轉
（1>标准状态下理论空气量
Q：
二虽？
騎+7（?
>CmVkg）
式中L,OY——分别为煤中各元素麻含的质皐分数。
'YYYY
Qa4.76（1.867C5.56H0.7S0.70）
4.76（1.8670.685.560.040.70.010.70.01）
3
7.10（m/kg）
（S）标踐狀态下理论绘汽駄〔设空吒含湿总】亘鬪袒H?
）
G.—1斥了十戊辟5护+11・2川十1・24站一0*01説；一0・曲Q：
*冷5T〔存佃?
）
式中Q：
一标准状态下理论空气量“m订k时
煤中水分莊质莖分数*
屮卞元當在煤中的贡最分數.
Qs1.867（Cy0.375Sy）11.2Hy1.24Wy0.016Qa0.79Qa0.8NY
1.867（0.680.3750.01）11.20.041.240.060.0167.100.797.100.80.01
3
7.53（m/kg）
<3>标揩状态下实际烟气至
QiQ：
—1*01胃。
一1式中H——箜吒过重系数；
Q：
—柝椎状态下理论期气星，
Q：
——标雅状态下詡论空气量，m7kg.
标准状态下烟气流量Q应以亦什片，因此*Q=QX设卄耗煤量
Q>=Qi+l+016（a—1〉Q〔（m3/kg）
=10.06（m3/kg）
=10.06*300=3018（m3/kg）
2烟气含尘浓度
式中L排烟中E庆占煤中不叫疊咸分的盛量分数孑人‘一煤中不可燃成分的含星*
Q,-—标准状态下交际烟气量*m7xgfl
dsbA
Qs
0.160.15
9.69
2.4810（kg/m3）
2.48103（mg/m3）
标推状态下姻气中一氧化臨欢度的计算
式中Sy—煤中欣的质昱分数,
Qr——标准状态下燃煤产牛的实际烟吒韋t计/k乐
Cso2空1062°.。
1°981062063.98（mg/m3）QS9.69
4.2除尘器选择的计算
3.除尘器的选摊
（1）除尘效奉
式中C——怖准状态下烟气含尘祇度*“客伽h
0；——标准状态卜驚炉烟尘排放标准中规定值，Tng/m\
1CS1—20J91.94%
C2.48103
（2）除尘益貳选择
工况下烟气流最Q*罕（tn3/h）
AVQ标准状态下的烟宅凉呈・m?
/h；
r—工况下烟气卷度，k；
T——标准状态下温度，273K,
则烟气流速为
QT
T
3391.5（273200）
273
3
5876（m3/h）
Q
3600
5876
3600
3
1.63（m/s）
眾携烟尘前料轻修布或料类.I：
紀下的烟亀瀝庄园1!
壊诂刽的壌尘效
类.型号魄尿轿.的运村协收・如忆克連ar[e/j»a.
*2-1遅式除尘
9弓
41理用冊
卄"・h1
罢力
/ukiHjG
/r-h'1
讣聃尺寸「低*即1H誉、
隊坐歆率
/%
D9如1和黑17晰
3316x9M95|4S0
凸网口
1EJX13
下叶片
'JJE"
4.3管网布置及计算
』・礎崔除住器、凤机，燔囱的位置肚営16布首，并il算各菅段的管徐云度、地囱胚度和出•口内径以及索统总际力°
（1J各装冒及骨道柑皆的原则根据锅炉运舒情况及锅胪现场的实际惰况确定各装置的&SC-E确定各装置的位置，営道餉布置电就葦蠡可炷确定J）对各變置&管道的布置应力求简埶・累凑.营路短、K地匱积小，井便安装、滦咔和检條方便.
⑵管径的确定
式中Q—丄配下管逍内的炯气Stl?
uj烟气Ji速,rn/s（对于镐炉烟尘Ir=*la*-15m/s）*
4Q
取v=10m/s
「41.630.46（m）
v、3.1410
圆整并选取氓话
外程Prmm
1
事制播爲臂
外芒忙许怕井/阳羽
$oo
-1
4Q
7
41.63
3.140.498&
8.5（m/s）
4.烟圍的设计
首先确定共用一牛烟囱的所有锅炉的总的蔽发堀热后根据粥炉大气厉染物诽放标准中的规定（表3-3-3）确定烟囱的粛度，
農DbgIS妒囂阖的豪度
咧沪尼釀也出力门w时
<1
z
2^fi
1U-20
謂7
-iHS■
低豪
35
40
谓炉总顒定出力i4X4*16（t/h）
故赏定烟囱高建为郭g
（2>堰到直軽的计算
爛園出口内登可按下貞计算工
d!
=D-0v.m）
\⑷
戌中Q——瑚过烟囱的总爛气量.亦/乩
加——按表3心T选取的烟闽出口烟弋淤遼，iV叭
赛的7甯飙岀口用凯涛連尽）
沼行啊况
通何为式
全负荐时
晟小ft衍
1—5
自然止冈
A1U
£.a—3
选定w~4m/s
d=0.0188’430181.31m
\4
圆整取d=1.7m。
烟囱底部崑径
讨l=d’F?
*i'H（m、
式申込一一烟囱出口直桎，口
H——-烟囱高度，m:
i——烟囲锥度（通常取［=0■殆〜儿
烟囱底部直径
i=0.02,
d\=tf；±2*i★H（m）
=2.98m
S产（丽士-誌r两式中H―烟囱髙;X，E!
rk—外界空勺温度心
（>--烟呦內烟气平均温度/cf
n—当地大气压，F毗
Sy
0.0342H（
1
273tk
1
273tp
0.034240（
1
2731
3
茹莎）97・8610
209（Pa）
5.垂続阻力的卄真
tl>®擦fk力捉失
对于岡管=A7-TtPa）
式中L—替道検度.ms
«一欝道叫
P——烟气密乳
—皙中气诫平均速率*m/Si
;——摩擦阻力系数，杲气体雷诺数皿和脅遭相对粗糙H号的函如可处手册碍黑（实际屮对金值可取0・。
2・时砖園或iBSt土管道丄值对耽0・昶儿
a.对于$500圆管
L=9.5m
273..2733、
01.40.81（kg/m）
273160473
Lv29.50.818.52
pL0.0211.12（Pa）
d20.52
IZ
对于砖彻拱形烟道（参见图3-3-2>
D一SOOcim
故B^450uhli
则R=令
式中.A为嘟积.K为局长.
饵3-3-2蒔砌拱形烟道示京罔⑴）局部压力损失
3p=W•—CPa）
2
式中「异舉管件的局部阻力系数，可在有关手册中査91*或通过实验获得孑
"——与F相对应的断面平均气漩谑率，mzsi
p-——烟气密度、kg/o?
.
图3-^-3中一为渐縮會。
閔3-3-3粢尘番人口前管道示意图
a云45C时,QDJ
取a=45°C,v=11.3m/sli=0.05xtan67.5=0.12（m）
0.818.52
2
3.0（Pa）
图3-3-3中一为3012Z形弯头
h=2.3fc/D=0*6/0.5=0.12,取—0.257
由手册奁得&=l・0
=1.0x0.157=0.157
p
2
2
P
则
中b、匸均为如"弯义
2
v
0.1
2
2
vpV
2
vpT
22
v0.818.52
0.1574.6（Pa）
2-
取a=300,v=11.3m/s
图5-3-4除半器出□至凤机人口段管道示意图
图2七弋中三为窗扩管
査K大气污染控制工程》附表7-*并取吃=恥°则4=0.W
0.19
2
°818・55.8（Pa）
49fi5）“n!
护=0.93（m）
图3寻4中£1为断扩管
h瓷45°时，f=0.1
L=0.93（ni）
D=5JQ,取尺—D・则f-D*23
2
0.818.5
6.73（Pa）
0^5：
3.0（Pa）
除上器出口
0.23
冈机
对于如图3-35所示T形三通管
=0.78
IS3^-5T形三通管吞意图
对于T形合流三通
22.8（Pa）
v0.818.52
0.78-
22
=0.55
2
vc
2
0.818.5“…、
p
0.55
16.1（Pa）
2
2
系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800Pa除尘器阻力1400Pa为
11.1284.13.04.65.83.0
13.522.816.1800588
1552（Pa）
4.4风机和电动机的选择计算
6・凤机'和电动机於ffXif算
O）标准状态下凤机艮量的计算
Q-l.IQ-b5/h）
式中1.1——K屋备用養数$
Q-一标膛按态下风机前凤量，打/h.
匚风机前烟气温度若管道不赴匕可以近似貶锅炉£1烟温度「
B当池大气压力，k氏°
Qy
1.1Q
273tp
273
101.325
B
1.13391.5
6692.6（m3/h）
273200101.325
27397.86
（2）风机凤压的计算
昭-1似汕L"縉芳乂斗空乂津＜Pa）
fiJIly£J
式中L2——•风压备用系数*
工41系统总?
B.力，Faj
5,—■烟囱抽力，內；
嘉一〜风机前烟气也度・nCf
G-——风机性能表申给出的貳验用气林温度，t'i
ft标准狀态下烟气密度】（7—1,34kj?
/niJ）e
273
tp
101.325
1.293
Hy1.2（hSy）
273
ty
B
1.2（1552183）
273
200
101.325
1293
1393.8（Pa）
273
250
97.86
1.35
根据流量，压力等选择风机
型号
转速/
r/min
流量
/m3h
全压
/Pa
介质温度/c
有效功
率/kW
全压效
率/%
噪声
/dB（A）
/dB（SA）
Y5-45-12
No5.4C
2900
7776
2797
200
6.04
>=82.6
<=83
<=10.2
（3＞电动机功率的讥埠
武中Q
凤机风量"nr/hf
H#一讽机风压*Pa；
/——凤机柱全压头时的效瘵（一燉氐机为U筑高效反机釣为39X
独——机械传动效率，当凤机与电机直联棲动时书7,冃朕轴熬连接时平7您~債佃*用V形带传动时呢*0・9弘
3——电动机静用系数.对引帆机.」?
=1•敢
Ne
QyHy
36001000i2
6692.6139381.3
360010000.60.95
5.9（kW）
根据有效功率及风机对应电动机
配用电动机
传动皮带（内周长*根数）
型号
转速
/r/mi
n
功率/kW
Y160M1-2B3
2930
11
B2261*3
7-慈统中烟气温糜的变化（■）烟气在管逍中前湛度降
弍中Q——毎畔狀态下炯气流量*m'/h；
F——管道散热面积.皿备
G-标准伙态下炯气平均出热容*—般为！
一姑2〜1一昭/kJ"卅「C）：
q-管道单位面积散热损伙"
室內q—CE7kJ/[ni**hi
室外?
=5443kJ/（intt*h）
室内管道长：
L=2-18-0.6-0.12=\46（m）
F=^L・D=3,14XL46X0.3=2.爲（杠）
室外管谊长:
L=9*5-L46=8.04Cm）
F=瓦匸•D=缶14：
<乱MXCL5=〕2・62（m2）
2__中卩：
望巴
1_QCQ*Cv
F：
+曲&
__Q（
41872.29544312.62
17.0（C）
3391.51.354
⑺畑气在砌应中的温度際
弍中H--D——合用同一烟曲的所肓锅炉㈱定热发量之和.vh；A—猖曄系数，可由去3-45誉得.
烟囱温心炬
商惻也1尢村均；1筑怅貝、自討程）!
迂融购堕岸眷卜
A
£!
.'..S
I0.1
0.2
4C.XO,4一
（C>
—-—a
<4X4
总温度降
tt1
t2174
21（C）
第五章主要参考书目
（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）钢铁企业采暖通风设计手册．北京：
冶金工业出版社，2000
（3）同济大学等编．锅炉及锅炉房设备．北京：
中国建筑工业出版社，1986
（4）航天部第七研究设计院编．工业锅炉房设计手册．北京：
中国建筑工业出版社，1986
（5）陆耀庆主编．供暖通风设计手册．北京：
中国建筑工业出版社，1987
（6）风机样本．各类风机生产厂家
（7）工业锅炉旋风除尘器指南．1984
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