燃煤锅炉烟气处理大气课程设计doc.docx

1、燃煤锅炉烟气处理大气课程设计doc1设计概况 11.1设计目的 11.2设计依据及原则 11.3锅炉房基本概况 12.设计计算 22.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 22.1.1标准状态下理论空气最 22.1.2标准状态下理论烟气量 22.13标准状态下实际烟气量 32.1.4烟气含尘浓度 32.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 32.2除尘器的选择 42.2.1除尘效率 42.2.2除尘器的选择 42.3确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 62.3.1各装置及管道布置的原则 62.3.2管径的确定 62.4烟囱的设计 62.4.1烟囱髙度的确定 62.4.2烟囱直径的

2、计算 72.43烟囱的抽力 82.5系统阻力的计算 82.5.1摩擦压力损失 82.5.2局部压力损失 92.6风机和电动机选择及计算 122.6.1标准状态下风机风量的计算 122.6.2风机风压的计算 122.6.3电动机功率的计算 132.7系统中烟气温度的变化 132.7.1烟气在管道中的温度降 132.7.2烟气在烟囱中的温度降 143.绘制图纸 154.主要参考书目 15致谢 151.设计概况1.1设计目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，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、 方法以及步骤，培养学生确定大

3、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。12设计依据及原则严格按锅炉大气污染物排放标准（GB13271J014）中的在用锅炉标准设计。 烟尘浓度排放标准（标准状态下）:80吨/卅二氧化硫排放标准（标准状态下）：550加g/43锅炉房基本概况锅炉型号：DLS4-28型（额定热功率2 8MW），共3台设计耗煤量:800 kg/h 台排烟温度：200C空气过剩系数：1.3标准状态下烟气密度：1.34kg/m3排烟中飞灰占煤不可燃成分的比例：16%锅炉阻力：800Pa半地大气压：98kPa煤的工业分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1%0丫=5%N

4、Y=1% WY=6% Ay=15%VY=13%锅炉外形尺寸：4800x3660x2550锅炉烟囱尺寸：4600锅炉烟尘中的颗粒物粒度分布如下表:粒度范围(Mm)平均粒径(Um)质量百分数(%)809013排放要求：按锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)中的在用锅炉标准设计.锅炉房尺寸10mX26m,屋顶标高6. 5m。2.设计计算2.1.1标准状态下理论空气量建立煤燃饶的假定：煤中固定氧可用于燃烧；煤中硫主要被氧化为S02：不考虑NOx的 生成；煤中的氮在燃烧时转化为氮气。Q； = 4.76(1.867Cy + 5.56H7 + Q.7Sr - 0.7Or 加他)式中，一一分别为

5、煤中各元素所含的质量分数。= 4.76x(1.867x0.68 + 5.56x0.04 + 0.7x0.01-0.7x0.05) (m3/)=6.97 m31 kg)2.1.2标准状态下理论烟气量设空气含湿量12. 93g/m3a =1 867(Cr + 0.37557)+11.2/7 + 1.24PTr + 0.016gfl + 0.79gfl + 0.80 防 /如w7 煤中水分的质量分数：Ny一一N元素在煤屮的质量分数。g/ =1.867 x(0.68+ 0375 x0.01)+ll.2x0.04+ 1.24x0.06+ 0.016X6.97 + 0.79 x 6.97 + 0.8 x

6、0.01 (m3 / kg)= 7.42(m3/)2.1.3标准状态下实际烟气量Q = e；+i.oi6(y-i)a-式中，Y空气过剩系数：0/标准状态下理论烟气量.nlkgQ： 标准状态下理论空气量，m3/leg.标准状态下烟气流量Q应以m3/h计，因此，Q = Qy设计耗煤量Q =7.42 + 1.016x(1.3 1)x6.97 = 9.54(加彳/馆)Q=QF设计煤耗量= 9.54x800= 7632屏/力)2.1.4烟气含尘浓度dih一一排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质最分数：式中，Ay一一煤中不可燃成分的含量：Qs 标准状态下实际烟气量，m3/kgoC = 16x0.15 = 2.5

7、2xl0（馆/n?3）=2.52xl0（mg/m）9.542.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算sr一一煤中硫的质量分数：Qs一一标准状态下燃煤产生的实际烟气S. rag!ra=2.05xl03(m/n23)2.2除尘器的选择2.2.1除尘效率C一一标准状态下烟气含尘浓度丁 Cs 一标准状态下锅炉烟尘排放标准中的规定值，mg Im3.2.2.2除尘器的选择Q 标准状态下的烟气流量nF/力；T工况下烟气温度，K；T标准状态下温滾，K.= 13223屏/力)根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器：选择宜兴市海 纳环境工程有限公司XL-6型水膜脱硫除尘器。表2-2-1 XL

8、-6型水膜脱硫除尘器产品性能规格型号处理烟气量(m3/h)除尘效率 (%)排烟黑度设备阻 力 (Pa)脱硫效率 (%)质量(kg)XL-6180009501 林格曼黑度70072896900表2-2-2 XL-6型水膜脫硫除尘器外型结构尺寸(见图2-2-1)规格DD1H4H3H2HlHAAlA2BXL-6140012001500430010207007520600720760510B1B2PplV?EFGtl*h1t2*h2630670750850900345800200022如4图2-2-1XL-6型水膜脱硫除尘器外型结构尺寸23确定除尘器.风机、烟囱的位置及管道布置确定除尘器、风机、烟囱的

9、位置及管道布置计算各管道的管径、长度、烟囱高度 和出口内径以及系统总阻力。2.3.1各装置及管道布置的原贝I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。一口确定各装置的位置，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。2.3.2管径的确定唱Q 工况下管道内的烟气流量，m3/s；式中，v 烟气流速，巾/s（对于锅炉烟尘u = 1015mls取 v = 14m/s则 d = / 4x3,7 = 0.58（加）V3.14X14圆整并选取风道外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm60010. 75内径=$

10、= 600 - 2 x 0.75 = 598.5（mm）由公式”=趕可计算出实际烟气流速:24烟囱的设计241烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉总的蒸发量（t/h）,然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定（表2-4-1）确定烟囱的商度。表2-4-1燃煤锅炉房烟囱最低允许高度锅炉房装 机总容量MW0 70 7141.4-2.82 877-14t/h1122-44-1010-20烟囱最低 允许高度111202530354045锅炉总功率:2.8x3 = 8.4（WT）锅炉总额定出力：3x4“2（m）故选定烟囱高度为40m。242烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算:d =0.0188V

11、 3式中，Q一一通过烟囱的总烟气量m3/h；J 血按表2-4-2选取的烟囱出口烟气流速，m/s.表2-4-2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10 2045自然通风6102.5-3选定（o= 4m/s ,贝!I, （3x1322? c d = 0.0188 J = 1.87（n?）圆整取d=1.9m o烟囱底部直径 久=心+ 2 i H（加）几烟囱出口直径，n?：式中，H 烟囱高度，m：I 烟囱锥度（通常取】=0.02 0.031取I = 0.02 ,d = 1.87 + 2 x 0.02 x 40（m）= 347（巾）圆整取心= 3.5n? o2.4.3烟

12、囱的抽力纺时-时/ （帀） k p JH烟囱高度，m；式中ik外界空气温度,。6tp烟囱内烟气平均温度,?：B 当地大气压，Pa。s = 0.0342 X 40 X x98xl03$ V 273-1 273+200= 209 （Pa）2.5系统阻力的计算2.5.1摩擦压力损失对于圆管L一一管道长度，恥d管道直径，m；P烟气密度，馆加& 式中，V 管屮气流平均速率，m/s：A一一摩擦阻力系数，是气体雷诺数尺和管道相对粗糙度兰的函数。 a可以查手册得到（实际中对金屈管道2值可取0.02,对砖砌或混凝土管道2值可取0.04）。A.对于怖00圆管L = 9.5m273 p-p n 273 + 2000

13、 7 2= 1.34x = 0.77（/cg / m3）4739.5=0.02 x x0.5B.对于砖砌拱形烟道（参见图2-5-1） n . .龙心丫A = D =歹+ 4 2（2 丿D = 60Qmm故 = 45 0.9巾加圆整并収值3 = 450mm图2-5-1砖砌拱形烟道示意图2.5.2局部压力损失勺二？牛（帀）Zr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;v-与相对应的断面平均气流速率，m/s ；Q-烟气密度,焙加3。图2-5-2中二为30度Z形弯头 h = 2.985 一 2.39 = 0.595m 0.6m, h 0.6Zo = = = 1.04n? tail 30 0.58 %=0%.6“,取了 “157由手册査得鼻=10,贝 = 1x0.157 = 0.1572 =异牛=0.157 x 77 12.2 = 9。图2-5-2中三为渐扩管牛討詁亍厶79査大气污染控制工程附表十一，并取a = 30则 = 0.192“ 孚= 0.19x11工空 jo.)1-0 598气