大气课程设计说明书.docx

1、大气课程设计说明书南昌航空大学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：4t/h燃煤锅炉除尘系统设计 学生姓名： 学号： 专业班级： 环境工程 指导老师： 熊辉 2011年11月目录前言4设计目的6设计任务6设计参数及要求7确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置8管径的确定9烟囱的计算13烟囱高度的确定13烟囱直径的计算13烟囱的抽力13系统阻力的计算14摩擦压力损失15局部压力损失15风机选择及计算15风机风量的计算15风机风压的计算16电动机的选型16小结16主要参考文献17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

2、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。 我国是一个以煤为主要能源的国家，70以上的 锅炉为燃煤锅炉，锅炉蒸发量6th的占总量的 6o左右，35th所占比例低于10，大量的燃煤锅 炉是导致SO：排放量急剧增加的主要原因。同时所 产生的烟尘给大气和环境造成严重污染，SO：排放量 的增加，造成了越来越大面积的酸雨化，它不仅给人 们造成一定的经济损失，而且也制约了我国社会经济 发展。在

3、我们公司技术研发中心工程技术人员的共 同努力下，从我们当地的资源及环境情况出发，设计 了一种新型水浴冲击式系列锅炉脱硫除尘装置，现已申请为国家专利，于2004年被授权。该装置适用于蒸发量10th及以下机械引风的燃煤锅炉产品，原理 是在引风机的作用下，利用锅炉的排污水、炉渣水和 除尘器除下的灰水作为脱硫和除尘的吸收液，通过酸 碱中和、加水洗涤来完成脱硫除尘。 工业锅炉大量排放的烟尘、SO2 和NOx 等是我国大气污染物的主要来源之一。为控制其对大气的污染, 需对排放大气的烟气进行脱硫除尘处理。我国工业锅炉数量多、吨位小、分布广。据统计, 1995年我国共有工业锅炉50 * 104台, 其中单台容

4、量 4 t /h 的占82% 。总生产能力为126 *104 t /h, 平均单台容量只有2. 5 t/h。我国工业锅炉的燃料以燃煤为主, 控制燃煤工业锅炉污染物排放对改善我国大气质量具有重要作用 。烟气脱硫技术的新进展目前的烟气脱硫技术研究方向主要有两个：一是对已有技术进行改造，以降低脱硫设备建设、运行及维护成本以提高脱硫效率；二是研究开发新的脱硫方法。如脉冲电晕、等离子技术、生物烟气脱硫等。1、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

5、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4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. 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；3. 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；4. 风机

6、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。三，确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置1，锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值燃煤锅炉选： 其它锅炉 ， 二类区 ，烟尘排放浓度（mg/m3）二时段 200， 烟气黑度为1级 ， SO2排放浓度 900mg/m3 采用 直管冲击式除尘器 型号风量 2，净化方案 适合粒径范围 1-10 效率 80%-95% 阴力 6001200 PA 设备费用少，运行费中下 3，工艺 CaO+H2O-Ca(OH)SO2+H2O=H2SO3 Ca(OH)2+H2SO3=CaSO3+2H2O 、

7、 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O 当脱硫除尘装置内水的pH值降到7甚至7以 下时， 下流动，烟气或向上或向下旋转，就有了与水膜足够 CaSO3+H2SO3=SO3)2 CaCO3+H2SO3=3+H2O+CO2T 4，烟气量的确定，气的性质确定 排气量 3000m3/h 4t/h 总 12000m3/h5、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。 系统图四、 管径的确定 1，冲击管要求风速 15m/s 又=1.

8、34 则 动压为 =150.75查计算表：根据最低风速、动压和气量，选用D=540mm合适，此时风速为 15m/s 管径为540mm 风量：12190m3/h =0.0299 动压=150.75pa2，各管段的压力损失管段AB AB =3.85m 风速 15m/s 540mm 风量：12190m3/h =0.0299 动压=135.2pa则摩擦压力损失为=3.8x0.0299x150.75=17.126pa有一个渐缩管1 =1.235 如下图查表可知=0.1则局部压力损失0.1*150.75pa=15.71pa管段BD CD=3.16m 风速 15m/s 540mm 风量：12190m3/h

9、=0.0299 动压=150.75pa则摩擦压力损失为=3.16135.20.0299=14.24PA有一个弯头1 如下图R/D=1.5 =0.25 则局部压力损失0.25150.75=37.69pa管段DG 两个弯头弯头2与弯头3则局部损失为0.5150.75=75.37pa除尘器的选择采用冲击式水浴除尘器p为除尘器阻力PA h为插入水深度Mm g为重力加速度 m/s2 v为喷头的出口速度 m/s B C 为系数 B=37-1.05F/f C=0.4+0.004F/f F除尘器断面积 m2 f为进风管的横断面积 M2取h =20mm g=9.8 v=15m/s 取除尘器压力损失 p=750P

10、aEF管段 EF=2.5m风速 15m/s 540mm 风量：12190m3/h =0.0299 动压=150.75pa则摩擦压力损失为 =2.5150.750.0299=11.27pa一个渐扩管F1/F2=2.25 =0.230.23150.75=34.67pa五、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。 4t/h 最低高度为30米。烟囱高度取30米。2、烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算 =0.536（m）式中 Q 通过烟囱的总烟气量，m3h；v 按下表选取的烟囱出口烟气流速，m/ s。本设计取15m

11、/s烟囱底部直径d1d2+2iH =0.536+20.02530=2.03 (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i0.02一0.031、 烟囱的抽力 =0.034230 ()1.01105 = 143.48 (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六、系统阻力的计算管段号锅炉出气阻力ABBDDG除尘器阻力EF烟囱阻力总损失摩擦损失17.126pa14.24pa11.27pa42.63pa局部损失1000pa15.71pa37.69pa75.37pa750pa34.67pa143.38pa1913

12、.44pa1956.07pa系统摩擦损失 ： =42.63pa局部损失： =163.44pa锅炉出气阻力 =1000pa烟囱阻力 =143.38pa除尘器阻力 =750pa总阻力 =1956.07pa七，风机和电动机选择及计算1、 风机风量的计算=1.112190=14201 （m3/h）式中 1.1 风量备用系数； Q标准状态下风机前标态下风量(烟气量)，m3h； 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 * =1.21956.07 =2347.28（Pa）式中 1.2风压备用系数； 计算出风机风量Qy和风机风压Hy后，可按

13、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。选用风机：Y5-47 -6C 离心引风机 选用转速n=1600r/min Q= 14201 m3 2347.28pa所以选用Y180M-2电动机 功率 22KW 复合电动机功率 = =21.12（KW）式中 Qy风机风量，m3/h；Hy风机风压，Pal一风机在全压头时的效率(一般风机为06，高效风机约为09)2一机械传动效率，当风机与电机直联传动时21。用联轴器连接时20.950.98，用V形带传动时20.95；电动机备用系数，对引风机，1.3。所以配套电动机满足需求八， 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，

14、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.(3) 环境工程设计手册（修订版） 主编：魏先勋 湖南科学技术出版社，2002