大气污染控制工程课程设计某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计.doc

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1、课程设计说明书某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计学院(部)： 化学与生物工程学院学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 2010年 5 月 5 日目 录前 言1第一章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算21.1 标准状态下理论空气量21.2 标准状态下理论烟气量21.3 标准状态下实际烟气量21.4 标准状态下烟气含尘浓度31.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算3第二章 除尘器的选择42.1 除尘效率42.2 除尘器的选择4第三章 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置53.1 各装置及管道布置的原则53.2 管径的确定53.3 烟道的设计计算6第四章 烟囱的设计74.1 烟囱高度的确定7

2、4.2 烟囱直径的计算74.3 烟囱的抽力8第五章 系统阻力的计算95.1 摩擦压力损失95.2 局部阻力损失10总的阻力损失11第六章 系统中烟气温度的变化136.1 烟气在管道中的温度降136.2 烟气在烟囱中的温度降13第七章 风机和电动机选择及计算15标准状态下风机风量的计算157.2 风机风压的计算157.3 电动机功率的计算157.4 风机和电机的选择16第八章 小结17第九章 参考文献18前 言按照国际标准化组织（ISO）作出的定义，“空气污染：通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环

3、境。”大气污染物的种类非常多，根据其存在状态，可将其概括为两大类：气镕胶状态污染物和气体状态污染物。关于大气污染物的危害，在这里主要介绍粉尘和二氧化硫的危害。粉尘的危害：粉尘的危害，不仅取决于它的暴露浓度，还在很大程度上取决于它的组成成分、，理化性质、粒径和生物活性等。粉尘的成分和理化性质是对人体危害的主要因素。有毒的金属粉尘和非金属粉尘（铬、锰、镐、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。无毒性粉尘对人体亦有危害。例如含有游离二氧化硅的粉尘吸，入人体后，在肺内沉积，能引起纤维性病变，使肺组织际渐硬化，严重损害呼吸功能，发生“矽肺”病。二氧化硫的危害：二氧化硫为一种无色的中等强度刺激性气

4、体。在低浓皮下，二氧化硫主要影响是造成呼吸道管腔缩小，最初呼吸加快，每次呼吸曼减少。浓度较高时，喉头感觉异常，并出现咳嗽、喷嚏、咯痰、声哑、胸痛、呼吸困难、呼吸道红肿等症状，造成支气管炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，甚至致人于死亡。大气控制的综合措施主要包括：严格的环境管理；以环境规划为中心，实行综合防治；制大气污染的技术政策；控制环境污染的经济政策；高烟囱扩散；绿化造林；安装废气净化装置；加强环境科学研究，检测和教育。第一章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算煤燃烧的假设：（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）不考虑氮氧化物的生产；（4）煤中的氮在燃烧时转化为氮

5、气。1.1 标准状态下理论空气量 1.2 标准状态下理论烟气量 1.3 标准状态下实际烟气量由设计原始资料可知，设计耗煤量为500 kg/h（台） 所以，标准状态下的排烟量为 即 1.4 标准状态下烟气含尘浓度式中 排灰中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数； 煤中不可燃成分的含量； 标准状态下实际烟气量，。1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算第二章 除尘器的选择2.1 除尘效率式中 标准状态下烟气含尘浓度，； 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，。2.2 除尘器的选择工况下烟气量 式中 标准状态下的烟气流量，； 工况下烟气温度，K； 标准状态下温度，273K。根据、查手册后选用XLP/B-8

6、.2型旋风除尘器（X型），XLP/B型（原为CLP/B型）是带有旁路的干式高效旋风除尘器。该除尘器主要适用于清除非粘固灰尘、煤炭、泥沙、烟尘及其它粉尘等。尺寸见表2-1。表 3-1型号规格进口风速处理风量阻力Pa效率%外形尺寸（长宽高）mm重量kg12-275030-8380294-88285-99116710404110356第三章 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置3.1 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。

7、3.2 管径的确定式中 工况下管道内的烟气流量，；烟气流速，m/s（对于锅炉烟尘=10-15 m/s）。取=12 m/s，圆取整500 mm查表，取标准d=500 mm，管道参数见下表3-1表 3-1 管道参数外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm5001内径=500-20.75=498.5 (mm)由公式可计算出实际烟气流速3.3 烟道的设计计算烟道采用拱形，图形如下图3-2所示：由系统图可以看出，烟道流过的最大烟气量是锅炉烟气量的2倍，再加上烟气系统的漏风率，则烟道内最大烟气流量为：查表可知，砖制烟道的最适合烟速是6-8 m/s，初定烟速为7 m/s，则烟道面积为 而 则 B=

8、699 mm 圆整取 B= 700 mm校正气速 ，在范围内。第四章 烟囱的设计4.1 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4-1），确定烟囱的高度。表4-1 锅炉烟囱的高度锅炉总额出力(t/hj)1122661010202635烟囱最低高度/m202530354045锅炉总额出力：44=16 (t/h)故选定烟囱的高度为40m。4.2 烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：式中 通过烟囱的总烟气量，；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

9、风102045自然通风6102.53选定4 m/s则圆整取烟囱底部直径式中 烟囱出口直径，m； 烟囱高度，m；烟囱锥度（通常取=0.020.03）。取=0.025，则= 1.7 + 240=3.7 (m)4.3 烟囱的抽力 (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。 (Pa)第五章 系统阻力的计算5.1 摩擦压力损失对于圆管 (Pa)式中 管道长度，m；管道直径，m；烟气密度，；管中气流平均速率，m/s；摩擦阻力系数，式气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到（实际对金属管道可取0.02，对砖砌或混凝土管道可取0.04）。a对于500圆管L

10、=12.5 m b对于砖砌拱形烟道 式中，为四个锅炉出口最远距离的一半，为9.9 m； 为0.04；为截面积与润湿周边的比，即周边又，代入上式：得 Pa5.2 局部阻力损失式中 异形管件的局部阻力系数，可在相关手册中查到，或通过实验获得； 与相对应的断面平均气流速率，m/s； 烟气密度，。5.2.1 两个渐缩管，查表，取=45，则5.2.2 四个90弯头，查表，取四个弯头，则5.2.3 一个渐扩管，查表，取=30，得5.2.4 e为渐缩管，查表，取=45，则烟道中的T形三通如图5-1所示：图5-1 T形三通管查表，得烟道的T形三通合流管如图5-2所示：6-3 T形合流三通查表，得其中锅炉出口前

11、阻力为800 Pa，除尘器阻力为800 Pa则第六章 系统中烟气温度的变化6.1 烟气在管道中的温度降（）式中 标准状态下烟气流量，； 管道散热面积，； ）； 管道单位面积散热损失，。室内 =4187；室外 =5433。室内管道长：室外管道长：则（）6.2 烟气在烟囱中的温度降（）式中 烟囱高度，m 合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h 温降系数，可由表5-1查得。表5-1 烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（H50 m）壁厚小于0.5 m砖烟囱壁厚大于0.5 mA2（）总温度降：（）第七章 风机和电动机选择及计算风量备用系数； 标准状态下风机前风量，； 风机前

12、烟气温度，若管道不长，可以近似取锅炉排烟温度； 当地大气压力，kPa。7.2 风机风压的计算式中风压备用系数；系统总阻力，；烟囱抽力，；标准状态下烟气密度，（）。7.3 电动机功率的计算式中 风机风量，；风机风压，；风机在全压头时的效率（一般风机为）；机械传动效率，用V形带传动时；电动机备用系数，对引风机，。7.4 风机和电机的选择根据风量，查表后选择型引风机，配对电机型号为JO2-81-6，具体参数如下表所示：表7-1 所选风机及型号参数转速r/min全压Pa流量m/h电动机重量/kg型号功率kw96019620JO2-81-6301258第八章 小结通过小组成员的共同努力，我们成功的完成了

13、本设计的任务，选择出了合适的除尘器风机和电动机是出口烟尘含量达到了当地的排放标准。对于这次的成功，首先，我要感谢王琼老师能为我们选择合适的设计题目，让我们在掌握所学的知识的基础上能比较轻松的完成任务又能达到巩固学习知识的目的，同时王老师也亲身到教室不厌其烦的地我们讲解设计中的问题，使设计能顺利进行。同时，我还要感谢小组另两名成员段君霞、马永，正因为有这样认真负责的优秀队友的帮助和支持，我们本次设计的任务才取得了圆满的成功。经过这次设计，我又一次巩固了我所学的化工原理和大气污染控制工程两门课程的知识，并对它们的应用有了进一步的了解。同时，应为我选择了用打印的设计说明书，从而使自己的文字编排能有了

14、一定的提高。我在书写的同时尝试用CAD去绘画其中图片，因为我们还没有学习这门课，所以是慢慢摸索，从不懂到略微懂，虽然我花了不少时间在上面，但从图片的效果来看，还是很不错的，做完之后真的很有成就感。在这次的课程设计过程中，我认识到了自己专业知识的不足，做事态度和能力的欠缺等诸多缺点，我以后一定会加倍努力，勤奋学习。总之我从这次设计的过程中学到了很多东西，我感谢这次设计！第九章 参考文献1 童志权主编. 大气污染控制工程. 北京：机械工业出版社，20062 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，19863 周兴求，叶代启.环保设备设计手册-大气污染控制设备. 北京：化学工业出版社，20044 刘天齐，黄小林，邢连壁，耿其博. 三废处理工业手册(废气卷). 北京：化学工业出版社，1998.5 动力手册编写组. 工业锅炉房设备手册。北京：国防工业出版社，1975.6 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