大氣課程設(shè)計(jì)--某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述2</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的2</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)2</b></p><p>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)及原則

2、2</p><p>　　1.3鍋爐房基本概況2</p><p>　　1.4通風(fēng)除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)程序3</p><p>　　2 煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 4</p><p>　　2.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量4</p><p>　　2.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量4</p><p>　　

3、2.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量4</p><p>　　2.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度4</p><p>　　2.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算4</p><p>　　3 除塵器的選擇和比較5</p><p><b>　　3.1除塵效率5</b></p><p>　　3.2除塵器的選擇5

4、</p><p>　　4 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置6</p><p>　　4.1各裝置及管道布置的原則6</p><p>　　4.2管徑的確定6</p><p><b>　　5煙囪的設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　5.1煙囪高度的確定6</p><

5、p>　　5.2煙囪直徑的計(jì)算6</p><p>　　5.3煙囪的抽力7</p><p>　　6 系統(tǒng)阻力計(jì)算7</p><p>　　6.1摩擦壓力損失7</p><p>　　6.2局部壓力損失8</p><p>　　7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化10</p><p>　　7.1煙氣在

6、管道中的溫度降11</p><p>　　7.2煙氣在煙囪中的溫度降13</p><p>　　8 通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖14</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　一 概述</b></p><p><b>　　1.1課程設(shè)

7、計(jì)題目</b></p><p>　　某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步消化和鞏固本門課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算

8、、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p>　　鍋爐型號：手燒爐，共4臺</p><p>　　設(shè)計(jì)耗煤量：1000kg/h(臺)</p><p><b>　　排煙溫度：160℃</b></p><p&

9、gt;　　煙氣密度：1.34kg/Nm3</p><p>　　空氣過剩系數(shù)如下表示：</p><p><b>　　爐子的空氣過剩系數(shù)</b></p><p>　　取空氣過剩系數(shù)為α=1.4</p><p>　　排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%</p><p>　　煙氣在鍋爐出口前阻力：80

10、0Pa</p><p>　　當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa</p><p>　　冬季室外空氣溫度：-1℃</p><p>　　空氣含水按0.01293kg/ N</p><p>　　煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算</p><p><b>　　煤的工業(yè)分析值：</b></p><p>

11、;　　=68%， =4%， =1% ， =5%，</p><p>　　=1%， =6%， =15%， =13%</p><p>　　按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：</p><p>　　煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/ Nm3</p><

12、p>　　二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)：900mg/ Nm3</p><p>　　凈化系統(tǒng)布置場地為鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　二，燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　　2.1 理論空氣量</p><p>　　式

13、中：、、、分別為煤中各元素所含的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。</p><p>　　2.2 理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3N）</p><p><b>　?。╩3N/kg）</b></p><p>　　式中：—理論空氣量（m3N/kg）</p><p>　　—煤中水分所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；</p><p>

14、　　—N元素在煤中所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)</p><p>　　2.3 實(shí)際煙氣量</p><p><b>　?。╩3N/kg）</b></p><p>　　式中： —空氣過量系數(shù)。</p><p>　　—理論煙氣量（m3N/kg）</p><p>　　—理論空氣量（m3N/kg）</p>

15、<p>　　煙氣流量Q應(yīng)以m3N/h計(jì)，因此。設(shè)計(jì)耗煤量</p><p>　　2.4 煙氣含塵濃度</p><p><b>　?。╧g/m3N）</b></p><p>　　式中：—排煙中飛灰占煤中不可燃成分的百分?jǐn)?shù)；</p><p>　　—煤中不可燃成分的含量；</p><p>　

16、　—實(shí)際煙氣量（m3N/kg）。</p><p>　　2.5 煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　?。╩g/ m3N） </p><p>　　式中： — 煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。</p><p>　　— 燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量（m3N/kg）</p><p><b>　　在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下：<

17、;/b></p><p>　　三．除塵器的比較和選擇</p><p><b>　　3.1 除塵效率</b></p><p>　　式中：C—煙氣含塵濃度，mg/m3N；</p><p>　　Cs—鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3N。</p><p>　　3.2 除塵器的選擇</p

18、><p>　　工況下煙氣流量：（m3/h）；</p><p>　　式中，—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，m3/h；</p><p>　　—工況下煙氣溫度，k；</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度273k。</p><p>　　根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器：YDT型圓體立式多管陶瓷除塵器（旋風(fēng)子數(shù)為7

19、）。產(chǎn)品性能規(guī)格見表1。結(jié)構(gòu)圖見圖3-1</p><p>　　表1 YDT型圓體立式多管陶瓷除塵器</p><p>　　四，確定除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的位置及管道布置。并計(jì)算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力</p><p>　　4.1 各裝置及管道布置的原則</p><p>　　根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場的實(shí)際情況確定各裝

20、置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。</p><p>　　4.2 管徑的確定</p><p><b>　?。╩）</b></p><p>　　式中，—工況下管道內(nèi)的煙氣流量（m3/s）；</p><p>　　—

21、煙氣流速（m/s）（對于鍋爐煙塵=10-15 m/s）。</p><p><b>　　取=14 m/s，</b></p><p><b>　　（m） </b></p><p><b>　　圓整并選取風(fēng)道：</b></p><p>　　內(nèi)徑=d1=640-21.00=638.00

22、mm</p><p>　　由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：</p><p><b>　?。╩/s）</b></p><p><b>　　五，煙囪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 煙囪高度的確定</p><p>　　首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），

23、然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表3）確定煙囪的高度。</p><p>　　表3 鍋爐煙囪高度表</p><p>　　鍋爐總額定出力：44=16（t/h） 故選定煙囪高度為40m。</p><p>　　5.2 煙囪直徑的計(jì)算</p><p>　　煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：</p><p><b&g

24、t;　?。╩）</b></p><p>　　式中：Q—通過煙囪的總煙氣量（m3/h）</p><p>　　ω—按表4選取的煙囪出口煙氣流速（m/s）</p><p>　　表4 煙囪出口煙氣流速m/s</p><p><b>　　選定ω=4m/s</b></p><p><b

25、>　　圓整取d=2.4m</b></p><p><b>　　煙囪底部直徑</b></p><p><b>　?。╩）</b></p><p>　　式中：d2—煙囪出口直徑（m）；</p><p>　　H—煙囪高度（m）；</p><p>　　i—煙囪錐度（

26、通常取i=0.02~0.03）。</p><p><b>　　取i=0.02，</b></p><p>　　d1=2.40+20.0240=4m。</p><p>　　5.3 煙囪的抽力</p><p><b>　?。≒a）</b></p><p>　　式中，H—煙囪高度（

27、m）；</p><p>　　tk—外界空氣溫度（℃）；</p><p>　　tp—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度（℃）；</p><p>　　B—當(dāng)?shù)卮髿鈮海≒a）。</p><p>　　六. 系統(tǒng)阻力的計(jì)算</p><p>　　6.1 摩擦壓力損失</p><p>　　對于圓管， （Pa）</

28、p><p>　　式中， L—管道長度（m）</p><p>　　d—管道直徑（m）；</p><p>　　ρ—煙氣密度（kg/m3）；</p><p>　　υ—管中氣流平均速率（m/s）；</p><p>　　λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)。可以查手冊得到（實(shí)際中對金屬管道λ值可取0.02，對磚

29、砌或混凝土管道λ值可取0.04）。</p><p><b>　　對于φ500圓管</b></p><p><b>　　L=9.5m</b></p><p><b>　　對于磚砌拱型煙道</b></p><p><b>　　則 </b></p>

30、<p>　　式中，A為面積，X為周長。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：=87.77（pa）</p><p>　　6.2 局部壓力損失</p><p><b>　　（Pa）</b></p><p>　　式中：ξ—異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得；</p><p&

31、gt;　　υ—與ξ相對應(yīng)的斷面平均氣流速率（m/s）；</p><p>　　ρ—煙氣密度（kg/m3）。</p><p>　　圖3 除塵器入口前管道示意圖</p><p><b>　　圖3中一為減縮管</b></p><p>　　α≤45℃時(shí)，ξ=0.1</p><p>　　取α=45℃、υ=1

32、4.1m/s</p><p>　　圖3中二為30℃Z型彎頭</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　由表得=1.0 </p><p><b>　　圖3中三為漸擴(kuò)管</b></p><p><b>　　并取 則</b><

33、/p><p>　　圖4 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口段管道示意圖</p><p><b>　　圖4中a為漸擴(kuò)管</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　圖4中b、c均為90o彎頭</p><p><b>　　則</b></p>

34、;<p><b>　　兩個(gè)彎頭</b></p><p>　　對于如圖5所示T型三通管：</p><p>　　圖5 T型三通管示意圖</p><p><b>　　對于T型合流三通：</b></p><p>　　系統(tǒng)總阻力(∑)（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1600 Pa）

35、：</p><p>　　七，系統(tǒng)中煙氣溫度的變化</p><p>　　7.1 煙氣在管道中的溫度降</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　式中：Q—煙氣流量（m3N/h）</p><p>　　F—管道散熱面積（m2）</p><p>　　CV—煙

36、氣平均比熱（一般C=1.352~1.357kJ/m3N?℃）；</p><p>　　Q —管道單位面積散熱損失。</p><p>　　室內(nèi)q =4187kJ/m2?h</p><p>　　室外q =5443kJ/m2?h</p><p>　　室內(nèi)管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46m</p><p>　　室

37、外管道長L=9.5-1.46=8.04m</p><p><b>　　=7（℃）</b></p><p>　　7.2 煙氣在煙囪中的溫度降：</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　式中：H—煙囪高度（m）；</p><p>　　D—合用同一煙囪的所

38、有鍋爐額定蒸發(fā)量之和（t/h）；</p><p>　　A—溫降系數(shù)，可由表5查得。</p><p>　　表5 煙囪溫降系數(shù)</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p><b>　　總溫度降（℃）</b></p><p>　　八.通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖</p

39、><p><b>　　8.1.設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　煙道為磚煙道，導(dǎo)角為45度，與圓管連接處采取密封措施，所有器件接口處均用法蘭盤連接</p><p><b>　　8.2.說明書</b></p><p><b>　　五．主要參考書目</b></p>&

40、lt;p>　　1，郝吉明，馬廣大主編.大氣污染控制工程. 北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　2，鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊，北京冶金工業(yè)出版社2000</p><p>　　3，同濟(jì)大學(xué)等編，鍋爐及鍋爐房設(shè)備。北京中國建筑工業(yè)出版社。1986</p><p>　　4，航天部第七研究設(shè)計(jì)院編。工業(yè)鍋爐房設(shè)計(jì)手冊。北京 中國建筑工業(yè) 出版社1986&