环境工程专业大气课程设计模板

1、环境工程专业课程设计说明书题目：（SZL613锅炉除尘系统设计）姓名:崔 琦班 级：环境叶班学号：3。 号指导教师：刘彦飞、钟子楠课程名称：大气污染控制工程设计时间:2010年6月i8日至2010年7月4 口任务书（页码）摘要（页码）除尘系统计算（页码）一、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度计算（页码）二、除尘器选型（页码）三、除尘器设计计算（页码）四、烟囱设计（页码）五、系统阻力计算（页码）六、系统中烟气温度的变化（页码）七、风机的计算与选用（页码）结论（页码）参考文献（页码）颗粒污染物控制课程设计任务书适用专业环境工程一、课程设计题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统的设汁二、课程设计的目的通过课程设计

2、进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进 行除尘系统设汁的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确立大气污染控制 系统的设讣方案、进行设讣讣算、CAD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：SZL6I?型，共4台设计耗煤量：653Kg/h.台排烟温度：i6。°C烟气密度（标准状态下）i.34 Kg /空气过剩系数： Ct =1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：i6w烟气在锅炉出口前的阻力:8oo Pa当地大气压力：97-86 Kpa冬季室外温度：voC空气中含水（排标准状态下）iog/kg

3、烟气其它性质按近似空气计算煤的工业分析值：rj YC yqYC 二 68w= 45J = icybV 二5旳二 I%W =6voA、=巧woV=130按锅炉大气污染物排放标准（GBi327】一2ooi）中二类二时段标准执行。四、计划安排】、资料查询。.5天2、及设计计算（牛5天）3、说明书编制及绘图（5天）五、设计内容和要求“燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度计算2、净化系统设计方案的分析确定3、除尘器的选择和比较确左除尘器的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4、管布置及计算：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以及系统总阻力5、风机及电机的选择设计根据

4、净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类和功率。六、成果“设计说明书设il说明书按设计程序编写，包括方案的确左、设汁计算、设备选择和有关设计的简图（工艺管网简图和设备外形图）等内容。课程设计说明书应有封而、目录、前言、正文、小结及参考文献等内容，书写工整 或打印输岀，装订成册。2、图纸（】）除尘器图一张（2号图）。系统图应按比例绘制、标出设备部件编号，并附明细表。（2）除尘系统平而布置图、剖面布置图张（I号或2号），可以有局部放大图（3号）。布置图应按比例 绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但能表明建筑的外形和主要结构形式。在在图上中应有指北针方位 标志。

5、七、主要参考资料（1）郝吉明，马广大主编。大气污染控制工程。北京高教出版社，2。2。（2）昊忠标主编，大气污染控制工程。北京科学技术出版社，2。2。（3）胡传鼎著，通风除尘设备设计手册。北京化学工业出版社，2003，（4）张殿印，王纯主编。除尘工程设汁手册。北京化学工业岀版社，2。3。（5）工业锅炉房设讣手册。（6）风机样本指导教师:2009 年 6 月 15 H教研究室主任:2009年6月巧日摘要本次课程设计主要是对某燃煤采暧锅炉房烟气除尘系统的设讣。已知锅炉型号为SZL6-I3型，并通 过一些相关的数据，如设计耗煤量、排烟温度、空气过剩系数、煤的工业分析值等，可以计算出所要选取 的立式多管

6、旋风除尘器的旋风子的总个数，并通过对旋风子纵向、横向个数的分配，确左旋风除尘器的外 壳尺寸，进而根据要求设计烟气从锅炉 省煤器 旋风除尘器风机 烟囱的整个管路铺设的路线，并以此计算岀管路的总阻力损失，选取适当的风机进行工作。通过本次设计学习，巩固大气污染控制工程的理论知识，进一步掌握旋风除尘器的工作原理，培 养团结合作的学习精神，提髙设计能力及创新意识。除尘系统计算一、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度计算1>标准状态下理论空气量Vfl°= 4.76(1.867 Cr +5.56/7 +0.7S，-0.7OY )(m3 /kg)=4.76 X (1.867 X 68m + 5.56 X

7、 40b -0.7 X i<m> 0.70 X 5%)=6.97/?z3 / kg 27.0?、I kg式中CY, HY, S', OY分别为煤中各元素所含的质量分数。2、标准状态下理论烟气量设空气的含湿量为iog/kg：V； =1.867© +0.375SL + 11.2H，+1.24W，+0.016” +0.79吟+0.8NS“g)=i867X (68“j + o375X is>) + n2X 453 0.016 X 7o + o79X 7o + o8 X i<>=7.37/? ' / kg Q74r / kg式中 W, Nl分别为煤

8、中水分和N元素的质量分数。3、标准状态下的实际烟气量5=哎+1.016(©-1何(,/如=74 + xoi6X (i4 I)X 7.0= 10.24 W3 / kg kIO2F / kg式中°为空气过剩系数（67 = 1.4）4>标准状态下烟气含尘浓度C = -f >Z-xl06（mg/mO=16（"X15 x 106 = 2.35x 103mg / /n310.2式中/,分别为排烟中飞灰占煤中不可燃成分和煤中不可燃成分的含量的质量分数（/ = 16%）。5、标准状态下烟气中二氧化硫浓度计算2$ycso. =Txl°6(mg/m3)7x1%i

9、Krxl0，=L96xl°3/,n实际工况下的实际烟气量V T/Vz = 吆fgT10.2x(160 + 273)“r 3/z273TT= = 16.178 al & 2？ /kg 式中（“分别为工况下和标准状态下的烟气温度（K）（厂=160 + 273；T=273）。二、系统中烟气温度的变化当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。I、烟气在管道中的温度降q . F式中标准状态下的烟气流量，（m3/h）：Cv 标准状态下烟气的比热容（1.352 1.357叮/小）：尸一烟道散热而积，（皿咲厲烟道单位而枳散热损失（室内4【87k

10、jh,室外5443kJh）°2. 烟气在烟囱中的温度降a HA(°C)式中H烟囱高度（m）;D合用同一个烟囱的所有锅炉额宦蒸发量之和，（t/h）A-降温系数，可由表r查得。表一*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(H<5om,壁厚<o5 m)砖烟囱（H壁厚o5 m）A2o.8o40.2三、除尘器的选择根据烟尘的粒径分布、工况下的烟气疑、烟气温度及要求达到的除尘效率确圮除尘器的种类、型号及 规格。确迫除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。选型过程中要通过分级效率进行总除尘效率的校正。（一）除尘应达到的总效率帀=（1 一善）x

11、100%式中S、S?分别为除尘器进口和岀口的烟气中颗粒物的流量（kg/h）.由于标准状态下烟气的含尘浓度为2.35xl0S?g/朮，烟尘的标准排放浓度为2。加g/忒，则可得，实际工作时的除尘效率至少为：200 =（1 一一=）x100% =91.49%2.35 xlO3设计：多管除尘器的分级效率粒径(fim )<55xo2202O3。3。4。4。6。60 808o2OO分级效率（乩）36.9366.5885-559牛7297 9394-9599 6499.84质量频率（gj）3i5-4n38.8891243-4链条炉烟尘的粒径分布粒径(pm )<55k>10 2020 3。3

12、。47476。60 7474 200质呈:频率（gj）3】5-43&8n76.96.3465由=*gt可得实际工作除尘效率为：J' = (36.93 X 3.1 + 66.58 x 5.4 + 85.55 x 11.3 + 94.72 x8.8 + 97.93 x8 + 94.95 x 900% = 94.4%因为所以所选择的多管式除尘器符合除尘要求。（二）立式多管旋风除尘器的选用计算：、净化烟气量° = 设计耗煤量（n?/h）=16.2x653 = 10578.6亦/?（每一台的净化烟气呈:）2、烟气的平均重度密度Y,pY, =0.359%><亍亘（公斤

13、力/米'）273 I tp, = 0.359po x y-公斤/米'式中炖一一标准状态下的烟气重度密度,可取1.32734公斤力/标米'公斤/米。（pab = 740mm汞柱,炖=1.33 ）p = 一一 = 0.82 公斤/米'160 + 2733、除尘器的阻力3 （毫米水柱）或切帕斯卡AP根据运行经验，宜在下列范圉内选用： =5575PAP则 =65 => AP = 65/9, = 65X0.82 = 53 5 （亳米水柱）4-旋风子的数量d心Q/q （个）式中q一每个旋风子的工作流量（米'/时），可有（旋风子的工作流虽:表）查的。表一.旋风子

14、的工作流量表旋风子 直径q（亳米）烟气导向装置允许含尘浓度（克/米'）旋风子的工作流量（米'/时）旋风子的阻力系数歹型式叶片倾斜角IIIm最大最小25°花瓣型25°30°2007533735/765865/900630/65574。/ 77。8565取旋风子直径D. =25omm,叶片倾角a =25° >旋风子的工作流量q=75o（米'/时），歹外/ Q 10578.6（人则：n =心 15（个）q 750根据计算的确立纵横向的旋风子的排数®及n2，则实际采用的旋风子数量n为n = n x n2 =（纵向旋风子数）

15、X （横向旋风子数）巧=5 X 3（ H 一般取 5、6、8. io）5、旋风子内的烟气流速Q”4g000> 浮36OO/?£>； nD；354x10578.6=15x250,= 3>99m/s6、校正后的旋风子的烟气阻力A/A/一 20 82x3 O92=85x= 554.8 （亳米水柱）2除尘器的外壳尺寸八深度（烟气纵向）S:S = （n-）e + 2f （亳米）=（5-1）x300 + 2x175 = 1550 mmb、宽度（烟气横向）N：N = （n2 - l）e + 2/ （亳米）=（3-1）x300 +2x175 = 950 mm式中e一一纵（横）向旋风

16、子中心线间距，毫米（=3oomm）；f 一一旋风子中心线至除尘器壳体内壁间距，亳米（f =i75mm）08、除尘器各高度的计算=、除尘器烟气进口管高度仏2222：=型（亳米）3600 v（e 一 Mg + 60v（e- dx ）n2 + 6010578.6xl0002=765mm3600 x8x （300-160）x3 + 60式中V除尘器进口管内烟气的平均流速（米/秒）：当 «| <6 时，v <io X/秒>6 时，"W14 米/秒：（取 V =8m/s）一一旋风子的内管直径（毫米）：（查表取Jl=i6omm）e 相邻旋风子的中心线间距（亳米）。（e

17、=3oomm）b、除尘器烟气出口管高度何h、= + 2x 1001 L2 2x100式中h除尘器烟气岀口管有效髙度（亳米）:S，除尘器烟气出口管有效而积（亳米2）：L一一除尘器烟气出口管有效长度（亳米）：法兰宽度为loomm10578.6/(3600x8)xl06( o tnnI 厶 X 1950-2x100c灰斗高度他h3 = - x tan 01550-200 Anc=x tan 60 = 1169mm2式中P灰斗倾角；(0=6。° )d灰斗出口长度（亳米）。（d = 200mm）d.灰斗底部距地面高/仃=iooomm亡、灰斗出口高度- aootnm=旋风子筒体长度和椎体长度fl

18、5 = xooomm则除尘器总髙度 H= /q + /?2 + h4 + h； + /?5 = 4824mm项目符号单位来源或计算公式数值连续最大烟气虽0_米”时已知10578.6烟气的平均温度tc已知i6o除尘器内烟气的绝对压力p«b亳米汞柱假设74。铸铁旋风子直径D5毫米采用250旋风子导向装置倾斜角（花瓣型）度采用25旋风子的计算数目个Q/q巧旋风子的采用数目n=n： X nz个15=5X3旋风子内烟气流速G)米/秒354 Q3-99烟气平均重度Yt公斤力/米，°如'。273 + ,0.82旋风子的烟气阻力AP亳米汞柱訂a2g5548除尘器进口管高度H亳米27

19、80765v zb +6()1除尘器外壳尺寸（纵）S亳米(nx*i)e+zf巧5。除尘器外壳尺寸（横）N亳米(nz*i) e+2f95。四、确定除尘器.风机和烟囱的位置及管道的布置各装置及管道布置的原则锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确左装置的位置。一旦确左了各装置的位置.管道的布置也就基本确左了。对各装置入管道的布宜应力求简单，紧湊，管路短，占地而积小，并使安装、操作和检修方 便。X管径的确定管道外径/4x 10578.6/3600V 3.14x12=560mm 心 600式中2*工况下烟气流量（m3/h）V “烟气流速（m/s）（V=io巧m/s,取 V= i2m/s）b、管道内径若管道

20、壁厚为。75mm,则管道内径为:D = 6oo一。75*2 = 598.5mm管径讣算后，要进行园整.再用园整后的管径计算出实际烟气流速。实际烟气流速要符合要求。计算实际烟气流速V'：由式£>'=4x10578.6/36003.14x(598.5x10)2=10.45？/ s（实际烟气流速符合要求）五. 烟囱的设计-首先确左共用一个烟囱的所有锅炉的总蒸发M（t/h）,然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规泄（见 表一2）确怎烟囱的髙度。表一名锅炉烟囱高度表（H）锅炉总额能出力（t/h）<12266ioIO 2026 35烟囱最低髙度/m20253<&g

21、t;354。45由锅炉总额定岀力：6X4 = 24t/h 可取烟囱髙度H = 45m2、烟囱直径的计算g烟囱出口内径可按下式计算烟囱出口截面积“蟲厂斗Q: = 40 = 4x10578.6 = 42314.4F/力式中一通过烟囱的总烟气量：V按表_3选取的烟囱岀口流速，（m/s）o（选择机械通风方式最小负荷：V = 4m/s）表一3烟囱出口烟气流速(m/)通风方式运行情况全负荷最小负荷机械通风IO 2045自然通风6io253X烟囱底部直径d、= d + 2 i H (m)=1.93 + 2X0.02X45 = 373m式中(/烟囱出口直径，(m)：烟囱锥度，通常取=。.。2。.03。(取i

22、= 0.02 )3、烟囱的抽力Sy = 0.0342/7(一!一 - 一)一 ) B273 + q 273 + /( 1 1 =0.0342 x 45 xx 97.86 xlO31273 - 20273+ 160 丿=247.46P"式中 .外界空气温度，(°C)亿=-2&C)/卩烟囱内烟气平均温度,(°c)： (rp = i6oaC)B当地大气压，(Pa)。(B= 97.86xlO3Pa)六、系统阻力计算1局部压力损失式中异形管件的局部阻力系数：与纟对应的断而管气流平均速度 G/s); ( v = io.45m/s)x）9o°圆管弯头处的局部阻

23、力损失：选取弯头半径与圆管半径的比值为i：n查表可得纟=。.331 74 V 10 4 气2则 AP. = 0.33 X _= 24.14Pa由设讣流程图可知，管道共存在5处9。°圆管弯头，则AP- = 24.14x5 = 120.7P/2）圆管道与除尘器连接处存在渐扩（渐缩）管；渐扩管：除尘器进口面积耳=/#x（N-200）=490 x (950 一 200) = 367500/h/h2圆管道截而积花=-d1 = "4x6（）° = 282600， °44查表可知：£_ =逆2竺=1.3亠与1.25接近Fq 282600则,。7，a二30。，

24、可计算渐扩管的长度x：h _Dh D即 tan=-=-2 x750 600=312""tan 15°则巴=0.07 x1.34X10.45,2= 5A2Pa渐缩管：由a <45°查表得= 0.10,则= 0.10x1.34xl0.4522=7.32Pa3）锅炉的局部阻力损失AE = 500Pa4）省煤器的局部阻力损失= 300內5）旋风除尘器的局部阻力损失 巴 =800加综上可得总的局部阻力损失:AP = AP- +AP, +AP +AP4 + 匕 + AP=i2o7 + 5i2 + 732+5ooH-3oo + 8oo=i733-MPa2、磨擦压

25、力损失(沿程阻力损失)j2对于园'?!' 0)i =兄一 (Pa);2式中厶一管道长度，(m):D管道直径，(m):烟气密度,(kg/m5): ( ° = 1.34 kg/rrV )8当地大气压力，(Pa);1 一管中气流平均速度(m/s)： (v=io.45m/s)几磨擦阻力系数，可査手册，(一般对于金属管逍几可取。.。2,水泥和砖砌管道可取。4)(取 A = 0.02)由设计流程图可知:L = 700 + (2800- -800-600-100) + 1000 + (3752-100-600-) + 100600T2 2+500 + (3000 312)+ (10

26、00 312) + (4479 700 =12.907m则:= 0.02x 12.907 x-600x1 O'32=3【48Pq则总的阻力损失AP= A/> + 巴=1733-14+31-48七、风机的计算1风机风量的计算273 + tn ini 3250=(l + «)xQx上 x(e/h)273d=(1 + 0.1)x6660.6 x273 + 160273101,32597.86=12032.13m3/?式中 化管道漏风系数，一般在。巧之间，取值。心标态下烟气流呈.(m3/h)(Q =比 x 653 = 10.2 x 653 = 66606/?)/卩风机前温度，管道不长时可取锅炉排烟温度CC)(i6