大气污染控制工程课程设计37801

1、1设计背景资料1.1 工程概况目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要表现有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的，大气污染对人体健康的危害包括对人的正常生活和生理方面的影响。现在，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。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治理不至于影响到人们的健康生活。1.2 原始资料锅炉规格：SZL4-13型，共4台设计耗煤量：600kg/h4台烟气出口温度：150°C空气过剩系数：a=14排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比列为：18%烟气出口前阻力：800pa室外温度：0C当地大气压

2、：9786kpa空气中含水（标准状态）按：001293kg/m3烟气其它性质按空气计算煤的工业分子成分：C68%、H4%、O5%、N1%、S1%、HO6%、不可燃215%排放标准：GB13271-2001二类地区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状态）：200mg/m3SO浓度排放标准（标准状态）：900mg/m32净化场地布置：锅炉出气口管径为600mm，其中心线高程为2.39m,其长度为600mm，所有管道总长为95m,室内锅炉距外墙218m。2烟气量,烟尘和二氧化硫浓度的计算21标准状态下理论空气量fQ=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy-0.7Oy)(m3/kg)a=476

3、(1867*68%+556*4%+07*1%-07*5%)(m,/kg)=6.97(m3/kg)式中Cy、HY、SY、Oy分别为煤中各元素所含的质量分数；22标准状态下理论烟气量fffQ=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q+0.79Q+0.8Ny(m3/kg)saa=1867(68%+0375*1%)+112*4%+124*6%+0016*697+079*697+08*1%=742(m3/kg)f式中Q标准状态下理论空气量，m,/kg；(设计空气含湿量1293g/m,)aNYN元素在煤中所占质量分数，%；WY煤中水分所占质量分数，%；23标准状态下实际

4、烟气量ffQ=Q+1.016(a-1)Q(m3/kg)ssa=742+1016(12-1)*697=884(m3/kg)式中a一空气过量系数；Q标准状态下实际烟气量，m3/kg；sfQ标准状态下理论烟气量，m3/kg；sfQ标准状态下理论空气量，m3/kg；a标准状态下烟气流量Q以m,/h计，因此，Q=Qx设计耗煤量s=884*600=5302(m3/h)52.3 标准状态下烟气含尘浓度d-AyshQs(kg/m3)18%*15%884=0.0031(kg/m3)式中dsh排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数;AY煤中不可燃成分的含量;Q标准状态下实际烟气量，m,/kg；s2.5标准状态下烟气

5、中二氧化硫浓度的计算Cso22SyQsx106(mg/m3)2*1%8.84x106=2.3*103(mg/m3)式中sY煤中含可燃硫的质量分数；Q标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg；s3.除尘器的选择3.1除尘器应达到的除尘效率2002340=91.45%式中C标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；Cs标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m.3.2除尘器应达到的除二氧化硫效率so2CC9001950=53.85%式中C标准状态下烟气含SO浓度，mg/m,；2Cs标准状态下锅炉SO排放标准中规定值，mg/m,；2,.,除尘器的选择根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及

6、要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格。确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等QT'工况下烟气流量Q'=-T_5302*(273+150)273=8215.19(m,/h)式中Q标准状态下烟气流量，m,/h；T'工况下烟气温度，K；T标准状态下温度，27,K；Q'8215.19则烟气流速为：悬=討=2-，(m，/S)根据工况下烟气流量、烟气流速及要求达到的除尘效率确定除尘器，“XD-II型多管旋风除尘器”中选取XD-II-4型多管旋风除尘器。产品性能规格见表2-1,设备外形结构尺寸见表2-2。表2-1XD-I-4型多管旋风除尘器性能规格

7、型号配用锅处理烟除尘效本体阻分割粒炉/thd气量/m,hi率/%力/Pa径/卩mXD-II-4412000>95<900305质量/kg1900表2-9XD-H-4型多管旋风除尘器外形尺寸结构(图a-1)4.确定除尘器，风机和烟囱的位置及管道的位置4.1各装置及管道的布置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。4.2管径的确定d=：徑(m)兀V式中Q-工况下管内烟气流量，m3"；V-烟气流速，m/s,(可查有关手册确定

8、，对于锅炉烟尘V=1015m/s)；取V=13m/s.'4*8215.19/3600d=/圆整=0.47md=0.50m查手册得知壁厚为0.75mm则内径d=500-2*0.75=498.5mm1iTQd=J(m)由公式Vv可算出实际烟气流速4*8215.19/3600v=117m/s3.14*0.4985*0.49855烟囱的设计51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下表确定烟囱的高度。锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/(t/h)<1122661010202635烟囱最低高度/m202530354045锅炉总的

9、蒸发量4*4=16(t/h),则选烟囱高度为40m。52烟囱直径的确定烟囱出口内径可按下式计算d=0.0188JQ(m)v式中Q通过烟囱的总烟气量,m3/h；v按表4-2选取的烟囱出口烟气流速，m/s；d=0.0188.'4*8215.19选v=4m/s48=1.70(m)烟囱底部直径d二d+2-i-H(m)12=1.70+2*0.025*40=3.70(m)d式中2烟囱出口直径，m；H烟囱高度，m；i烟囱锥度，通常取i=002003;1)-B(P)a5.3烟囱的抽力S=0.0342H(-y273+1273+1kp11二0.0342*40(-)*97860273+0273+150=17

10、4(pa)式中H烟囱高度，m；L外界空气温度，。C；tP烟囱内烟气平均温度，C；B当地大气压，Pa；6系统阻力的计算61摩擦压力损失对于圆管Ap=九耳(Pa)Ld2式中L管道长度，m；d管道直径，mP烟气密度，kg/m,；v管中气流平均速率，m/s九一摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。可以查手册得到(实际中对金属管道九值可取002,对砖砌或混凝土管道九值可取004；P=1.34*273273+150=086kg/m3ApL=0.02*9.5*°.86*13.920.52=315(pa)取a=45C，v=139m/s1062局部压力损失Pv2Ap=e-(Pa)

11、Pv2=e匕(Pa)2式中e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e相对应的断面平均气流速率，m/s；P烟气密度，kg/m,;图中一为渐缩管。aS45°C时，Z=01=0.1*沖3922=8.1(pa)l=0.05*tan67.5=0.12(m)1图中二为30°Z形弯头查Z'=0157z=zZ'由手册查得Z=10ReRez=10*0157=015717Ap=0.157*0.84*1392=127(pa)图中三为渐扩管查手册得z=019Ap=0.19*0.84*13.92154(pa)l=匕°4985)/tanl5°

12、=093(m)32图中a为渐扩管。aS45°C时，Z=01取a=30C,v=139m/sAp=0.1*0.84*13.92=81(pa)L=093(m)图5-2中b、c均为90°弯头查表得Z=0230.84*13.92Ap=0.23*-=187(pa)厶两个弯头Ap'=2Ap=2*187=374(pa)图T形三通管示意图对于如图所示T形三通管Z=078Ap0.78*084里3922=63.3(pa)对于T形合流三通Z=055Ap=0.55*0.84*13.92=446(pa)系统总阻力(其中锅炉出口前阻力为800pa,除尘器阻力为1400pa)YAh=308+183

13、+81+127+154+81+374+633+446+800+1400=26034(pa)7风机及电动机的选择及计算71风机风机量的计算=1.1Qx273+1px273101.325B(m3/h)二1.1*5302x273+150101.325x27397.86=935667m3/h)式中11风量备用系数；Q标准状态下风机前表态下风量,m3/h；I风机前烟气温度，。C,若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度；B当地大气压力,kPa；7.2风机风压的计算273+1101.3251.293”、H=1.2(ZAh一S)pxx(Pa)yy273+1Bpyy273+150101.3251.293=1.2(

14、2603.4174)xx273+20097.861.34=2604(pa)式中1.2风压备用系数；ZAh系统总阻力，Pa；Sy烟囱抽力，Pa；tp风机前烟气温度，C；ty风机性能表中给出的试验用气体温度，C；Py标准状况下烟气密度，134kg/m$；根据Q和H选定型号为Y5-50-12No6C的引风机，其性能如表6-1yy表7-1Y5-50-12No6C型引风机性能型号转速/rmin-1Y5-50-12720流量/11568全压/pa3079介质温度/°C200有效功率/kw989全压效率/%M83.62No6C型号噪声配用电动机传动皮dB(A)dB(SA)型号转速/rmin-1Y5

15、-50-1<87S13.8Y160L-2293功率/kw185带（内周长*根数）B2261*B32No6C73电动机功率的校核计算(kW)QH卩yy3600x1000耳129356.67*2604*1.33600x1000*0.6*0.95=15.4(kw)式中°y风机风量，m,/h；y风机风压，Pa1风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机约为0.9）；2机械传动效率，当风机与电机直联传动时2=1，用联轴器连接时2=095098,用V形带传动时2=095；卩一电动机备用系数，对引风机，卩=13；根据电动机的功率，风机的转速，Y160L-2B3型电动机基本可以满足要求。8系统中烟气温度的变化81烟气在管道中的温度降At二-qF（0C）1Q-Cv式中Q标准状态下烟气流量，m3/h；F管道散热面积，m2；C标准状态下烟气平均比热容（一般为13521357kJ/m,°C）；vq管道单位面积散热损失；室内q=4187kJ/m,h；室外q=5443kJ/m,h；室内管道长：L=218-012-06=146（m）F=nLD=314*146*05=229(m,)室外管道长：L=9.5-1.46=8.04(m)F=nLD=314*804*05=1262(