(最新)环境工程课程设计：某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计(20210111040452)

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）:学院专业班级:学生姓名:*指导教师:教授2010年1月6日安徽理工人学课程设计922概述1.1设计目的1.2设计任务1. 2设计依据及原则1.3锅炉房基本概况1. 4通风除尘系统的主要设计程序烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1标准状态下理论空气量2. 2标准状态下理论烟气量2. 3标准状态下实际烟气量2. 4标准状态下烟气含尘浓度2. 5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算除尘器的选择3. 1除尘器应该达到的除尘效率3. 2除尘器的选择确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置4. 1各装置及管逍布置的原则4. 2管径的确定5烟囱的设计5

2、.1烟囱高度的确定5. 2烟囱直径的计算5. 3烟囱的抽力系统阻力计算6. 1摩擦压力损失6. 2 W部压力损失系统中烟气温度的变化7.1烟气在管道中的温度降7. 2烟气在烟囱中的温度降风机和电动机的选择及计算8. 1标准状态下风机风量计算8. 2风机风压计算8. 3电动机功率计算通风除尘系统布置图参考文献致 谢22222344445566688899910111112151515181921安徽理工人学课程设计1.1设计目的通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用 所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容.方法及 步骤，培养确定大气

3、污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制I:程图.使用技术 资料、编写设计说明书的能力。1. 2设计任务运用所学知识设计某一燃煤采暧锅炉房烟气除尘系统。1. 2设计依据及原则严格按照锅炉大气污染物排放标准（GB1327卜2001）中二类区标准.烟尘浓度排放 标准.二氧化碳排放标准进行设计计1. 3锅炉房基本概况 锅炉型号；SZL4-13型，共4台（28MW*4） 设计耗煤最：600kg/h （台） 排烟温度：160 C 烟气密度（标准状态下）：l34kg/m 空气过剩系数：3=1.4 烟气在锅炉出口前阻力；800 Pa 当地大气压J 97. 86 Pa 冬季室外空气温度：-1 C 空气含水（

4、标准状态下）按0. 01293kgV 设空气含湿最=12. 93g/mS 烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值J CY=68% HY=4% SY=1% 0Y=5%NY=1% WY=6% AY=15%VY=13%按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2OO1）中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m 二氧化碳排放标准（标准状态下）：900mgV 净化系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内。L4通风除尘系统的主要设计程序1.燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算。2. 净化系统设计方案的分析确定。3. 除尘器的比较和选择：确定除T器类型、型号及规格，并确定其主要

5、运行参数。4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管道的管径、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：根据净化系统所处理烟气量.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。6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定.设计计算、设备选择和有关设计的简图等类容。课程设计说明书应有封面.目录.前言.正文、小结及参考文献等部分、文字应简明.通顺，内容正确完整，装订成册。7. 图纸要求1）除尘系统图一张。2）除尘系统平面图、剖面布置图23张。图中设备管件应标注编号，编号应与系统图对应。72烟气量烟尘和二氧化硫浓

6、度的计算2.1标准状态下理论空气量建立煤燃烧的假定: 1.煤中固定氧可用于燃烧;2. 煤中硫主要被氧化为SS3. 不考虑NOX的生成:4. 煤中的N在燃烧时转化为N, 标准状态下理论空气a：(3； = 467(186兀丫 + 55田丫-070丫)(m /kg)式中*68%, hY二4%, s二1%, 0丫二5%分别为煤中各元素所含的质量分数。结果为Q：=6 97 (m/kg)2. 2标准状态下理论烟气*标准状态下理论烟气量:Q； =1.867 +O375SY) + 112HY +1.24W+0.016Q；+0.79Q+0.8N式中Q标准状态下理论空气最，mhkg；Y煤中水分所占质暈分数，6%：

7、NY-N元素在煤中所占质量分数，1%。结果为2. 3标准状态下实际烟气量标准状态下实际烟气最：Q =Q；+l01&a-l) Q (n? / kg)式中a空气过量系数；Q；标准状态下理论烟气S, m/kg：Q：标准状态下理论空气最，m/kg：标准状态下烟气流量Q应以m/h计，因此,Q=Qx设计耗煤a结果为Q=1Q25 (m弓/kg)Q=615O (m?巾)2. 4标准状态下烟气含尘浓度标准状态下烟气含尘浓度：晋（如式中d小一一排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，16%：X煤中不可燃成分的含a； 15%Q一标准状态下实际烟气最，m/kg。结果为00.00234 (kg/if)二2340 (mg/

8、n)2. 5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算(nig/n?)dxWQ式中煤中含可燃硫的质量分数；1%Q 标准状态下燃煤产生的实际烟气a,n? / kg结果为C =1910(mg/n?)3除尘器的选择3.1除尘器应该达到的除尘效率G一标准状态下烟气含尘浓度，mg/m*；C 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，。结果为 =91.45%3. 2除尘器的选择工况下烟气流暈:Q = (Zh)式中Q标准状态下的烟气流量,(11?/h)T一一工况下烟气温度，KT标准状态下温度，373 K结果为Q=9754(n?/h)Q 97543600 3600 乙7(m “)根据工况下的烟气帚、烟气温度及要求达到的除尘

9、效率确定除尘器：选择XLD-4型多管式旋风除尘器，产品性能规格见表3.1安徽理工人学课程设计表3.1除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量处理烟（量除尘效率设备阻力/Pa分割粒径质量/(j/H)/ (m3/h)/%d/ (50um)/kgXLD-441200092-95932-11283. 06-3. 32369表3. 2除尘器外型结构尺寸（见图3.1）ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235图3.1除尘器外型结构尺寸安徽理工人学课程设计4确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置4.1各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各

10、装置的位置。一n确定各装置的位置.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管径的确定管道直径:(m)式中Q工况下管道内烟气流量，m/sV烟气流速m/s （对于锅炉烟尘=10-15 m/s）取二14 m/s结果为d=0. 49 (m)圆整并选取风道:表4. 5风道直径规格表外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/ran壁厚/mm50010. 75内径：m = 500-2 X 0. 75=498, 5 (m/s)由公式 V TTV(m)可计算出实际烟气流速:V=13, 8 (m/s)5烟囱的设计5.1烟囱高度的确定首先确

11、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5.1)确定烟囱的高度。表5.1锅炉烟囱的高度锅炉总额定出力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35烟囱最低高度/m202530354045锅炉总额定出力：4X4=16 (t/h)，故选定烟囱高度为40 m5. 2烟囱宜径的计算烟囱出口内径可按下式计算:d = 0018(m)式中Q一通过烟囱的总烟气量，m/h；3按表5. 2选収的烟囱出口烟气流速，m/s表5. 2烟囱出口烟气流速/ (m/s)通风方式运行情况全负荷时煨小负荷时机械通风10-204-5自然通风6-102.5-3选定=4m/s结

12、果为：d=L83 (m)圆整取d=1.8 mo 烟囱底部直径:式中dj烟囱出口直径，m；H 烟囱髙度，m：烟囱锥度（通常取i=0. 02-0. 03） 0取 i=0. 02 结果为:d产3. 5 (m)53烟囱的抽力25(Pa)式中H烟囱高度，m； k 一一外界空气温度， CP一烟囱内烟气平均温度，。CB一当地大气压，Pao结果为:Sy=183 (Pa)61摩擦压力损失(1)对丁圆管:式中6系统阻力计算(Pa)久一一摩擦阻力系数(实际中对金属管道可取0.02.对砖砌或混凝土管道可取0. 04) Od管道直径,mP 一一烟气密度，kg/m一一管中气流平均速率，m/sL管道长度,m对于直径500m

13、m圆管:L=9. 5mP= Pn = 134x 273 + 160443结果为:Apl = 30.4 (Pfi)(2)对于砖砌拱形烟道(见图6.1)S = 2XD = B +y(y)D=500 mm式中S为面积,结果为:B=450 mm图6.1砖砌拱形烟道6. 2局部压力损失(Pa)式中 彳一一异形管件的W部阻力系数,与歹相对应的断面平均气流速率，m/sP 一一烟气密度，kg/m图6. 2中一为渐缩管。图62除尘器入口前管道示意图a垄45度时，=01, 取a=45 度，v=i38m/s结果为:P = 8.0 (Pa)L1=O. 05Xtan67, 5=0.12 (m)图6 2中二为30度Z形弯

14、头H=2. 985-2. 39=0. 595=0. 6 (m)H/D=0. 6/0. 5=0.12亠鼻孑二1.5：（鼻=1.0）结果为:AP = 12. 6 (Pa)图6. 2中三为渐阔管(Pa)(m)图6. 3中a图63除尘器出口至风机入口段管道示意图a W45度时,八0b取0=30度,F38m/s结果为:P = 80 (Pa)L=0. 93 (m)A2 035x1HITZ亜 E4厂-0495)伽 15, 0.93 32图6 3中b、c均为90度弯头结果为:两个弯头D=500,取 R二D则 =0. 23P = 184 (Pa)Ap*=2Ap=2xia4=36.8 (Pa)对于如图6. 4中所

15、示T形三通管T形三通管示意图do. 78AP = 624 (Pa)对于T形合流三通歹=055结果为:AP = 44 (Pa)系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800Pa,除尘器阻力1128Pa）为:工 Ah = 3O 4 + 84.1+8 + 1Z6 + 15.2 + 8 + 368 + 624-44+800+1128=23295(Pa)7系统中烟气温度的变化71烟气在管道中的温度降(C)式中标准状态下烟气流量，mVhF 一管道散热而积，G一标准状态下烟气平均比热容(一般为1.3521.357KJ/(m C)q -一管道单位面积散热损失KJ/(ni -h)室内 q =4187 KJ/(in h)

16、室外 q=5443 KJ/ (m - h)室内管道长:L=2- 18-0, 6-0, 12=1. 46F=nL - D=2. 29 (nd室外管道长L=9. 5-1. 46=8. 04(m)F=nL D=1269 (m)Ati = qi + q並=9 4 ec)QCv Q.Cv72烟气在烟囱中的温度降(C)式中H烟囱高度，moA一温度系数，可由表7-2-1査得。D 合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量Z和，t/h：表71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（H50m.墜厚小于0. 5m）砖烟囱（壁厚大于0. 5m）A20.80.40. 2总温度降:At = Ati+At2=1

17、3.4 (C)8风机和电动机的选择及计算8.1标准状态下风机风*计算(11?/h)Qy=LlQx27+tpxlL325y273 B风量备用系数,Q标准状态下风机前表态下风a，m7hP风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度， CB 一当地大气压，kP结果为Q.=11109.8(m/h)8. 2风机风压计算H厂吨Ah-S丿迁竺 (Pa) y 乙 “273+5 B Qy式中1.2一一风机备用系数:工凶I一一系统总阻力，Pa：烟囱抽力，Pap一风机前烟气温度， C y一风机性能表中给出的试验用气体温度， C标准状态下烟气密度，kg/m结果为H 尸2400 (Pa)根据H”和Q”选定Y5-

18、47I1型No. 7c的引风机，Y5-47 II型引风机是在原Y5-47 11型 引风机性能基础上改进的产品，该引风机最佳I：况点的全床内效率为85. 6%,与原Y5-47II型引风机相比较，由于进行了一系列改进，使噪声值有显苦降低，噪声指标为12. 5dBo性能表如下。表8. 2引风机性能表机号传动转速流m全压内效率内功率所需功率方式/r/min/mVh/Pa/%/kw/kwC式23201166330307912. 4217. 008. 3电动机功率计算Ne= QW (RW)3600x1000/.式中Qy一风机风最，m7hTJ_y风机风压，Pa小-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）机械传动效率，当风机与电机直联传动时弘二1,用联轴器连接时弘二0.950. 98,用V型带传动时弘=0. 95P电动机备用系数，对引风机，0=1.3Ne=16. 9 (kW)根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选定Y180M-2型电动机。9通风除尘系统布置图锅炉烟气除尘系统布置图和立面图分别见图S. 1和92o图9.1锅炉烟气除尘系统立面图设计说明烟道为砖烟道，导角为45度，与鬪悽连接处采取密封措施，所冇器件接H处均用法兰盘连接序号名称个数规格型号备注1烟道1H=40m I：径宵径800