某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计 计算书

大气污染控制工程课程设计计算书设计题目：某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计学院：环境与市政工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2013年01月02日

目录目录 1一、 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 31.1. 理论空气量 31.2. 理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3） 31.3. 实际烟气量 31.4. 烟气含尘浓度 41.5. 烟气中二氧化硫浓度的计算 4二、 除尘器的比较和选择 52.1. 除尘效率 52.2. 二氧化硫的去除率 5三、 确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。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 73.1. 各装置及管道布置的原则 7四、 烟囱的设计 84.1. 烟囱高度的确定 84.2. 烟囱直径的计算 84.3. 烟囱的抽力 9五、 系统阻力的计算 105.1. 摩擦压力损失 105.2. 局部压力损失 11六、 风机和电动机选择及计算 146.1. 风机风量的计算 146.2. 风机风压的计算 146.3. 电动机功率的计算 15七、 通风除尘系统布置图 16参考文献 17燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算理论空气量式中：、、、分别为煤中各元素所含的质量百分数。理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3） （m3/kg）式中：—理论空气量（m3/kg）—煤中水分所占质量百分数；—N元素在煤中所占质量百分数实际烟气量（m3N/kg）式中：—空气过量系数。—理论烟气量（m3/kg）—理论空气量（m3/kg）烟气流量Q应以m3/h计，因此。设计耗煤量烟气含尘浓度（kg/m3）式中：—排烟中飞灰占煤中不可燃成分的百分数；—煤中不可燃成分的含量；—实际烟气量（m3/kg）。烟气中二氧化硫浓度的计算（mg/m3N）式中：—煤中含硫的质量分数。—燃煤产生的实际烟气量（m3/kg）在标准大气压下：除尘器的比较和选择除尘效率式中：C—烟气含尘浓度，mg/m3N；Cs—锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3N。二氧化硫的去除率式中：Cso2—烟气含二氧化硫浓度，mg/m3N；Cs—锅炉烟尘排放标准中二氧化硫规定值，mg/m3N。除尘器的选择工况下烟气流量：（m3/h）；式中，—标准状态下的烟气流量，m3/h；—工况下烟气温度，k；—标准状态下温度273k。(2)根据工况下的烟气量3.89m3/s、烟气温度145℃及要求的除尘效率η=93.26%，脱硫效率为75.80％确定除尘器：CTT型前置冲击湍球脱硫除尘器体净化器CTT型前置冲击湍球脱硫除尘器体净化器根据筛板、浮动体冲激、旋流、泡沫等多重原理，取其优越的特性构成，脱硫效率可高达90%以上。对2μm粒径的粉尘除效率可达99%。湿式除尘器的结构可采用陶砌块与金属混合材质的相结合，内部筛板采用镍铬钢，整个结构材质耐磨、耐腐、寿命长，结构合理紧凑，占地面积小，经济实用，完全可与布袋或电除尘媲美的新一代湿式除尘脱硫一体化的气体净化装置。技术性能容量(t/h)6处理气体量（m3/h）15000-16000脱硫效率(%)ηSO2=80-90除尘效率(%)η=99-99.7气动阻力(Pa)ΔP=750-1250林格曼黑度(级)＜0.5分割粒径(μm)d50＜0.7水耗(l/m3)0.01-0.015(循环水量0.5-0.7)确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。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装置的位置。一旦确定各装置的位置，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。管径的确定（m）式中，—工况下管道内的烟气流量（m3/s）；—烟气流速（m/s）（对于锅炉烟尘=10-15m/s）。取=14m/s，（m）圆整并选取风道：外径D（mm）钢制板风管外径允许偏差（mm）壁厚（mm）60011.00内径=d1=600-21.00=598mm由公式可计算出实际烟气流速：（m/s）烟囱的设计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3）确定烟囱的高度。表3锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力（t/h）<11~<22~<66~<1010~2026~<35烟囱最低高度（m）202530354045锅炉总额定出力：36=18（t/h）故选定烟囱高度为40m。烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：（m）式中：Q—通过烟囱的总烟气量（m3/h）ω—按表4选取的烟囱出口烟气流速（m/s）表4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强制通风10~204~5自然通风6~102.5~3选定ω=4m/s圆整取d=1.9m烟囱底部直径（m）式中：d2—烟囱出口直径（m）；H—烟囱高度（m）；i—烟囱锥度（通常取i=0.02~0.03）。取i=0.02，d1=1.93+20.0240=3.53m。烟囱的抽力（Pa）式中，H—烟囱高度（m）；tk—外界空气温度（℃）；tp—烟囱内烟气平均温度（℃）；B—当地大气压（Pa）。系统阻力的计算摩擦压力损失对于圆管，（Pa）式中，L—管道长度（m）d—管道直径（m）；ρ—烟气密度（kg/m3）；υ—管中气流平均速率（m/s）；λ—摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到（实际中对金属管道λ值可取0.02，对砖砌或混凝土管道λ值可取0.04）。对于φ600圆管L=10m图2砖砌拱型烟道示意图对于砖砌拱型烟道图2砖砌拱型烟道示意图局部压力损失（Pa）式中：ξ—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；υ—与ξ相对应的断面平均气流速率（m/s）；ρ—烟气密度（kg/m3）。图3除尘器入口前管道示意图bv图3中一为减缩管α≤45℃时，ξ=0.1取α=45℃、υ=13.86m/s图3中二为30℃Z型弯头，取由《通风》817页表18-17得=1.0图3中三为渐扩管并取则图4除尘器出口至风机入口段管道示意图图4中a为渐扩管取图4中b、c均为90o弯头则两个弯头对于如图5所示T型三通管：图5T型三通管示意图对于T型合流三通：系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800Pa，除尘器阻力1000Pa）：风机和电动机选择及计算风机风量的计算（m3/h）式中：1.1—风量备用系数；Q—风机前风量（m3N/h）；tp—风机前烟气温度（℃），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）。风机风压的计算（Pa）式中：1.2—风压备用系数；—系统总阻力（Pa）Sy—烟囱抽力（Pa）；tp—风机前烟气温度ty—风机性能表中给出的试验用气体温度（℃）；ρy—标况下烟气密度（γ=1.34kg/m3N）。根据选定Y5-51-1No.17F工况序号为2的引风机，性能表为：机号传动方式转速（r/min）工况序号流量（m3/h）全压（Pa）内效率（%）内功率（kw）所需功率（kw）17F2800216390303479.015.2121.21电动机功率的计算（kw）式中：Qy—风机风量（m3/h）；Hy—风机风压（Pa）；η1—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）；η2—机械传动效率，当风机与电机直联传动时η2=1，用联轴器连接时η2=0.95~`0.98，用三角皮带传动时η2=0.95；β—电动机备用系数，对引风机，β=1.3。（kw）根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选定Y160L-2B3型电动机。型号七、转速/r·min-1八、功率/kw传动皮带（内周长×根数）Y160L-2B3129318.5B2261×3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9-1和9-2。参考文献 ［1］郝吉明.马广大等编.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，2002