大气污染控制工程课程设计37801.doc

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空气过剩系数 ：=1.4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 :0当地大气压 :97.86kpa空气中含水（标准状态）按 ：0。01293kg/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% 、 H2O6% 、 不可燃15 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/m3SO2浓度排放标准(标准状态):900mg/m3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9.5m，室内锅炉距外墙2。18m。2 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=4。76(1.867*68+5。564%+0.710。7*5）（m3/kg) =6。97（m3/kg）式中、分别为煤中各元素所含的质量分数；2.2 标准状态下理论烟气量 =1。867(68+0。375*1)+11.2*4+1。246+0。0166。97+0.796。97+0.8*1 =7。42（m3/kg)式中 标准状态下理论空气量，m3/kg；(设计空气含湿量12.93g/m3)-N元素在煤中所占质量分数，；煤中水分所占质量分数，；2。3标准状态下实际烟气量 =7.42+1.016（1.2 1）* 6.97 =8.84（m3/kg)式中 -空气过量系数；标准状态下实际烟气量，m3/kg；标准状态下理论烟气量，m3/kg;标准状态下理论空气量,m3/kg；标准状态下烟气流量以m3/h计，因此,= =8。84600 =5302（m3/h）2.3 标准状态下烟气含尘浓度 =0.0031（kg/ m3)式中 -排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数；-煤中不可燃成分的含量；标准状态下实际烟气量，m3/kg;2。5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 =2.3*103（mg/m3）式中 -煤中含可燃硫的质量分数；-标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg;3. 除尘器的选择3。1除尘器应达到的除尘效率 =91。45式中 标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3; -标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,mg/m33。2除尘器应达到的除二氧化硫效率 =53.85%式中 -标准状态下烟气含SO2浓度，mg/m3； -标准状态下锅炉SO2排放标准中规定值，mg/m3；3。3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。 工况下烟气流量 Q = = =8215。19 （m3/h）式中 Q 标准状态下烟气流量,m3/h; T -工况下烟气温度，K； T 标准状态下温度，273K; 则烟气流速为：=2。3（m3/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型多管旋风除尘器”中选取XD4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2-1 XD4型多管旋风除尘器性能规格型号配用锅炉/th1处理烟气量/m3h-1除尘效率/%本体阻力/Pa分割粒径/m质量/kgXD-4412000959003。051900表22 XD4型多管旋风除尘器外形尺寸结构 （图21）型号ABH0CEFKLMXD-41238191839362843210011601106178650型号进风口侧出风口上出风口d内口尺寸法兰孔距内口尺寸法兰孔距内径法兰孔距XD-43201810141333*125260109010*1443*107600644*16孔204. 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管径的确定式中 Q工况下管内烟气流量，m3/s；V-烟气流速，m/s， （可查有关手册确定，对于锅炉烟尘)；取V=13m/s则 d = 0。47m圆整 d=0.50m 查手册得知壁厚为0.75mm 则内径 d1=50020.75=498。5mm 由公式可算出实际烟气流速 v=11。7m/s5烟囱的设计5。1 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锅炉总的蒸发量4*4=16（t/h)， 则选烟囱高度为40m。5.2烟囱直径的确定 烟囱出口内径可按下式计算式中 通过烟囱的总烟气量，m3/h ；v按表42选取的烟囱出口烟气流速，m/s；选v=4m/sd =1。70 （m)烟囱底部直径 =1。70+2*0。025*40 =3.70（m）式中 烟囱出口直径，m ；-烟囱高度,m ；-烟囱锥度，通常取 =0。020.03；5.3烟囱的抽力 =174(pa)式中 -烟囱高度,m ；-外界空气温度， ；-烟囱内烟气平均温度， ;-当地大气压，Pa;6.系统阻力的计算6.1摩擦压力损失对于圆管式中 -管道长度，m ;管道直径，m ;-烟气密度，kg/m3 ；-管中气流平均速率，m/s ；摩擦阻力系数，是气体雷诺数和管道相对粗糙度的函数。可以查手册得到(实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04；=0.86kg/m3=31。5(pa)6。2局部压力损失式中 -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 ;-与相对应的断面平均气流速率，m/s ；烟气密度，kg/m3;图中一为渐缩管。45时，=0。1取=45,=13.9m/s=8。1（pa) l1=0.05*tan67.5=0。12（m)图中二为30Z形弯头 查=0.157=Re 由手册查得Re=1.0=1。00.157=0.157 =12。7(pa）图中三为渐扩管查手册得=0。19 =15。4（pa)l3=0。93（m） 图除尘器出口至风机入口段管段示意图图中a为渐扩管。45时,=0.1取=30，=13.9m/s=8.1（pa） L=0。93(m）图5-2中b、c均为90弯头查表得=0.23 =18。7（pa）两个弯头=2=218。7=37。4(pa）图 T形三通管示意图 对于如图所示T形三通管 =0.78 =63.3(pa) 对于T形合流三通 =0.55 =44。6（pa）系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800 pa,除尘器阻力为1400 pa）=30.8+183+8。1+12。7+15.4+8。1+37.4+63。3+44。6+800+1400 =2603.4 （pa)7.风机及电动机的选择及计算7。1风机风机量的计算 =9356.67m3/h）式中 1.1风量备用系数 ；标准状态下风机前表态下风量，m3/h ；风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度 ；-当地大气压力,kPa；7.2风机风压的计算 =2604 (pa）式中 1。2风压备用系数 ；-系统总阻力，Pa ；烟囱抽力，Pa ；-风机前烟气温度, ；风机性能表中给出的试验用气体温度， ;-标准状况下烟气密度,1。34kg/m3 ；根据Qy和Hy选定型号为Y55012 No6C的引风机，其性能如表6-1表71 Y55012 No6C型引风机性能型号转速/rmin-1流量/ m3h-1全压/pa介质温度/有效功率/kw全压效率/Y550-12 No6C27201156830792009。8983。6型号噪声配用电动机传动皮带（内周长*根数）dB(A）dB（SA)型号转速/rmin1功率/kwY550-12 No6C8713.8Y160L-2B329318。5B2261*37。3电动机功率的校核计算 =15.4(kw）式中 风机风量，m3/h ；风机风压，Pa ;-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=1，用联轴器连接时=0。950.98，用V形带传动时=0。95 ;-电动机备用系数，对引风机，=1。3 ；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8。1烟气在管道中的温度降式中 标准状态下烟气流量，m3/h ；管道散热面积，m2 ；标准状态下烟气平均比热容(一般为1.3521。357 kJ/m3) ；管道单位面积散热损失 ；室内=4187 kJ/m2h ；室外=5443 kJ/m2h ; 室内管道长 ：L=2。18-0.120。6=1.46 （m） F=LD=3.14*1。460.5=2。29（m2） 室外管道长 :L=9。5-1。46=8.04 （m) F=LD=3.14*8。04*0。5=12。62(m2) + = =9。4(）8.2烟气在烟囱中的温度降式中 烟囱高度,m ；合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和,t/h ；-温降系数，可由表3-2-1查得 ；表3-2-1 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( 0.5m20。80.40。2 =4 () 总温降 =+=9。4+4=13.4 （)