1、大气污染控制工程课程设计题 目SZL4-13型燃煤采暧锅炉烟气除半系统设计班 级环境N121学 号 201245849533学生姓名顾丹阳指导老师王成贤完成日期2015 年6月7日目录前言1第1章大气污染控制工程课程设计任务书 21.1 设计题目21.2 设计任务21.3 原始资料2第2章烟气量烟尘和二氧化硫浓度计算 32.1 标准状态下理论空气量32.2 标准状态下理论湿烟气量32.3 标准状态下实际烟气量32.4 标准状态下烟气含尘浓度42.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算4第3章除尘装置的选择设计 43.1 除尘装置应达到的净化效率43.2 除尘器的选择53.2.1 除尘况烟气流量
2、53.2.2 除尘器型号的确定5第4章确定除尘设备风机和烟囱的位置及管道布置 64.1 各装置及管道布置的原则64.2 管径的确定6第5章烟囱的设计75.1 烟囱高度的确定75.2 烟囱直径的计算75.3 烟囱的抽力8第6章系统阻力的计算 86.1 摩擦压力损失86.2 局部压力损失96.3 各管段压力损失计算9第7章风机和电动机选择及计算 12127.1 风机风量的计算7.2 风机风压的计算127.3 选用风机型号及参数137.4 电动机功率的计算137.5 选用电机型号及参数14第8章总结 15第9章参考文献 15凡是能使空气质量变差的物质都是大气污染物。大气污染物已知的约有100 多种。
3、有自然因素 （如森林火灾、 火山爆发等） 和人为因素 （如工业废气、 生活燃煤、 汽车尾气等） 两种，并且以后者为主要因素， 尤其是工业生产和交通运输所造成的。 主要过程由污染源排放、 大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质 （物理的和化学的） ， 污染源的性质 （源强、源高、源内温度、排气速率等） ，气象条件（风向、风速、温度层结等） ，地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等） 。防治方法很多，根本途径是改革生产工艺，综合利用，将污染物消灭在生产过程之中；另外，全面规划，合理布局，减少居民稠密区的污染；在高污染区，限制交通流量；选择合适厂址，设计恰
4、当烟囱高度，减少地面污染 ；在最不利气象条件下，采取措施，控制污染物的排放量。中国已制订中华人民共和国环境保护法 ，并制订国家和地区的“废气排放标准” ，以 减轻大气污染，保护人民健康。大气污染物按其存在状态可分为两大类。 一种是气溶胶状态污染物， 另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物， 以二氧化氮为主的氮氧化合物， 以一氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、 氢结合的碳氢化合物。 大气中不仅含无机污染物， 而且含有机污染物。大气污染控制工程课程设计任务书第1章并且随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类
5、和数量也在不断变化。就连南极和北极的动物也受到了大气污染的影响！1.1 设计题目SZL4-13 型燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计1.2 设计任务燃煤锅炉燃烧过程排放的烟气中含有大量的烟尘和二氧化硫，如不采取有效的治理措施， 将会对周围大气环境及居民健康造成严重影响与危害。 因此， 本设计结合燃煤锅炉烟气排放特点， 根据所提供的原始参数及资料， 拟设计一套燃煤采暖炉房烟气除尘系统。 要求设计的净化系统效果好、操作方便、投资省，且出口烟气浓度达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001 ）中二类区标准，即：烟尘排放浓度w200mg/Nm3。1.3 原始资料锅炉型号：SZL4-13型，额定蒸发
6、量2.8MW/h锅炉台数：3 台设计耗煤量：650 kg/（h -台）排烟温度：160烟气密度（标准状态下） ： 1.34kg/m 3空气过剩系数：a =1.4烟气在锅炉出口前阻力： 800Pa当地大气压力： 97.86kPa冬季室外空气温度： 1 空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m 3烟尘的排放因子： 25%烟气其它性质按空气计算。排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的比例:表1燃煤煤质（按质量百分含量计，）CYYHSOYYNYWYAYV6841.651614.41316第2章烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1 标准状态下理论空气量Qa =4.76 (1.867CY+5.56H
7、Y+0.7SY-0.7OY)(m3/kg)式中：cy,hy,sy,oy 分别为煤中各元素所含的质量分数。Qa =4.76 1.867 0.68 5.56 0.04 0.7 0.16-0.7 0.05= 7.468 m3/kg2.2 标准状态下理论湿烟气量(设空气含湿量12.93g/m3)Q s=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Qa+0.79Q a+0.8NY(m3/kg)式中：Qa标准状态下理论空气量，m3/kg ；WY煤中水分所占质量分数，;NY- N元素在煤中所占质量分数，。Qs =1.867 (0.68 0.375 0.16) 11.2 0.04
8、 1.24 0.06 0.016 7.4680.79 7.468 0.8 0.01 3 = 7.931(m /kg)2.3 标准状态下实际烟气量Qs=Q s+1.016(a-1) Q a(m3/kg)式中：a空气过量系数Q s一标准状态下理论烟气量，m 3/kg ；Q a-标准状态下理论空气量，m3/kg。Qs =7.931 1.016 (1.4-1) 7.468= 10.9 6 6m3/kg)标准状态下烟气流量 Q以m3/h计，因此，Q= QsX设计耗煤量Q =10.966 650 = 7127.9( m3/h)2.4 标准状态下烟气含尘浓度C 二 dY (kg/m3)式中：dsh排烟中飞灰
9、占煤中灰分(不可燃成分)的质量分数，排放因子，；AY 煤中灰分(不可燃成分)的含量，;Qs一标准状态下实际烟气量，m3/kg。C = 8 = 3.677 10，(kg/m3)= 3.677 103(mg/m3)2.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算Y22 0.8S63Cso10 (mg/m )2 Qs式中：sy煤中含可燃硫的质量分数；0.8燃料中硫转化为 SO2的转化率, 一般取 80%。Qs标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg。Cso2 =H096F 106 =2.334 103(mg/m3)第3章除尘装置的选择设计3.1 除尘装置应达到的净化效率:式中：C一标准状态下烟气含尘，m
10、g/m3;Cs -标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,_ , 3mg/m 。烟气浓度达到锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001 )中二类区标准，即：烟尘排放浓度w 200mg/Nm3。1_00 =0.9512= 94.56%3.6771033.2 除尘器的选择3.2.1 除尘器工况烟气流量QT 3Q (m3 / h)T式中 q 标准状况下白烟气流量，m3 / h ；T ,工况下烟气温度，K;T 标准状态下的温度，273K;Q = 7127.9 2730 273)=1 1305.42(m3/h)一.则烟气流速为：嬴=嘲看=3.140 = 3.14(m3/s)3.2.1除尘器型号的确定按
11、设计任务要求选择文丘里湿式除尘器，查询相关资料选择W5低压文丘里除尘器，是北京有色冶金设计研究总院参照国外设备和有关资料进行研究和设计的一种高效湿式除尘器。是DW型的改进产品。其具体型号参数见下表：表2 WC型低压文丘里除尘器型号参数型号额定风量m3/h阻力mmH 2O除尘效率%外型尺寸(长*宽*高)mm入口尺寸mm出口尺寸mm设备重量kgWC-0.550001271064 X860X2600300X860500688WC-1.0100002100 X860X3700580X8608501306WC-1.5150002100 X1240 X3700580X1240 11001410WC-2.0
12、20000982100 X1620 X3700580X1620 11001959WC-2.5250002100X2000 X3700580 X2000 11002195WC-3.0300002100X2380 X3700580 X2380 12002718WC-4.0400002100X3140 X4000580 X3140 13903829WC-5.0500002100X3900 X3700580 X3900 13905600注：1、允许风量波动土 20%2、自流运行耗水量 5m3/10000风量，为省水量可循环运行。3、经适当组合，处理风量可达到120000-240000m3/h或更大根据
13、烟气工况流量选择 wc-1.5型低压文丘里湿式除尘器第4章 定除尘设备、风机和烟囱的位置及管道布置4.1 各装置及管道布置的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(m)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v= 1015m/s）。v烟气流速取13m/sQ =1133542 =3768.47(m3/h)= 0.320(m)4Q _ 4Q_-453768.47,，:v -
14、 . 3600 ：V 一 . 3600 3.14 13对圆管进行圆整，查全国通用通风管道计算表则d -0.320m -320mm表3圆断面风管统一规格外径/mm钢板通风管外径允许偏差/mm壁厚/mm650士12.0内径 d1 =320-2 2.0 =316mm依据公式d二(m )计算出实际烟气流速:= 13.35(m/s)4Q4 3768.47T 3.14 0.3162 3600第5章烟囱的设计5.1 烟囱高度的确定用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量为2.8x3 =8.4(MW )表4锅炉烟囱高度表锅炉房装机总容量MW0.70.71.41.42.82.877141428t/h1122441010
15、202010%. P T曳 _ 21002704.37P1210.027节点压力不平衡，采用调整管径的方法，进行压力平衡调整。d2 =d2 9卬际0.225 =360父(104.37/210.027严5 = 307mm1.33600 1000 ：:0-9 -0.95-二 14.38 (kW)7.5 选用电机型号及参数根据风量 Qy=12052.0059m3/h, APy =2824.34 (m3 / h),查表后选择 Y5-47II 型锅炉引风机，配对电机型号为Y225S-4 ,具体参数如下表 8所示：表7所选风机及型号参数机号转速r/min全压Pa的 m3/h电动机最高温度/c型号功率kwe
16、Nb 9C1800246130111Y225S-437250219732247第8章总结这次大气污染控制工程课程设计我主要设计SZL4-13型燃煤采暖锅炉烟气除尘系统。这次课题让我可以综合利用所学到的大气污染控制工程的知识，分析各种除尘器的优缺点来确定除尘器的选择，熟练掌握管网设计的方法来布置管道主要是确定烟尘浓度计算，除尘器设计和管网的布置。由于所学知识的局限性，我们对这类污染处理的核心技术了解甚少，对于实际设计计算缺乏实践，对于一些常规的设计计算有许多不合理的地方。尽管已经利用各种渠道搜集了一些资料，但仍然稍嫌不足，而且能够利用的资料也比较少还望老师能够见谅。 希望能得到老师宝贵的建议。第
17、9章参考文献9.1 课程设计教材郝吉明，马广大等编著.大气污染控制工程.第3版.北京：高等教育出版社，20109.2 主要参考资料蒲恩奇，任爱玲等编.大气污染治理工程.北京：高等教育出版社， 2002张殿印，王纯主编.除尘工程设计手册.化学工业出版社，20003.9黄学敏等主编。 大气污染控制工程实践教程 ，化学工业出版社， 2003除尘设备设计安装. 运行维护及标准规范操作指南 （上）（ 中）（ 下）. 吉林音像出版社 ,2003.9罗辉主编. 环保设备设计与应用 . 北京：高等教育出版社， 1997钢铁企业采暖通风设计手册 . 北京：冶金工业出版社， 2000陆耀庆主编. 供暖通风设计手册 . 北京：中国建筑工业出版社， 1987同济大学等编. 锅炉及锅炉房设备. 北京：中国建筑工业出版社， 1986风机样本. 各类风机生产厂家
