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1、大气污染控制工程教学实习大气污染控制工程教学实习某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设 计目 录一 设计目的 2二设计原始资料及要求 2三 除尘工艺系统设计与计算 33.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算.33.1.1标准状态下理论空气量.33.1.2标准状态下理论烟气量.33.1.3标准状态下实际烟气量.43.1.4标准状态下烟气含尘浓度.43.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算.53.2管径的确定.53.3温降的计算.53.3.1烟气在管道中的温度降.53.3.2烟囱高度的确定.63.3.3烟气在烟囱中的温度降.63.4净化系统设计方案的分析确定.63.4.1除尘器应达到的除尘效率.6
2、3.4.2除尘脱硫设备选择.73.5烟囱的设计.73.5.1烟囱直径的计算.73.5.2烟囱底部直径的计算.83.5.3烟囱的抽力.83.6系统阻力的计算.83.6.1摩擦压力损失.83.6.2局部压力损失.93.7风机和电动机选择及计算.93.7.1风机风量的计算.93.7.2风机风压的计算. 103.7.3电动机功率的计算. 10四 结 语11五 参考文献11一、设计目的随着社会经济的发展，城市化与工业化进程的加速，以及煤、油为主的能源框架，环境污染越来越严重。而在我国的能源结构中以燃煤为主，众所周知煤炭在燃烧过程中会产生较多的污染物，尤其是向大气中排放酸性污染物，在大气迁移过程中形成酸性
3、沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得广泛关注。本设计是某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计，主要目的就是除尘与烟气脱硫，以达到污染物排放标准，其中主要包括除尘器的选择、烟气管网的布置及风机及电机的选择设计。通过此次课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学知识进行净化系统设计的初步能力。通过此次设计，可以了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。二、设计原始资料及要求（一）设计原始资料：表1 设计原始资料项目参数锅炉型号SZL413型，共4台（2.8MW4），即每台锅炉每秒产热量为2.
4、8103kJ设计耗煤量600kg/h（台），水的蒸发热为：2570.89kJ/kg排烟温度160烟气密度（标准状态下）1.34kg/m3空气过剩系数=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例16%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）0.01293kg/m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析基CY=68%； HY=4%； SY=1%； OY=5%； NY=1%； WY=6%； AY=15%； VY=13%按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001中二类区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状态下）200mg/m3二氧化硫排放标准（标准状
5、态下）900mg/m3（二）设计要求1、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。2、净化系统设计方案的分析确定。3、除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4、管网计算：确定各装置的位置及管道布置，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的阻力。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。三、除尘工艺系统设计与计算3.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算3.1.1标准状态下理论空气量式中 CY， HY， Sy， OY 分别为媒中各元素所含的质量分数。已知煤中各种成
6、分的质量分数为：煤的工业分析值：CY=68% HY=4% Sy=1% OY=5%NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%各数值带入上式可得理论空气量： Q4.78(1.8670.68+5.560.04+0.70.01-0.70.05)6.9977 m/kg3.1.2标准状态下理论烟气量Qs=1.867（CY+0.375 Sy）+11.2H+1.24W+0.16Q+0.79Q+0.8N (m/kg) 式中 Q：标准状态理论空气量， WY： 煤中水分子所占质量分数， NY： N元素在媒中所占质量分数. 设空气含湿量12.93g/m3，将上面数值代入公式同理可求得标准状态下理论烟气量Qs=
7、1.867(0.68+0.3750.01)+11.20.041.240.06+(0.16+0.79)6.9977+0.80.01=8.455 m/kg3.1.3标准状态下实际烟气量 已知空气过剩系数为1.4，可求出标准状态下实际烟气量QS8.4551.106(1.4-1)6.9977=11.30m3/kg注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此： 已知设计耗煤量：600kg/h(台)则标准状态下烟气流量Q=11.306004=27120m3/h3.1.4标准状态下烟气含尘浓度式中 dsh排烟中飞灰占媒中不可燃成分的质量分数；AY 煤中不可燃成份的含量；Qs 标准状态下实际烟气量，m3/kg
8、。已知: dsh=16% QY=15% Qs=11.30m3/kg 代入上式求得标准状态下烟气含尘浓度3.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算式中Sy煤的含可燃硫的质量分数；Qs标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg已知: Sy =1% ， Qs=11.30 m3/kg 代入上式可得CSO2 =1.77103mg/m33.2管径的确定式中 Q工况下管内烟气流量v烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘 v =1015m/s）。已知：每台锅炉的烟气流量Q=6780m3/h，取v=12m/s，可得d=0.45m圆整后取d=0.45m，可算得v=11.85m/s。3.3温降的计算当
9、烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。3.3.1烟气在管道中的温度降 式中 Q标准状态下烟气流量，m3/h；F管道散热面积，m2；Cv标准状态下烟气平均比热容（一般为1.3521.375kJ/m3.）q管道单位面积散热损失。室内q=4187kJ/(m2.h)；室外q=5443kJ(m2.h)，Q6780m3/h，取Cv=1.360kJ/m3.，而F=LS=LD已知室内两段:L10.68m，D1=0.6m；L2=1.4m，D2=0.45m室外:墙到除尘器进口管道距离L3=3.29m，直径计D3=0.45m；除尘器到风机的管道距离L4=4.2m，
10、直径计D4=0.45m；风机到烟道入口的管道距离L5=2.2m，直径计D50.45m；烟道入口到烟囱底部的烟道距离L6=12.79m，F=0.64m2；则t10.58，t2=1.99，t3=2.74，t4=3.5，t5=1.83，t6=4.83风机进口前温度降t=t1+t2+t3+t4 =8.81风机前温度t1=T-t=160-8.81=151.2到达烟囱入口温度将t=t1+t2+t3+t4+t5+t6=15.47因此到达烟囱入口烟气温度t2=Tt16015.47144.533.3.2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
11、1）确定烟囱的高度。表 2 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力t/h1122661010202635烟囱最低高度202530354045根据上表，由锅炉总额定出力为16t/h，选烟囱高度为44m.3.3.3烟气在烟囱中的温度降 式中 H烟囱高度，m；D合用一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；A降温系数，可由表2查得：表3 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）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2根据锅炉型号可知D=16t/h；选择砖烟囱壁厚小于0.5m，取0.3m；因H=44，A0.4，由上公式可得t2=4.4，而烟囱得进气温度为:144.53，那么烟囱的出口温度为144.53-4.3=140.233.4净化系统设计方案的分析确定3.4.1除尘器应达到的除尘效率 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/m3.已知: Cs =200 mg/m3； C=2124 mg/m3 ， 可得h=90.6%3.4.2除尘脱硫设备选择综合上各因素可选出XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器，详情如下：图1 除尘脱硫设备结构图 表4 XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器
