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1、前言本次的课程设计主要是设计对燃煤锅炉烟气排放进行处理以达到排放的标 准，主要处理的是烟气的粉尘和二氧化硫。除尘器、风机、脱硫装置及管道的选 择必须从技术、经济及排放标准三个方面来考虑。本次课程设计强调设计、绘图和计算的技能。考虑实际的情况来进行设计， 要求相互合作来共同完成本设计。本课程设计在设计的过程中参考了多种的资料。限于设计人员的能力和经验 不足，望加以指导。2011 年1月5日目录一、课程设计题目5二、课程设计的目的5三、设计任务及要求5四、设计原始资料5五、设计计算61、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算61.1、标准状态下理论空气量61.2、标准状态下的理论烟气量61.3、标准状态
2、下实际烟气量71.4、标准状态下烟气含尘浓度71.5、标准状态下烟气中二氧化硫浓度72、系统中烟气温度的变化81、烟气在管道中的温度降低82、烟气在烟囱中的温度降低93、除尘器的选择103.1、除尘器应达到的除尘效率103.2、选择除尘器103.3袋式除尘器的选型124、脱硫工艺选择134.1所选脱硫设备应达到的脱硫效率134.2、脱硫设备选择134.3循环流化床脱硫技术的特点错误!未定义书签。4.4循环流化床脱硫的化学过稈及影响的主要因素154.5脱硫灰渣的处理165、确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置165.1、各装置及管道的布置165.2、管径的确定176、烟囱的设计176.1、烟
3、囱高度的确定176.2、烟囱直径的计算176.3、烟囱的轴力187、系统阻力的计算197.1、摩擦压力的损失197.2、局部压力的损失208、风机和电动机选择及计算2061、风机风量的计算2062、风机风压的计算2163、电动机功率的计算21六、图纸23七、小结24八、主要参考书籍25目录二表1烟囱温降系数表9表2除尘设备的分类及基本性能10表3各种除尘器对各种粒径粉尘的除尘效率10表4除尘器的分级效率11表5常见除尘设备的投资费用和运行费用12表6 各种常用的袋式除尘器的技术性能的比较12表7 燃煤、燃油锅炉房烟囱最低允许高度17表8烟囱出口流速错误!未定义书签。表9 突然扩大时的阻力系数2
4、0表10管道突然缩小时的阻力系数20表11 常用风机性能及适用范围22一、课程设计题目燃煤锅炉烟气除尘设计二、课程设计的目的通过对大气污染控制工程课程的学习，掌握一定大气污染控制技术原理。并 结合对烟气除尘脱硫实际问题的处理，使我们在学习专业技术基础和主要专业课 程的基础上，了解和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法，体验 设备的具体设计过程。培养我们综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本 技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力和在处理问题过程中的团 队协作能力，同时培养调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计 算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力，提高我们分析
5、解决实际问题的能力。三、设计任务及要求1、根据教学要求、设计工作量以及实际条件，进行恰当选题。2、按照设计任务书，顺利完成设计任务，培养运用本学科的基础理论和专 业知识解决本专业实际问题的能力，提高设计计算、工程制图和使用资料的能力。3、设计任务完成后，根据设计的全过程完成专业课程设计说明书，按照一 定格式写出设计计算书。四、设计原始资料锅炉型号：SZL4-13型，共4台（2.8MW*4）设计好煤量：600kg/h （台）排烟温度：160C烟气密度（标准状态下）：1.34 kg / m3空气过剩系数：a=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
6、：97.86kPa冬季室外空气温度：TC空气含水（标准状态下）按0.01293 kg / m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=l% Oy=5% Ny=l% Wy=6% Ay=15% Vy=13%按锅炉大气污染物排放标准(GB13271-3001)中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准(标准状态下)：200 mg / m3二氧化硫排放标准(标准状态下)：900 mg / m3五、设计计算(燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫的计算、除 尘器的计算、烟囱的设计计算、系统阻力计算、风机和电动机选 择计算)1、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1、1标准状态下理论空气量Q a
7、 =4.76 (1.867Cy +5.56Hy+ 0.7Sy- 0.7 0丫)( m3/kg )=4.76* (1.867*68%+5.56*4%+0.7*1% - 0.7*5%)=6.968 ( m3/kg )式中Cy Hy Sy Oy 分别为煤中各元素所含的质量分数。1、2标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.93g/m3)Qs =1.867(Cy +0.375 Sy )+ 11.2 Hy +1.24Wy+0.016 Q a+0.79 Q a + 0.8NY(m3/kg )=1.867* (68%+0.375*1%)+11.2*4%+1.24*6%+0.016*6.968+0.79*6.
8、968+0.8*1%=7.423 ( m3/kg )式中Qs-标准状态下理论空气量，mkg；Wy煤中水分所占质量分数，%；NY-N元素在煤中所质量分数，。1、3 标准状态下实际烟气量Qs = Qs+1.016(a-1) Q a (m3/kg )=7.423 +1.016 x (1.4- l)x 6.968 =10.255(m3/kg )式中 a -空气过量系数；Qs-标准状态下理论烟气量，m3/kg；Q a-标准状态下理论空气量， m3/kg。注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计算，因此Q二Q x设计耗煤量 总 SQ = 10.255 x 600 x 4 二 24612( m3 / h)总一
9、台锅炉标况下的烟气量Q = 6153(m3 / h)N工况下每台锅炉的烟气量Q工Q T P 6153 x 433 x101.325 =N 工=TP273 x 97.86当地二 10104.7(m3 / h)二 2.81(m3 / s)1、4 标准状态下烟气含尘浓度(kg /m3 )d AYC shQs16%x15%10.255=0.00234 (kg /m3)式中d -排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数;shAY 煤中不可燃成分的含量；Q 标准状态下实际烟气量， m3/ kgs1、5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算C 二x106 = ”1% x106=1950.268( mg / m3)
10、SO2 Q10.255S式中 SY- 煤中含可燃硫的质量分数；Q -标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/ kg。S2、系统中烟气温度的变化当烟气管道较长时，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。2、1烟气在管道中的温度的变化Atiq - FQC式中Q标准状态下烟气流量，m3 /h ；F-，-管道散热面积，m 2 ；C 标准状态下烟气平均比热容（一般为1.3521.357） kJ / m3。C ；Vq管道单位面积散热损失。室外 q = 5443kJ / （m2 - h）1室内 q = 4187 kJ / （m2 - h）2（1）室内管道中的温度变化. q F
11、 4187 x 0.5 x兀 x 1.580 x 4 _oAt = 2= 5 C内 QC6153 xl.355（2）室外管道中的温度变化其中左边接总管的弯管长半径为866mm，则弯管长度为C 2兀 r 2x 3.14 x 866 =沁 1860mm444右边三根支管接总管的弯管长度为866mm从锅炉房出来的接弯管的直管长度都为350mm总管（内径1000mm）的长度计算得27547mm 我们取28000mm另接循环流化床的管道（内径1540mm ）长度1000mm循环流化床与除尘器之间的管道长度为12000mm （其中循环流化床的出口有一段长lm内径1540mm的管道，之后的为内径1000mm
12、的管道）除尘器接烟囱的管道长度13000mm （内径1000mm）At外qF =1QCV5443x (0.35 x 4 +1.360 + 0.866x 3)x兀 x 0.5 + 28x兀 x 1 + (1+ 1)x兀 x 1.54 + 11x兀 x 1 +13x兀 x 1)4 x 6153 x1.35529.62 C则温度在管道中总的变化：At = At + At = 5 + 29.62 = 34.62 C外内所以进入除尘器烟气的温度为160 - 34.62 = 125.38。C2、2 烟气在烟囱中的温度降低D=2.8 x 4=11.2MW=11.2 - 0.7 t/h=16 t/h我们取砖烟
13、囱（壁厚05m）时的温降系数A=04H A38 x 0.40.5m)A20.80.40.23 除尘器的选择3、1 除尘器应达到的除尘效率C200耳=1 S = 1 = 91.45%C2340式中 C-标准状态下烟气含尘浓度， mg / m3；C -标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3。S3、2 除尘器的选择 在选择除尘器的过程中，应全面考虑以下因素： 除尘器的除尘器效率； 选用除尘器是否满足排放标准规定的排放浓度； 注意粉尘的物理特性对除尘器性能有较大的影响，另外，不同粒径粉尘的除尘 器除尘效率有很大的不同； 气体的温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素； 所捕集粉尘的处理问题； 设备位置，可利用的空间、环境条件等因素； 设备的一次性投资以及操作的维修费用等经济因素。表 2 除尘设备的分类及基本性能（环保设备及课程设计）类别除尘设备型式阻力/Pa除尘效率/%投资费用运行费用机械除尘器重力沉降室501504060少少惯性除尘器1005005070少少旋风除尘器40013007092少中多管旋风除尘器80150008095中中湿式除尘器喷淋洗涤器1003007595中中文丘里除尘器5000 200009098少高自激式除尘器8
