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1、 大气污染控制工程课程设计指导书大气污染控制工程课程设计指导书适用专业: 2009级环境工程 课程代码: 8704760 学时: 2周 学分: 2分 编写单位: 能源与环境学院环境工程系 编 写 人: 赵 凡 系(部)主任: 分管院长: 批准时间: 年 月 日一、课程设计的目的通过课程设计使学生进一步消化和巩固本门课程所学内容，将所学的知识系统化，使学生初步具备运用所学理论知识设计除尘净化系统的能力。通过课程设计，使学生了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统设计方案、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、课程设计组织形式 （1）指导教师向每名学
2、生下达设计任务书和指导书，同时进行课程设计动员，并强调设计中的关键点和注意的问题。（2）在课程设计中，指导教师定期对学生设计中出现的问题进行答疑并检查相关设计进度，以保证课程设计任务能顺利地按时完成； （3）就学生提交的课程设计成果，对每名学生的设计进行批阅。三、课程设计步骤主要设计步骤包括以下几个方面：（1）计算燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度；（2）分析确定净化系统设计方案；（3）比较和选择除尘器；（4）确定管网布置，计算压力损失；（5）选择风机及电机；（6）编写设计说明书，完成设计图纸；四、课程设计要点在污染源源强（烟尘）确定好及相应的主要除尘设备类型确定好的基础上，设计的要点在于管道
3、系统的压力损失分析计算及相应的机械设备的选型。因此设计的要点在于：（1）源强计算，即：锅炉烟尘产生量的计算；（2）烟尘相关排放标准对除尘效率的要求；（3）除尘器的选择和管道布设；（4）压力损失计算及设备选型。五、课程设计进度安排本次设计开始于2012年6月18日，结束于2012年6月29日，共计2周，设计进度安排如下：（1）6月18日：布置课程设计任务，提供相应的资料，对设计的要求及设计要点和主要方法做讲解；（2）6月19日6月23日：完成设计任务的主要计算部分；（3）6月24日6月26日：完成设计说明书的编制工作；（4）6月27日6月29日：完成设计图纸绘制，并检查设计说明书，最终上交课程设
4、计说明书和图纸。六、主要技术的案例分析由于本部分内容涉及到的相关知识点较多，本次指导书以附件的形式给出相关技术的案例分析（见附件1）。七、成绩评定标准本次课程设计的成绩评定标准如表1所示。八、推荐参考资料（1）郝吉明、马广大.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，2002（2）钢铁企业采暖通风设计手册.北京：冶金工业出版社，2000（3）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（4）航天部第七研究设计院编.工业锅炉房设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1986（5）陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社,1987.12九、其他课程设计注意事项：（1）
5、课程设计要求独立完成，严禁抄袭行为，一经发现以零分计；（2）课程设计报告采用手写，且应遵守西华大学能源与环境学院关于课程设计格式的要求（见附件2）。- 1 -表1 大气污染控制工程课程设计课程成绩评定标准表项目分值优秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(x60)学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不
6、能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题说明书、图纸质量60结构严谨
7、，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰附件1：主要技术的案例分析（重点给出计算方法）一、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1. 理论空气量 式中：、分别为煤中各元素所含的质量百分数
8、。2. 理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3N） （m3N/kg）式中：理论空气量（m3N/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3. 实际烟气量 （m3N/kg）式中：a 空气过量系数。 理论烟气量（m3N/kg） 理论空气量（m3N/kg）注意：烟气流量Q以m3N/h计，因此。设计耗煤量4. 烟气含尘浓度： （kg/m3N）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（m3N/kg）。5. 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（m3N/kg）二、系统中烟气温度的变化当烟
9、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。1. 烟气在管道中的温度降 （）式中：Q烟气流量（m3N/h） F管道散热面积（m2） CV烟气平均比热（一般C=1.3521.357kJ/m3N）； Q 管道单位面积散热损失。室内q =4187kJ/m2h室外q =5443kJ/m2h2. 烟气在烟囱中的温度降： （）式中：H烟囱高度（m）； D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和（t/h）； A温降系数，可由表1查得。表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（H50m）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2三
10、、除尘器的选择1. 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。2. 除尘器的选择根据烟尘的粒径分布情况、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。四、确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置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。2. 管径的确定 （m）式中：Q工况下管内烟气流
11、量（m3/s） 烟气流速（m/s），（可查有关手册确定）（对于锅炉烟尘=1015m/s）。管径计算出以后，要进行圆整（查手册），再用圆整后的管径计算出实际烟气流速。实际烟气流速要符合要求。五.烟囱的设计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（表2）确定烟囱的高度。表2 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力（t/h）1122 66 10102026 35烟囱最低高度（m）2025303540452. 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） 按表3选取的烟囱出口烟气流速（m/s）表3
12、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机 械 通 风102045自 然 通 风6102.53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=0.020.03）。3. 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）。六.系统阻力的计算1. 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）；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（实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04）。 2. 局部压力损失 （Pa）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）。七.风机和电动机选择及计算1. 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）。2. 风机风压的计算 （Pa）式中： 1.2风压备用系数； 系统总阻力（Pa）
