2-大气污染控制工程课程设计

长江大学大气污染控制工程课程设计题目名称：GZ市燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统院（系）：化工学院专业班级：环工11101学生姓名：鲁文龙学号：201102859指导教师：谢芳琴时间：2014/10/11长江大学目录前言.................................................................................................................Ⅰ课程设计任务书...............................................................................................Ⅱ课程设计说明书................................................................................................11烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算..............................................................32除尘器的选择.................................................................................................43确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置................................................54烟囱的设计.....................................................................................................65系统阻力的计算..............................................................................................76风机和电机的选择及计算...............................................................................107系统烟气温度的变化......................................................................................128主要参考书目.................................................................................................13小结.................................................................................................................13附图.................................................................................................................14致谢.................................................................................................................16长江大学前言1.1设计目的通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，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。1.2设计任务GZ市燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统。1.2设计依据及原则执行标准：广东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》DB44765-2010中A类区标准1.3锅炉房基本概况锅炉型号：SZL4-13型，共4台（2.8MW*4）设计耗煤量：600kg/h（台）排烟温度：180°C烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：a=1.5排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：18%烟气在锅炉出口前阻力：750Pa当地大气压：98Pa冬季室外空气温度：-3°C空气含水（标准状态下）按0.0129kg/m3设空气含湿量=12.93g/m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：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）：120mg/m3二氧化碳排放标准（标准状态下）：400mg/m3净化系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内。长江大学长江大学1大气污染控制工程课程设计任务书一、课程设计的题目GZ市燃煤锅炉房烟气除尘系统设计二、课程设计的目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行系统设计的初步能力。通过设计，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。三、设计原始资料1应用领域：水泥建材行业、冶金行业、采暖通风行业、工民建等。2运行工况：锅炉型号SZL4-13型，共4台（2.8MW/台）设计耗煤量：（400-800）kg/h/台排烟温度：（140-180）℃烟气密度（标态）：1.34kg/m3空气过剩系数：α=1.1-1.5排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：18%烟气在锅炉出口前的阻力：750Pa烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：CY=68%，HY=4%，SY=1%，OY=5%，NY=1%，WY=6%，AY=15%，VY=13%。3水文气象资料周围风速：5m/s年降水量：60cm3风向：西北风当地大气压力：98kPa空气湿度：0.0129kg/m3冬季室外最低气温：-3℃4土建基础情况：工厂原有土建基础良好，对净化系统的施工无不良影响。5地下水位：地下水位距地面4m以下，对设备基础无侵蚀性。6生产废气单位的排气量年度变化情况：附近2km以内无较大大规模社区，周围无教育、科研等科教文化区。7附近水源及自来水供应状况：附近5km以内有一重要的流域水，自来水供应方便。8收集粉尘处理运输：收集到的粉尘经过简单无害化处理后，就地掩埋或填坑处理。9设备服役期限等相关数据资料：预计设备的使用年限在20年，设备维护管理以及更新设置专人负责管理。10执行标准：广东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》DB44765-2010中A类区标准11净化系统布置场地：净化系统布置场地见附图锅炉房平面布置及除尘系统布置区域图，从待选的A、B、C、D四个不同方位选择一个作为净化系统的场地，进行布置。四、课程设计内容及要求1燃煤锅炉排烟量以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除尘器的比较选型：确定除尘器类型、型号及规格，主要运行参数。4管路布置及计算：计算各装置的位置及管路布置。计算各管段的管径、长度，烟囱高度和长江大学2出口内径以及系统总阻力和总处理量。5风机及电机的选择设计：根据系统总阻力和总处理量计算选择风机种型号及电动机型号。6编写设计说明书：包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。应有封面、目录、前言、正文、小节及参考文献等部分。7图纸要求：除尘系统平面布置图1张、除尘系统剖面图1张，除尘系统图1张。8课程设计提交要求：依次按设计任务书，设计说明书，附表和附图的顺序，合订成册。长江大学31烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算（1）标准状态下理论空气'34.78(1.8675.560.70.7)(/)yyyyaQCHSOmkg式中Cy,Hy,Sy,Oy—分别为煤中各元素所含的质量分数。计算：'34.78*(1.867*0.685.56*0.040.7*0.010.7*0.05)6.97(m/)aQkg（2）标准状态下理论烟气量)/(8.079.0016.024.12.11)375.0(867.13'''kgmNQQWHSCQyaayyyys式中aQ'--标准状态下理论空气量，kgm/3yW--煤中水分所占质量分数，%yN--N元素在煤中所占质量分数，%计算：'3=1.867*0.68+0.375*0.01+11.2*0.04+1.24*0.06+0.016*6.97+0.79*6.97+0.8*0.01=7.42(m/)sQkg（）（3）标准状态下实际烟气量assQQQ)1(016.1(m3N/kg）式中：—空气过量系数。sQ—理论烟气量（m3N/kg）aQ—理论空气量（m3N/kg）烟气流量Q应以m3N/h计，因此。sQQ设计耗煤量3N3N7.421.016(1.51)6.9710.96(m/kg)10.966006576(m/h)ssQQQ设计耗煤量长江大学4（4）烟气含尘浓度sYshQAdC(kg/m3)式中：dsh－排烟中飞灰占煤中灰分（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－标准状态下实际烟气量，m3/kg。C=18﹪×15﹪/10.96=2.46×10-3(kg/m3)（5）标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算61022sYSOQSC(mg/m3)式中：SY－煤中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。2SOC=2×0.01×0.98×106/10.96=1788(mg/m3)2除尘器的选择（1）除尘装置应达到的净化效率：CCs1式中：C－标准状态下烟气含尘、SO2浓度，mg/m3；Cs－标准状态下锅炉烟尘、SO2排放标准中规定值，mg/m3。除尘效率：1-120/2460=95.12﹪（2）除尘器的选择工况下烟气流量：TQTQ''（m3/h）；式中，Q—标准状态下的烟气流量，m3/h；'T—工况下烟气温度，k；T—标准状态下温度273k。336576(273180)'27310912(m/h)'109123.0(m/s)36003600QQ根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器：由陕西蓝天锅炉设备制长江大学5造有限公司所提供的“XDCG型陶瓷多管高效脱硫除尘器”（《国家级科技成果重点推广计划》项目）中选取XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器。产品性能规格见表1，设备外型结构尺寸见表2。表1XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量（J/H）处理烟气量（m3/h）除尘效率（%）排烟黑度设备阻力（Pa）脱硫效率（%）重量（kg）XDGC441200098≦1级林格曼黑度800-1400852800表2XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器外型结构尺寸（见图1）HH1H2H3ABCDEF44602985423570014001400300503501000图1XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器外型结构尺寸3确定除尘机、风机、烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的路径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。（1）各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，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)(4mQd式中Q——工况下管道内烟气流量，sm/3——烟气流速m/s(对于锅炉烟尘=10-15m/s)取=14m/s结果为d=0.52(m)圆整并选取风道: