燃煤锅炉除尘系统设计 大气污染控制工程课程设计.docx
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燃煤锅炉除尘系统设计大气污染控制工程课程设计
燃煤锅炉除尘系统设计大气污染控制工程课程设计
苏州科技学院天平学院
课程设计说明书
课程名称:
大气污染控制工程课程设计
题目:
1t/h燃煤锅炉除尘系统设计
学生姓名:
学号:
系别:
专业班级:
指导老师:
2011年7月
前言
4
1
设计目的
5
2
设计任务
5
3
设计参数及要求
5
4
设计计算
5
4.1
烟气量、烟尘计算
6
4.1.1
标准状态下理论空气量
6
4.1.2
标准状态下理论烟气量
6
4.13
标准状态下实际烟气量
6
4.14
标准状态下烟气含尘浓度
6
4.2
6
4.2.1
除尘器应达到的除尘效率
6
4.22
除尘器的选择
6
4.3
确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置
7
4.3.1
各装置及管道布置的原则
7
4.3.2
管径的确定
7
4.4
烟囱的计算
7
4.4.1
烟囱高度的确定
7
4.4.2
烟囱直径的计算
8
4.4.3
烟囱的抽力
8
4.5
9
4.5.1
摩擦压力损失
9
4.5.2
局部压力损失
9
4.6
风机选择及计算
10
4.6.1
风机风量的计算
10
4.6.2
风机风压的计算
10
4.7
10
5
小结
11
6
11
前言
在目前,大气污染已经变成了一个全球性的问题,主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是人类活动造成的,大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。
目前,大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
该燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物,而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理,以免污染空气,影响人们的健康生活。
一、设计目的
课程设计是大气污染控制工程教学中一个重要的实践环节,综合运用所学的有关知识,在设计中掌握解决实际工程问题的能力,进一步巩固和提高理论知识。
通过课程设计,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。
本设计为一吨每小时燃煤锅炉除尘系统设计,能使学生得到一次综合训练,特别是:
1.工程设计的基本方法、步骤,技术资料的查找与应用。
2.基本计算方法和绘图能力的训练。
3.综合运用本课程及有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。
4.熟悉、贯彻国家环境保护法规及其他有关政策。
二、设计任务
1.除尘系统设计方案的分析、确定;
2.燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度的计算;
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.管网布置及计算:
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、系统总阻力;
5.风机及电机的选择设计:
根据所需处理的烟气量、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。
6.编写设计说明书:
设计说明书的内容包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容,文字应简明、通顺、内容正确完整,书写工整。
课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分,并装订成册。
图纸要求:
按照工程制图要求绘制除尘工艺系统平面和立面图各一张(2号或3号图),需人工铅笔绘图。
图应按比例绘制、标出设备、管件编号及明细表。
三、设计参数及要求
排烟温度取150℃;空气过剩系数α=1.35;烟气密度(标态)1.36kg/m3;室外空气平均温度6℃;锅炉出口前烟气阻力1000Pa;排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例为18%;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(GB13217-2001)中二类区标准执行:
标准状态下烟尘浓度排放标准:
200mg/m3。
除尘系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内
四、课程设计算:
CY=68%HY=4%SY=1%OY=5%
NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%
(一)烟气量、烟尘计算
1、标准状态下理论空气量
=4.76
1.867
68%+5。
.56
4%+0.7
1%+0.7
5%)
=6.97(m3/Kg)
式中CY,HY,SY,OY一一分别为煤中各元素所含的质量分数。
2、标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.93g/m3))
=1.867(68%+0.375
1%)+11.2
4%+1.24
6%+0.016
6.968+0.79
6.968+0.8
1%
=7.42(m3/Kg)
式中:
-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,%
3、标准状态下实际烟气量
=7.423+1.016
(1.35-1)
6.968
=9.90(m3/Kg)
式中
—空气过量系数;
—标准状态下理论烟气量,m3/kg;
—标准状态下理沦空气量,m3/kg
注:
标准状态下烟气流量Q以m3/h计。
4、标准状态下烟气含尘浓度
=18%
15%/9.901=0.00273Kg/m3)
式中dsh—排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数
AY—煤中不可燃成分的含量;
QS—标准状态下实际烟气量,m3/kg.
(二)除尘器的选择
1、除尘器应达到的除尘效率
=1-200/0.00273
106=92.67%
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
2、除尘器的选择
工作状况下烟气流量
Q=Qs×设计耗煤量=9.901
180=1782.18
=1782.18
(150+273)/273=2761.4
式中Q-----标准状态下烟气流量,
-----工况下烟气温度,K
T------标准状态下温度,273K
则烟气流量为Q’/3600=2761.4/3600=0.767(m3/s)
所以采用XD-II-1除尘器阻力选择800(pa)
(三)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
=
=0.285(m)
取d=280mm
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=10~15m/s)
管径取整采用d=280mm
外径D/mm
钢制板风管
外径允许偏差/mm
壁厚/mm
280
1
0.75
内径D=280-2
.075=278.5mm
(四)烟囱的设计
1、烟囱高度的确定
首先确定所用烟囱的锅炉的蒸发量(t/h),然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度。
1t/h最低高度为25米。
烟囱高度取25米。
2、烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式计算
=
=0.5(m)
式中Q—通过烟囱的总烟气量,m3/h;
v—按下表选取的烟囱出口烟气流速,m/s。
本设计取4-5m/s
烟囱底部直径
d1=d2+2×i×H=0.5+2
0.025
25=1.75(m)
式中d2-烟囱出口直径,”;
H一烟囱高度,m;
i——烟囱锥度,通常取i=0.02一0.03
3、烟囱的抽力
=0.0342
25
(
)
1.01
105
=105.37(Pa)
式中H—烟囱高度m,;
tk-外界空气温度,℃
tp一烟囱内烟气平均温度,℃
B—当地大气压,Pa
。
(五)系统阻力的计算
1、摩擦压力损失
对于圆管:
=0.02
(10.415/0.28)
(1.36
12.62/2)=80.31(Pa)
式中L一管道长度.m;
d—管道直径,m;
ρ—烟气密度,kg/m3;
v一管中气流平均速率,m/s
λ-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λ值可取0.02。
对砖砌或混凝土管造λ值可取0.04)。
2、局部压力损失
圆形弯头ξ=0.28渐缩管ξ=0.10渐扩管ξ=0.10除尘设备局部阻力损失1000pa锅炉的本体局部损失900pa。
=0.28
(1.36
12.62
4/2)+0.10
(1.36
12.62/2)+0.02
(1.36
12.62/2)+1000+800
=1933.87(Pa)
式中
一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
v一与
相对应的断面平均气流速率,m/s;
ρ—烟气密度,kg/m3。
(六)、风机和电动机选择及计算
1、风机风量的计算
=1.1
1782.18
=3038.60(m3/h)
式中1.1一风量备用系数;
Q—标准状态下风机前标态下风量(烟气量),m3/h;
tP一风机前烟气温度,℃,若管道不太长,可以近似取锅锅炉排烟温度;
B——当地大气压力,kPa。
2、风机风压的计算
=1.2
(1933.87+80.31-105.37)
=1953.98(Pa)
式中1.2——风压备用系数;
—系统总阻力,Pa;
Sy—烟囱抽力,Pa;
tP—风机前烟气温度;
ty一风机性能表中给出的试验用气体温度(最高温度不超过523K取473K)
ρy一标准状况下烟气密度,kg/m3。
计算出风机风量Qy和风机风压Hy后,可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需风机的型号。
风机型号为Y5-47-4C
3、电动机功率的计算
=
=3.57(KW)
式中Qy—风机风量,m3/h;
Hy—风机风压,Pa
ηl一风机在全压头时的效率(一般风机为0.6,高效风机约为0.9)
η2一机械传动效率,当风机与电机直联传动时η2=1。
用联轴器连接时η2=0.95~0.98,用V形带传动时η2=0.95;
β—电动机备用系数,对引风机,β=1.3。
根据电动机的功率,风机的转速,传动方式选择
电动机型号Y132M1-6
五小节
我认为,在这学期的实验中,不仅培养了独立思考、动手画图操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是,在设计过程中,我学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后,不管有多苦,我想我们都能变苦为乐,找寻有趣的事情,发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样,我们都可以在实验结束之后变的更加成熟,会面对需要面对的事情。
回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。
六.主要参考书目
(1)郝吉明,马广大主编.大气污染控制工程.北京:
高等教育出版社,2002
(2)全国通用管道计算表.中国建筑工业出版社,1977.
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 燃煤锅炉除尘系统设计 大气污染控制工程课程设计 燃煤 锅炉 除尘 系统 设计 大气污染 控制工程 课程设计