大气污染课程设计设计计算书完美版

郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第1页共14页课程设计计算书1.烟量气、烟尘和二氧化硫浓度的计算（1）标准状态下理论空气量34.761.8675.560.70.7(/)YYYYaQCHSOmkg式中CY，HY，SY，OY——分别为煤中各元素所含的质量分数。)/(0.7)05.07.001.07.005.056.565.0867.1(76.43kgmQ（2）标准状态下理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3）31.867(0.375)11.21.240.0160.790.8(/)YYYYYSaaQCSHWQQNmkg式中aQ——标准状态下理论空气量，(kgm/3)；WY——煤中水分所占质量分数，%；NY——N元素在煤中的质量分数，%。)/(5.701.08.00.779.00.7016.006.024.105.02.11)01.0375.065.0(867.13kgmQs（3）标准状态下实际烟气量)/()1(016.1Q3skgmQaQas式中a——空气过剩系数；sQ——标准状态下理论烟气量，kgm/3；aQ——标准状态下理论空气量，kgm/3。标准状态下烟气流量Q应以hm/3计，因此，设计耗煤量sQQ。)/(568755034.10)/(34.100.7)14.1(016.150.733hmQQkgmQss设计耗煤量（4）标准状态下烟气含尘浓度Y3shsdAC(kg/m)Q郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第2页共14页式中shd——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；sQ——标准状态下实际烟气量，kgm/3。)/(1048.2)/(1048.234.1016.016.03333mmgmkgC（5）标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算263210(/)YsosSCmgmQ式中S——煤中含可燃硫的质量分数；sQ——标准状态下燃煤产生的实际烟气量，kgm/3。)/(1093.11034.1001.023362mmgCso2．除尘器的选择（1）除尘器应达到的除尘效率CCs1η式中C——标准状态下烟气含尘浓度，3/mmg；sC——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，3/mmg。%93.919193.01048.220013（2）除尘器工况烟气流量郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第3页共14页)/(3hmTTQQ式中Q——标准状况下的烟气流量，hm/3；T——工况下烟气温度，K；T——标准状态下的温度，273K。)/(4.8603273)273140(56873hmTTQQ则烟气流速为：)/(39.236004.860336003smQ（3）除尘系统选择方案净化系统的布置要考虑到占地面积小，沿程损失少，一次投资小、维修管理方便以及系统总除尘效率高等。在净化系统处理烟气过程中不能产生二次污染，要做好系统的密封性和处理烟气的高效率。该燃煤厂锅炉排放烟量不大，但其烟气含尘浓度及含硫浓度都比较大，选择除尘器时应该考虑除尘效率、处理烟气流量、脱硫效率等。烟尘浓度排放标准规定的排放量是200mg/m3，二氧化硫排放标准规定的二氧化硫排放量要达到900mg/m3。本工艺方案是按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中的二类区标准进行设计。根据烟尘的粒径分布或种类、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。本设计确定除尘器为无锡市四方锅炉设备制造有限公司生产的ZST-4旋风水膜脱硫除尘器（按Q/320211ARQ01-2002《旋风水膜脱硫除尘器》和Q/320283JUHF01-2002《高效脱硫消烟水膜除尘器》标准进行制造、试验和验收。）。其生产性能规格见表-1,设备外形架构尺寸见图-1。郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第4页共14页3．确定除尘器、风机很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，并使安装、操作和检修方便。本方案的管道确定如图-2所示。（2）管径的确定4()Qdmv式中Q——工况下管道内的烟气流量，s/m3；表--1ZST-4型旋风水膜脱硫除尘器性能规格表型号配套锅炉容量(t/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(%)ZST-441200098林格曼黑度1120082114015753850260075064039020028585530855HLIMFNKABCDE图-1ZST-4型旋风水膜脱硫除尘器外形结构尺寸郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第5页共14页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）。取v=14m/s)(466.01414.3360086034360044mQQd取整d=500mm则管的内径为：mmd5.49875.025001由公式4()Qdmv计算实际烟气流速sdQ/m3.124985.014.33600860344224．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-3）确定烟囱的高度。表-2管道参数外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm500+10.754335283515002.39268081550015003650500图--2净化系统管道布置图郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第6页共14页锅炉总的蒸发量/(t/h)：1644，则烟囱最低高度为40m。（2）烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：0.0188()Qdmv式中Q——通过烟囱的总烟气量，hm/3；v——按表4选取的烟囱出口烟气流速，/ms。取v=4m/s（见表-4）md74.175.920188.04860340188.0则圆整取d=1.7m。烟囱底部直径：122()ddiHm式中2d——烟囱出口直径，m；H——烟囱高度，m；i——烟囱锥度，通常取i=0.02～0.03。表-3锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/(t/h)＜11～22～66～1010～2026～35烟囱最低高度/m202530354045表--4烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷时最小负荷机械通风10～204～5自然通风6～82.5～3郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第7页共14页取i=0.02md34.34002.0274.11（3）烟囱的抽力110.0342()()273273ykpSHBPatt式中H——烟囱高度，m；kt——外界空气温度，Co；pt——烟囱内烟气平均温度，Co；B——当地大气压，aP。)(03.1681086.97)140273112731(400342.03PaSy5．系统阻力的计算（1）摩擦压力损失对于圆管2()2LLvPPad式中L——管道长度，m；d——管道直径，m；——烟气密度，3/mkg；v——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K/d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）。1）对于圆形管道直径为500mm的管道郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第8页共14页mmmaaaaaL45.11)(180036501500500500815268054321密度换算：)/(886.041327334.11402732733mkgn摩擦压力损失：)(69.3023.12886.05.045.1102.02PaPL2）对于砖砌拱形烟道（如图-3）222)2(242BBDAD=500mm；故B=531mm；则XAR(其中A为面积，X为周长)；因A=0.3925m2mBBX8957.122则2070.08957.13925.0XAR又mmmL96.2020960)2394025003200(29990取04.0图-3砖砌拱形烟道示意图郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第9页共14页则PaP86.6723.12886.02070.0496.2004.020（2）局部压力损失22vpρΔξ(Pa)式中ξ——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到；v——与ξ像对应的断面平均气流速率，m/s；ρ——烟气密度，3m/kg。1）进气管部分局部水头损失的计算a)渐缩管（如附图-4）)/3.1245(1.045sm，取，时，则PaP70.623.12886.01.02221则ml12.05.67tan05.01b)90°弯头弯管两个圆形90°弯头圆管直径D=0.5m，取曲率半径R=D，查表得23.0则PaP83.3023.12886.023.0222222c)渐扩管28.1)2/4985.0(14.364.039.0212AA查《三废处理工程技术手册—废气卷》625页表17-23部分管件局部阻力系数，取α=30°，得07.0则PaP69.423.12886.007.023郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第10页共14页则ml26.075tan24985.064.032）出气管部分局部水头损失的计算a)90°弯头弯管（如附图-5）三个圆形90°弯头圆管直径D=0.5m，取曲率半径R=D，查表得23.0则PaP23.4623.12886.023.0323224b)三通管a.对于图-6所示的三通管，78.0则PaP28.5223.12886.078.025b.对于T形合流三通管，55.0则PaP86.3623.12886.055.026（3）系统总阻力计算（其中锅炉出口前阻力800Pa，除尘器阻力1200Pa）PaPPPPPPPPhL14.2276200086.3628.5223.4669.483.3070.686.6769.30120080065432106．风机和电动机的选择及计算（1）标准状态下风机风量的计算图-6T型三通管示意图郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院环境工程专业环境治理课程设计设计计算书第11页共14页3273101.3551.1(/)273pytQQmhB式中1.1——风量备用系数；Q——标准状态下风机前风量，m3/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。hmQy/979986.97325.10127314027356871.13（2）风机风压的计算273101.3551.2931.2()273pyyyytHhSPatB式中1.2——风压备用系数；h——系统总压力，Pa；Sy——烟囱抽力，Pa；tp——风机前烟气温度；ty——风机性能表中给出的试验用气体温度，℃；ρ