大气课程设计说明书

环境工程专业课程设计说明书题目：(SZL4-13锅炉除尘系统设计)姓名：丁政可班级：环境工程13-1班学号：01指导教师：刘彦飞课程名称：大气污染控制工程设计时间：2016/5/23～2016/6/03目录任务书……………………………………………………………………………………(1)摘要………………………………………………………………………………………(3)除尘系统计算……………………………………………………………………………(4)一、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度计算………………………………………………(4)二、除尘器选型…………………………………………………………………………(6)三、除尘器设计计算……………………………………………………………………(8)四、烟囱设计……………………………………………………………………………(11)五、系统阻力计算………………………………………………………………………(12)六、系统中烟气温度的变化……………………………………………………………(14)七、风机的计算与选用…………………………………………………………………(15)结论………………………………………………………………………………………(16)参考文献…………………………………………………………………………………(16)颗粒污染物控制课程设计任务书适用专业环境工程一、课程设计题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统的设计二、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内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行除尘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、CAD绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。三、设计原始资料锅炉型号：SZL4—13型，共4台(2.8MW4)设计耗煤量：680Kg/h／台排烟温度：160℃烟气密度(标准状态下)：1.34kg/m3空气过剩系数：=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前的阻力：800Pa当地大气压力：97.86Kpa冬季室外温度：-20℃空气中含水(排标准状态下)10g/kg烟气其它性质按近似空气计算煤的工业分析值：YC=68%YH=4%YS=1%YO=5%YN=1%YW=6%YA=15%YV=13%按锅炉大气污染物排放标准(GB13271—2001)中二类一时段标准执行。锅炉房及场地布置见图。四、计划安排1、资料查询0.5天2、及设计计算（4.5天）3、说明书编制及绘图（5天）五、设计内容和要求1、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度计算2、净化系统设计方案的分析确定3、除尘器的选择和比较：确定除尘器的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4、管布置及计算：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以及系统总阻力5、风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类和功率。六、成果1、设计说明书设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图(工艺管网简图和设备外形图)等内容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等内容，书写工整或打印输出，装订成册。2、图纸(1)除尘器图一张(2号图)。系统图应按比例绘制、标出设备部件编号，并附明细表。(2)除尘系统平面布置图、剖面布置图各一张(1号或2号)，可以有局部放大图(3号)。布置图应按比例绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但能表明建筑的外形和主要结构形式。在在图上中应有指北针方位标志。七、主要参考资料(1)郝吉明，马广大主编。大气污染控制工程。北京高教出版社，2002。(2)吴忠标主编。大气污染控制工程。北京科学技术出版社，2002。(3)胡传鼎著。通风除尘设备设计手册。北京化学工业出版社，2003。(4)张殿印，王纯主编。除尘工程设计手册。北京化学工业出版社，2003。(5)工业锅炉房设计手册。(6)风机样本指导教师：教研究室主任：2016年月日2016年月日摘要一、除尘器设计本次设计的除尘器的是立式多管旋风除尘器。根据任务书给出的相关数据计算出锅炉的实际烟气量，进而计算出相关的其他因素，即包括旋风除尘器中旋风子的数量，多管旋风除尘器的外壳尺寸，以及进气口、出气口距地面的高度和大小。根据所得数据可粗略的画出旋风除尘器的结构与布置。二、烟气管道的布置由上计算出的实际烟气量和烟气流速计算出排烟管道的直径，设计出管道的大致布置图，根据自己的想法涉及管路的铺设，已达到管道的铺设路径越短，阻力损失越小为宜，再根据除尘手册里查找相关弯管的阻力系数，计算弯管的局部阻力损失。同时，计算出圆管与除尘器进、出口连接处的管道天方地圆的角度、长度以及通过手册查出的阻力系数计算出阻力损失，根据所得的具体尺寸绘制出锅炉房烟气管道的布置图。三、风机的计算和选型由上可以得出的结论是弯管以及天方地圆的局部压力损失，和烟道铺设的沿程压力损失，进一步求得总的压力损失。根据已知公式所得数据可计算出风机的风量，风机的风压以及电动机功率。最后根据所得的三个数据在相关书籍中选出适合的风机型号。最后求得电动机功率，看其是否满足风机功率的要求，若符合要求，则设计成功，若不符合，则还需要重新选择风机的型号。一、除尘系统计算烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1、标准状态下理论空气量由煤质中YC=68%，YH=4%，YS=1%，YO=5%，可得)/(9684.6%570.0%17.0%456.5%68867.176.4)7.07.056.5867.1(76.430kgmOSHCVYYYYa式中YC，YH，YS，YO----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由已知知：1%,6%YYNW空气的含湿量为10g/kg，则：)/(4235.7%18.097.679.00.7016.0%624.1%42.11%)1375.0%68(867.18.079.0016.024.12.11)375.0(867.13000kgmNVVWHSCVYaaYYYYfg式中YYNW,----分别为煤中水分和N元素的质量分数，则3、标准状态下的实际烟气量式中：空气过剩系数为1.4，则)/(2555.109684.6)14.1(016.14235.7)1(016.1300kgmVVVafgfg4、标准状态下烟气含尘浓度由于：15%,16%YAf6310(/)yfgfACmgmV式中YAf,----分别为排烟中飞灰占煤中不可燃成分和煤中不可燃成分的含量的质量分数，则则：63316%15%102.3410/10.255Cmgm标准状态下烟气中二氧化硫浓度计算：由%1yS知：263210(/)ySOfgSCmgmV,则263321%101.9510/10.255SOCmgm5、实际工况下的实际烟气量因为：KTT273,433K273160/)(257.16273)160273(25.103//hmTTVVfgfg5、工况下烟气流量）（设计耗煤量hVQfg/m110503/二、除尘器的选择根据烟尘的粒径分布、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。选型过程中要通过分级效率进行总除尘效率的校正。除尘应达到的总效率211SS式中21,SS分别为除尘器进口和出口的烟气中颗粒物的流量(kg/h)。查得大气污染物排放标准(GB13271—2001)中二类区一时段的排放标准为32250/Smgm，其中/331/2.3410(273160)/2733711.43/SCTTmgm，则250193.3%3711.43三、除尘器总除尘效率的校正根据文献（1）中表18-2不同燃烧方式烟尘的颗粒分散度查得粒径＜55～1010～2020～3030～4747～6060～74＞74分散度3.15.411.38.811.76.96.346.502468101214161820222426283032343638404244464850525456586062646668707274767880828486889092949698100102104106024681012141618202224262830323436384042444648505254565860626466687072747678得到新粒径分布区间的颗粒分散度粒径＜55～1010～2020～3030～4040～5050～6060～70＞70分散度%3.15.411.38.89.15.94.2349.2并查得分级效率粒径分布＜55～1010～2020～3030～4040～5050～6060～70＞70分级效率%36.9366.5885.5594.7297.9394.9599.6499.8499.9336.93%3.1%66.58%5.4%85.55%11.3%94.72%8.8%97.93%9.1%iig94.95%5.9%99.64%4.2%99.84%3%99.93%49.2%(1.144833.595329.667158.335368.911635.602054.184882.995249.16556)%93.6%故总除尘效率93.6%iig＞93.3%，所以能实现达标排放。四、除尘器设计计算及管道的布置1、各装置及管道布置的原则锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定装置的位置。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本确定了。对各装置入管道的布置应力求简单，紧湊，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。2、除尘器旋风子的数量（1）工况下烟气流量（第一部分计算已得出））（设计耗煤量hVQfg/m110503/(2)旋风子个数/n=Q/q（个）式中q——每个旋风子的工作流量hm3，可有（旋风子的工作流量表）查的。表—1旋风子的工作流量表取旋风子直径gD=250mm，叶片倾角=30°，旋风子的工作流量q=865，=85则：n′=Q/q=11050/750=14.74根据计算的/n确定纵横向的旋风子的排数1n及2n,则实际采用的旋风子数量n为12nnn=（纵向旋风子数）×（横向旋风子数）15=53（1n一般取15,16,20,25）3、除尘器的外壳尺寸a深度（烟气纵向）S：)(14701752280)15(2)1(1mmfenSb、宽度（烟气横向）N：)(9101752280)13(2)1(2mmfenN式中e——纵（横）向旋风子中心线间距，mm（e=280mm）；f——旋风子中心线至除尘器壳体内壁间距，mm（f=1７５mm）。4、除尘器进气室高度（1）进气室上沿指旋风子导流器上沿的高度旋风子直径gD毫米）烟气导向装置允许含尘浓度（3mg）旋风子的工作流量（hm3）旋风子的阻力系数型式叶片倾斜角ⅠⅡⅢ最大最小250花瓣型25302007533735/765865/900630/655740/7708565)(613603)133280(101105027860)(27860)(3600100021212mmndevQndevQH式中v——除尘器进口管内烟气的平均流速(米/秒)；当1n＜6时，v≤10米/秒当1n＞6时，v≤14米/秒；（取v=10m/s）1d——旋风子的内管直径（mm）；（查表取1d=133mm）e——相邻旋风子的中心线间距（mm）。（e=175mm）（2）进口法兰宽12101001Nlmm（3）进口法兰高541541.0108108360011