1、第一章 課程設計任務書1.1 課程設計的題目燃煤鍋爐煙氣除塵系統設計1.2 課程設計的目的通過課程設計進一步消化和鞏固本能課程所學內容，并使所學的知識系統 化，培養運用所學理論知識進行凈化系統設計的初步能力。 通過設計， 了解工程 設計的內容、方法及步驟， 培養學生確定大氣污染控制系統的設計方案、 進行設 計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。三、設計原始資料鍋爐型號：SZL4 13型，共4臺（2.8MW X 4） 設計耗煤量：300kg/h（臺）排煙溫度：150 C 煙氣密度 （標準狀態下 ）： 1.45kg/m3 空氣過剩系數：a= 1.2排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例

2、：16煙氣在鍋爐出口前阻力： 800Pa當地大氣壓力： 97.86kPa 冬季室外空氣溫度：-C 空氣含水（標準狀態下 ）按 0.0l293kgm3 煙氣其他性質按空氣計算煤的工業分析值：CY二 68%Hy= 4%SY二 1%0丫 二 l %NY = 1%WY = 6%Ay = 15%VY = 13%按鍋爐大氣污染物誹放標準 （GBl3271 一 2001）中二類區標準執行 煙塵濃度排故標淮 （標準狀態下 ）： 200mgm3 二氧化硫排放標準 （標準狀態下 ）： 700mgm3。凈化系統布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側15m以內。第二章 設計工藝的比較2.1 除塵器的分類除塵設備分為七

3、種類型：（1）重力與慣性除塵裝置：重力沉降室、檔板式除塵器。（2）旋風除塵裝置：單筒旋風除塵器，多筒旋風除塵器。（3）濕式除塵裝置：噴淋式除塵器，沖激式除塵器，水膜除塵器，泡沫除 塵器，斜柵式除塵器，文丘里除塵器。（4）過濾層除塵器：顆粒層除塵器，多孔材料除塵器，紙質過濾器，纖維 填充過濾器。(5) 袋式除塵器：機械振打式除塵器，電振動式除塵器，分室反吹式除塵 器，噴嘴反吹式除塵器，振動式除塵器，脈沖噴吹式除塵器。(6) 靜電除塵裝置：板式靜電除塵器，管式靜電除塵器，濕式靜電除塵器。(7) 組合式除塵器：為提高除塵效率，往往“在前級設粗顆粒除塵裝置， 反級設細顆粒除塵裝置”的串聯組合式除塵裝置

4、2.2 除塵器的選擇 各種除塵器的除塵效率、設備費及操作費等都不一樣，在設置除塵器時，應 對各種除塵器的性能性能有深刻的理解， 充分考慮粉塵發生設備的結構、 原料和 燃料的種類、 操作條件和含塵氣體的性質和量， 使用除塵器的目的， 需要捕集粉 塵的特性和價值、 捕集量等情況， 以組合最經濟的除塵系統， 又保證適宜的除塵 效率。第三章 設計說明書3.1 設計內容和要求(1) 燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算(2) 凈化系統設計方案的分析確定。(3) 除塵器的比較和選樣：確定除塵器類型、型號及規格。并確定其主要運 行參數。(4) 管網布置及計算： 確定各裝置的位置及管道布置。 計計算各管段

5、的管徑、 長度、煙囪高度和出口內徑以及系統總阻力。(5) 風機及電機的選擇設計：根據凈化系統所處理煙氣量、煙氣溫度、系統 總阻力等計算選樣風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。(6) 編寫設計說明書：設計說明書按設計程序編寫、包括方案的確定，設計 計算、設備選擇和有關設計的簡圖等內容。 課程設汁說明書有封面、 目錄、前言、 正文、小結及參考文獻等部分，文字應簡明、通順、內容正確完整，書寫工整、 裝訂成冊。(7) 圖紙要求除塵系統圖一張 (2 號圖 )。系統圖應按比例繪制、標出設備、并附明細表。除塵系統平面、剖面布置圖1張(2號)。圖中設備管件應標注編號，編號 應與系統圖對應。 布置圖應按比

6、例繪制。 鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化， 但應能 表明建筑外形和主要結構型式，如圖 31 和圖 312。在平面布置圖中應有 風向標志 (或指北針 )。第四章 課程設計計算書4.1 燃煤鍋爐4.1.1 排煙量及煙塵、二氧化硫濃度的計算1. 燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算(1) 標準狀態下理論空氣量Q； = 4.恥：.867Cr + 5. 5E + 山 7SY - 0, 7<?)(卅 /kg)式中C分別為煤中各元索所含的質量分數.Q； =4.76(1.867Cy 5.56H y 0.7Sy -0.70丫)= 4.76 (1.867 0.685.56 0.040.7 0.01 -0.7

7、 0.01)3= 7.10(m /kg)(2) 標準狀態下理論煙吒最(設空氣含濕量】2 9施fn?)&： = 1 86 7(CV 十乩外5 於)+ 匸 2 円丫 +1 24Wy-0.C 16Q1 十 79Q：千幺 8 M (m3 /kg)式中 Q；標準狀態下理論空代量曲凡密煤中水分的質量分數：NY 一 N元素在煤中的庾最分數匚Q： =1.867(Cy 0.375Sy) 11.2Hy 1.24Wy 0.016Q； 0.79Q； 0.8Ny= 1.867 (0.68 0.375 0.01) 11.2 0.04 1.24 0.06 0.016 7.10 0.79 7.10 0.8 0.01

8、= 7.53(m3/kg)(3>標凄狀態下實際煙氣量Q嚴016(口一 1Q： (n?/kg)式中h空氣過量系數；標椎狀態下理論煙氣量，/kgfQ： -標準狀態F理論空氣S. n?/kg0標準狀態下煙氣流量Q應以n?/h計*因此，Q二QX設計耗煤魚Q嚴Q； + L 01£(a1)Q： (m'/kg)=10.06 (m3/kg)Q=Q.X設計耗煤3#=10.06*300=3018(m3/kg)#(4)煙氣含塵蔽度“ Ckg/in)式中仏排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數; 煤中不可燃咸分的含量;Q-標準狀態下實際煙氣量，占兒C 沖 A =°.16 0.1暮2.4

9、8 10(kg/m3)= 2.48 103(mg/m3) Qs9.69 標準狀態下煙汽中二氧化硫濃度的計算X 106 (rng/m3)式中S' 煤中硫的質量分數FQs標準狀態下燃煤產生的實際煙氣量，2Sy6 2x0.01x0.9863CSq1010 = 2063.98(mg/m )QS9.694.2除塵器選擇的計算2. 除塵器的選擇(1)除塵數率I £式中 C棟準狀態下煙氣含塵濃度.mg/m ;G標準狀態下鍋爐煙塵排放標準中規定值，mg/m“ CS200=1- =13 =91.94%C 2.48 "03(2)除塵器的選擇工況下煙氣流量0 = 耳 (n：3/h)式申Q

10、“標淮狀態下的煙氣流量，m3/hi工況下煙氣溫度.KfT標準狀態下溫度，273K.Q'=QTT3391.5 (273 200)273=5876(m3/h)4#則煙氣流速為Q58761.63(m3/s)36003600#喂據煙塵的粒輕分布戒利類、工民下的姻吒、瑚見漁度及菱求達卿的I*塵敕率腐定慝生II的種類、劇號He*塵界的運行參96如7SL議度*圧力MX>捕集粉先頤口$ 2*7遲式除塵器攪術參數AnniHjOftASA'h'1寸（長/mm除!跛率 /%嵐伽D900|5TO - 6900|6(1-30Zk3-1.&531ft X9R6X 1519聖4505#

11、4.3管網布置及計算&確定I馀小器、鳳機、惻回的位置及管道布置。并計算各管段的管輕*長度、煙囪高 度和出口內徑以及系統總阻力.仃）各裝置及管道布置的原則根據鍋爐運行情況及鍋爐現場的買際情況確定各裝置的 位民一旦確定各裝音的位養，管道的布置也就基本可以確定J對務裝置及管道的侑置應 力求簡單、緊湊*管路短.占地面積小，并使安裝、變作和檢修方便口（V管徑的確定</. Z®- （m）y ?ty武中Q工況下管道內的煙氣流Si mVs;u 一煙氣流連，m/s （對于鍋爐煙塵v-10-15 mA）,取 v=10m/s4Q4 1.63' 3.14 10B!整并選取風道夕卜輕0/

12、 rnm外徑魚許肅差/IHIH壁甲/mm500±10.75慮徑=5002X0* 75 = 495. 5 (mm)由公式代啓可計算出實際煙弋澆速:V Tit)4Q二 d24 1.633.14 0.49852=8.5(m / s)64, 煙囪的設計(1)煙囪髙度的確定首先確定共用 煙囪前所有鍋爐的總的蒸發量(t/h),燃后根據鍋爐尢氣污染物排放 標準中的規定(表3-3-：)確定煙囪的高度。3-3-3撬爐煙聞曲畫度槪爐總襁企出力<1】22-66101C-20栽窗低高度An20253035104S鍋爐總額走出力t 4X4-16 (t/h) 敖選定燔囪高度為40m,(2)煙囪直徑的計算煙

13、囪出口詢輕可按下式計算：rfO.0188式中Q逋過煙囪的總煙氣量.3按表M3赳選取的煙感出口煙氣酬速m/sD® 3-3-4 謂血出口咽苓潦理“皿福)運 行 悄 況連覽方式金負荷時機威埋風10-2045& 102蔦7選定 gj4m/s4 30181.31m4圓整取d=1.7m。煙囪底部直徑di Jz r2 * i ' H (m)式中d.焰囪出ri宜徑ni,H -煙囪高度，tnf煙囪錐度通常取02-0.03),煙囪底部直徑L02,， =2.98mU)煙囪的抽力Sr=0. 0342H 2?- 27sVt. ) * B 小式中 H-煙囪高度，如X -一外界空氣溫度C；q 煙囪

14、內煙氣平均溫度/ct110.034叫73七273 tp) B= 0.0342 401(273-1H當地大氣壓，F紙|327300)97.8610=209(Pa)5. 系統阻力的計算(I)障擦壓力摳失對于圓管也"務 y式中L-管道長度，m；d管道直徑，m;P 煙氣密度，ir 管中氣流平均速率，m/SfA摩擦阻力系數，是氣體雷諾數艮庫和營道相對粗糙度夕的函數口可以査手冊得 到(實際屮對金屆管道入值可取0. 02.對磚砌或混凝土管道人值可取0,04).a.對于$ 500圓管L=9.5mt02731.4 273 =0.81(kg/m3)0 273 1604732 2Z ccc9.5 0.81

15、 8.5 0.02 20.52= 11.12( Pa)b.對于磚砌拱形煙道（參見圖-3-2）D = 500mm圖3-3-2磚砌拱形煙道示意圖故 B = 450mm則R=y式中.人為面積.X為周長°(2)局部壓力損失"=£ * (Pa)2式中E -異形管件的局部阻力系數可在有關手冊中査到，或通過實驗獲得'拙與E相對應的斷血平均氣流速率，in/sjP煙氣密度.kg/m3 n圖 3-3-3 中一為漸縮管。圖3-3-3除塵器人口前管道示意圖M4于C時，£=0.1取 a =45 °C ,v=11.3m/s= 0.120.81 8.52-3.0(

16、Pa)9#li=0.05 x tan67.5=0.12(m)#圖3-3-3中二為30dCZ形彎頭內=乙 985 2. 39 = 0 595=0. 6 (m)A/D-0. 6/0* 5=0. 12,取 h = O157由手冊査得也一14=1.0 X 0.157=0.157:V22= 0.15720.81 8.52= 4.6(Pa)圖3-3 3中三為漸擴管0. 35X1-1.79査大氣污染控制王程附表十一，并取« = 30°則D 19:v22= 0.1920.81 8.52-5.8( Pa)鮎=9二冒陽5) me獷=0- 93 (m) 圖3備4中且為漸擴管口冬4密時，*0.1取

17、 a =30 0 ,v=11.3m/s= 0.10.81 8.522= 3.0(Pa)u O 9 3 (m)圖3-3-4中b、匚均為汛T彎頭D = 530,取 R = Df 則 23= 0.230.81 8.522= 6.73(Pa)兩個彎頭卩=2：p=2 6.73 =13(Pa)=0.78對于如圖3弋5所示T形三通管圖3-3-5 T形二通曾示意圖對于T形合流三通= 0.7820.81 8.52-22.8(Pa)=0.55=0.550.81 8.522= 16.1(Pa)系統總阻力(其中鍋爐出口前阻力為800Pa,除塵器阻力1400Pa)為= 1552( Pa)' h =11.12 8

18、4.13.0 4.6 5.8 3.013.5 22.8 16.1 8005884.4風機和電動機的選擇計算6. 風機和電動機選擇及汁算(1) 標準狀態下風機風量的計算Q嚴L1Q 盲亍X-一(計h)式中！J %量備用系數：Q -標準歡態下風機前鳳量，川/m環-風機前煙氣溫度JC,若管道不太忙，可以近似取鍋爐排煙溫度*B - 一當地大氣壓力.kPa.Qy十Q 咤273B= 1.1 3391.5273 200 122527397.86= 6692.6( m3/h)(2)風機風壓的計算273 + /F 1QL 335273-t, X B覚1.293(Pa)式中1上一”鳳壓備用系數斗工M系統總阻力 Pa

19、;Sy煙囪抽力! Paj4 一一風機前煙氣溫度g -風機性能表中給出的試驗用氣協溫度，I;&標堆狀態下煙氣密度，(/-L34kg/TnJ)e= 1.2(、巾Sy)273 tp 他325293273 tyB“2(1552 -183)273 200 10125 倔亠 1393.8( Pa)273 十25097.861.35型號轉速/r/min流量/m 3/h全壓/Pa介質溫 度/C有效功率/kW全壓效率/%噪聲/dB(A)/dB(SA)Y5-45-12NO5.4C2900777627972006.04>=82.6<=83<=10.2根據流量，壓力等選擇風機13<3)

20、電動機功率的計算3600 X1000-17.0( C)14鳳機鳳量,m2/h；Ht-鳳機鳳壓，Pit；曲鳳機在全壓頭吋的效率(一般鳳機為齢 高歌風機約為町；Th 機械傳動效率.當風機與電機直聯傳動時喘=4用聯軸器連接時殖=0.950, 98,用V疤帶傳動時7-0. 95；NeQyHy'3600 1000 , 2P屯動機備用系數，對引風機，66926 139383 ,.9(kW)3600 1000 0.6 0.95根據有效功率及風機對應電動機配用電動機傳動皮帶(內 周長*根數)型號轉速/r/mi n功率/kWY160M1-2B3293011B2261*3人系統中煙氣溫度的變化 (D煙氣在管道中的溫度降U專十CC)式中 Q-標淮狀態下煙氣流量，F管道散熱面積，ma,Cv標準狀態下煙氣平均比熱容，一般為匚黑2】-鵲C)；