1、1設計背景資料1.1 工程概況目前，大氣污染已經變成了一個全球性的問題，主要表現有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是由于人類活動造成的，大氣污染對人體健康的危害包括對人的正常生活和生理方面的影響。現在，大氣污染已經直接影響到人們的身體健康。燃煤電廠的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大，所以必須通過有效的措施來進行治理不至于影響到人們的健康生活。1.2 原始資料鍋爐規格：SZL4-13型，共4臺設計耗煤量：600kg/h4臺煙氣出口溫度：150°C空氣過剩系數：a=14排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比列為：18%煙氣出口前阻力：800pa室外溫度：0C當地大氣壓

2、：9786kpa空氣中含水（標準狀態）按：001293kg/m3煙氣其它性質按空氣計算煤的工業分子成分：C68%、H4%、O5%、N1%、S1%、HO6%、不可燃215%排放標準：GB13271-2001二類地區標準執行煙塵濃度排放標準（標準狀態）：200mg/m3SO濃度排放標準（標準狀態）：900mg/m32凈化場地布置：鍋爐出氣口管徑為600mm，其中心線高程為2.39m,其長度為600mm，所有管道總長為95m,室內鍋爐距外墻218m。2煙氣量,煙塵和二氧化硫濃度的計算21標準狀態下理論空氣量fQ=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy-0.7Oy)(m3/kg)a=476

3、(1867*68%+556*4%+07*1%-07*5%)(m,/kg)=6.97(m3/kg)式中Cy、HY、SY、Oy分別為煤中各元素所含的質量分數；22標準狀態下理論煙氣量fffQ=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q+0.79Q+0.8Ny(m3/kg)saa=1867(68%+0375*1%)+112*4%+124*6%+0016*697+079*697+08*1%=742(m3/kg)f式中Q標準狀態下理論空氣量，m,/kg；(設計空氣含濕量1293g/m,)aNYN元素在煤中所占質量分數，%；WY煤中水分所占質量分數，%；23標準狀態下實際

4、煙氣量ffQ=Q+1.016(a-1)Q(m3/kg)ssa=742+1016(12-1)*697=884(m3/kg)式中a一空氣過量系數；Q標準狀態下實際煙氣量，m3/kg；sfQ標準狀態下理論煙氣量，m3/kg；sfQ標準狀態下理論空氣量，m3/kg；a標準狀態下煙氣流量Q以m,/h計，因此，Q=Qx設計耗煤量s=884*600=5302(m3/h)52.3 標準狀態下煙氣含塵濃度d-AyshQs(kg/m3)18%*15%884=0.0031(kg/m3)式中dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數;AY煤中不可燃成分的含量;Q標準狀態下實際煙氣量，m,/kg；s2.5標準狀態下煙氣

5、中二氧化硫濃度的計算Cso22SyQsx106(mg/m3)2*1%8.84x106=2.3*103(mg/m3)式中sY煤中含可燃硫的質量分數；Q標準狀態下燃煤產生的實際煙氣量，m3/kg；s3.除塵器的選擇3.1除塵器應達到的除塵效率2002340=91.45%式中C標準狀態下煙氣含塵濃度，mg/m3；Cs標準狀態下鍋爐煙塵排放標準中規定值，mg/m.3.2除塵器應達到的除二氧化硫效率so2CC9001950=53.85%式中C標準狀態下煙氣含SO濃度，mg/m,；2Cs標準狀態下鍋爐SO排放標準中規定值，mg/m,；2,.,除塵器的選擇根據煙塵的粒徑分布或種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度及

6、要求達到的除塵效率確定除塵器的種類、型號及規格。確定除塵器的運行參數，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等QT'工況下煙氣流量Q'=-T_5302*(273+150)273=8215.19(m,/h)式中Q標準狀態下煙氣流量，m,/h；T'工況下煙氣溫度，K；T標準狀態下溫度，27,K；Q'8215.19則煙氣流速為：懸=討=2-，(m，/S)根據工況下煙氣流量、煙氣流速及要求達到的除塵效率確定除塵器，“XD-II型多管旋風除塵器”中選取XD-II-4型多管旋風除塵器。產品性能規格見表2-1,設備外形結構尺寸見表2-2。表2-1XD-I-4型多管旋風除塵器性能規格

7、型號配用鍋處理煙除塵效本體阻分割粒爐/thd氣量/m,hi率/%力/Pa徑/卩mXD-II-4412000>95<900305質量/kg1900表2-9XD-H-4型多管旋風除塵器外形尺寸結構(圖a-1)4.確定除塵器，風機和煙囪的位置及管道的位置4.1各裝置及管道的布置原則根據鍋爐運行情況和鍋爐房現場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。4.2管徑的確定d=：徑(m)兀V式中Q-工況下管內煙氣流量，m3"；V-煙氣流速，m/s,(可查有關手冊確定

8、，對于鍋爐煙塵V=1015m/s)；取V=13m/s.'4*8215.19/3600d=/圓整=0.47md=0.50m查手冊得知壁厚為0.75mm則內徑d=500-2*0.75=498.5mm1iTQd=J(m)由公式Vv可算出實際煙氣流速4*8215.19/3600v=117m/s3.14*0.4985*0.49855煙囪的設計51煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發量(t/h),然后根據鍋爐大氣污染物排放標準中的規定下表確定煙囪的高度。鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/(t/h)<1122661010202635煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總的

9、蒸發量4*4=16(t/h),則選煙囪高度為40m。52煙囪直徑的確定煙囪出口內徑可按下式計算d=0.0188JQ(m)v式中Q通過煙囪的總煙氣量,m3/h；v按表4-2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s；d=0.0188.'4*8215.19選v=4m/s48=1.70(m)煙囪底部直徑d二d+2-i-H(m)12=1.70+2*0.025*40=3.70(m)d式中2煙囪出口直徑，m；H煙囪高度，m；i煙囪錐度，通常取i=002003;1)-B(P)a5.3煙囪的抽力S=0.0342H(-y273+1273+1kp11二0.0342*40(-)*97860273+0273+150=17

10、4(pa)式中H煙囪高度，m；L外界空氣溫度，。C；tP煙囪內煙氣平均溫度，C；B當地大氣壓，Pa；6系統阻力的計算61摩擦壓力損失對于圓管Ap=九耳(Pa)Ld2式中L管道長度，m；d管道直徑，mP煙氣密度，kg/m,；v管中氣流平均速率，m/s九一摩擦阻力系數，是氣體雷諾數Re和管道相對粗糙度K/d的函數。可以查手冊得到(實際中對金屬管道九值可取002,對磚砌或混凝土管道九值可取004；P=1.34*273273+150=086kg/m3ApL=0.02*9.5*°.86*13.920.52=315(pa)取a=45C，v=139m/s1062局部壓力損失Pv2Ap=e-(Pa)

11、Pv2=e匕(Pa)2式中e異形管件的局部阻力系數，可在有關手冊中查到，或通過實驗獲得v與e相對應的斷面平均氣流速率，m/s；P煙氣密度，kg/m,;圖中一為漸縮管。aS45°C時，Z=01=0.1*沖3922=8.1(pa)l=0.05*tan67.5=0.12(m)1圖中二為30°Z形彎頭查Z'=0157z=zZ'由手冊查得Z=10ReRez=10*0157=015717Ap=0.157*0.84*1392=127(pa)圖中三為漸擴管查手冊得z=019Ap=0.19*0.84*13.92154(pa)l=匕°4985)/tanl5°

12、=093(m)32圖中a為漸擴管。aS45°C時，Z=01取a=30C,v=139m/sAp=0.1*0.84*13.92=81(pa)L=093(m)圖5-2中b、c均為90°彎頭查表得Z=0230.84*13.92Ap=0.23*-=187(pa)厶兩個彎頭Ap'=2Ap=2*187=374(pa)圖T形三通管示意圖對于如圖所示T形三通管Z=078Ap0.78*084里3922=63.3(pa)對于T形合流三通Z=055Ap=0.55*0.84*13.92=446(pa)系統總阻力(其中鍋爐出口前阻力為800pa,除塵器阻力為1400pa)YAh=308+183

13、+81+127+154+81+374+633+446+800+1400=26034(pa)7風機及電動機的選擇及計算71風機風機量的計算=1.1Qx273+1px273101.325B(m3/h)二1.1*5302x273+150101.325x27397.86=935667m3/h)式中11風量備用系數；Q標準狀態下風機前表態下風量,m3/h；I風機前煙氣溫度，。C,若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度；B當地大氣壓力,kPa；7.2風機風壓的計算273+1101.3251.293”、H=1.2(ZAh一S)pxx(Pa)yy273+1Bpyy273+150101.3251.293=1.2(

14、2603.4174)xx273+20097.861.34=2604(pa)式中1.2風壓備用系數；ZAh系統總阻力，Pa；Sy煙囪抽力，Pa；tp風機前煙氣溫度，C；ty風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，C；Py標準狀況下煙氣密度，134kg/m$；根據Q和H選定型號為Y5-50-12No6C的引風機，其性能如表6-1yy表7-1Y5-50-12No6C型引風機性能型號轉速/rmin-1Y5-50-12720流量/11568全壓/pa3079介質溫度/°C200有效功率/kw989全壓效率/%M83.62No6C型號噪聲配用電動機傳動皮dB(A)dB(SA)型號轉速/rmin-1Y5

15、-50-1<87S13.8Y160L-2293功率/kw185帶（內周長*根數）B2261*B32No6C73電動機功率的校核計算(kW)QH卩yy3600x1000耳129356.67*2604*1.33600x1000*0.6*0.95=15.4(kw)式中°y風機風量，m,/h；y風機風壓，Pa1風機在全壓頭時的效率（一般風機為0.6，高效風機約為0.9）；2機械傳動效率，當風機與電機直聯傳動時2=1，用聯軸器連接時2=095098,用V形帶傳動時2=095；卩一電動機備用系數，對引風機，卩=13；根據電動機的功率，風機的轉速，Y160L-2B3型電動機基本可以滿足要求。8系統中煙氣溫度的變化81煙氣在管道中的溫度降At二-qF（0C）1Q-Cv式中Q標準狀態下煙氣流量，m3/h；F管道散熱面積，m2；C標準狀態下煙氣平均比熱容（一般為13521357kJ/m,°C）；vq管道單位面積散熱損失；室內q=4187kJ/m,h；室外q=5443kJ/m,h；室內管道長：L=218-012-06=146（m）F=nLD=314*146*05=229(m,)室外管道長：L=9.5-1.46=8.04(m)F=nLD=314*804*05=1262(