1、環(huán)境工程專業(yè)課 程 設(shè) 計 說 明 書題目：(SZL10-13鍋爐除塵系統(tǒng)設(shè)計)姓 名： 高 勇 班 級： 環(huán)境08-1班 學 號： 29 指導教師： 潘 宇 課程名稱： 大氣污染控制工程課程設(shè)計 設(shè)計時間：2011年5月30日至2011年6月12日目 錄顆粒污染物控制課程設(shè)計任務(wù)書I摘 要1一、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度計算11、標準狀態(tài)下理論空氣量12、標準狀態(tài)下理論煙氣量23、標準狀態(tài)下的實際煙氣量24、標準狀態(tài)下的煙氣含塵濃度25、標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計算26、實際工況下的實際煙氣量27、工況下煙氣流量28、旋風子的數(shù)量39、根據(jù)n/確定縱橫向旋風子的排數(shù)n1及n2則實際采用的

2、旋風子數(shù)量n為310、除塵器的外殼尺寸311、除塵器煙氣進口管高度H3二、對給定粒徑范圍的顆粒物進行除塵器總效率的核算3三、除塵器的選擇3四、確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置41、各裝置及管道布置的原則42、管徑的確定4五、煙囪的設(shè)計41、首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總蒸發(fā)量(t/h)，然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（見表2-1）確定煙囪的高度。42、煙囪直徑的計算43、煙囪的抽力5六、系統(tǒng)阻力計算51、摩擦壓力損失52、局部壓力損失61.三十度轉(zhuǎn)折管：62.漸擴管（天圓地方）：63.九十度彎頭壓力損失：64.總損失6七、風機風量的計算6八、風機風壓的計算7九、電動機功率7

3、顆粒污染物控制課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計題目 某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)的設(shè)計二、課程設(shè)計的目的 通過課程設(shè)計進一步消化和鞏固本課程所學內(nèi)容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學理論知識進行除塵系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進行設(shè)計計算、CAD繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫、設(shè)計說明書的能力。 三、設(shè)計原始資料鍋爐型號：SZL1013型，共4臺（1.4MW4）設(shè)計耗煤量：1583Kg/h./臺排煙溫度： 160oC煙氣密度(標準狀態(tài)下)：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在

4、鍋爐出口前的阻力：800 Pa當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86 Kpa冬季室外溫度：-20空氣中含水(排標準狀態(tài)下)10g/kg煙氣其它性質(zhì)按近似空氣計算煤的工業(yè)分析值：=68% =4% =1% =5%=1% =6% =15% =13% 按鍋爐大氣污染物排放標準(GB132712001)中二類二時段標準執(zhí)行。四、計劃安排 1、資料查詢0.5天 2、及設(shè)計計算（4.5天） 3、說明書編制及繪圖（5天）五、設(shè)計內(nèi)容和要求 1、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計算 2、凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定 3、除塵器的選擇和比較 確定除塵器的類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。 4、管布置及計算：確定各裝置的位

5、置及管道布置 并計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力 5、風機及電機的選擇設(shè)計 根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類和功率。六、成果 1、設(shè)計說明書 設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫，包括方案的確定、設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖(工藝管網(wǎng)簡圖和設(shè)備外形圖)等內(nèi)容。課程設(shè)計說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻等內(nèi)容，書寫工整或打印輸出，裝訂成冊。 2、圖紙 (1)除塵器圖一張(2號圖)。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標出設(shè)備部件編號，并附明細表。 (2)除塵系統(tǒng)平面布置圖、剖面布置圖各一張(1號或2號)，可以有局部放大圖(3號)。

6、 布置圖應(yīng)按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化，但能表明建筑的外形和主要結(jié)構(gòu)形式。在在圖上中應(yīng)有指北針方位標志。 七、主要參考資料 (1)郝吉明，馬廣大主編。大氣污染控制工程。北京高教出版社，2002。 (2)吳忠標主編，大氣污染控制工程。北京科學技術(shù)出版社，2002。 (3)胡傳鼎著，通風除塵設(shè)備設(shè)計手冊。北京化學工業(yè)出版社，2003。 (4)張殿印，王純主編。除塵工程設(shè)計手冊。北京化學工業(yè)出版社，2003。 (5)工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊。 (6)風機樣本 指導教師：劉彥飛、鐘子楠、潘宇 教研究室主任：劉彥飛 2011年6月1日 2011年6月1日摘 要21世紀隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活質(zhì)

7、量的要求也不斷提高，對空氣的清潔程度要求也越加嚴格，但是伴隨各種工業(yè)的蓬勃發(fā)展以及北方的生活供暖所，污染氣體的排放是不可避免的，排放出的大量煙塵成為了大氣顆粒污染物的重要組分之一，所以污染氣體的治理措也施隨之發(fā)展，為了滿足人們對清潔空氣的要求，達到適宜的環(huán)境空氣質(zhì)量，需要將鍋爐排放出的煙氣引入裝除塵設(shè)備，因此本次設(shè)計的題目是燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計目的是使燃煤煙氣的排放滿足相關(guān)標準的規(guī)定。其中選擇除塵器要根據(jù)煙塵的粒徑分布、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器的種類、型號及規(guī)格。確定除塵器的運行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、不及粉塵量等。鍋爐煙氣的除塵裝置有很多，

8、在這里我設(shè)計的是立式多管旋風除塵器。多個旋風子組裝成一個整體設(shè)備，這種方法有利于設(shè)備布置及與煙道的連接。要切實注意旋風除塵器的制造和安裝質(zhì)量：（1）旋風子、排氣管、導向器的制造，要求精確，所有旋風子應(yīng)制造一致，相互配合間隙恰當，如制造誤差過大，則會影響除塵效率。（2）安裝和裝配質(zhì)量要精良，以求每個旋風子有近似的煙氣量、流速和阻力等流體動力工況；避免煙氣在旋風子間產(chǎn)生有害的氣流現(xiàn)象，以致影響除塵器的除塵效率。立式多管旋風除塵器分為鋼制和陶瓷制。后者較前者有以下兩個優(yōu)點：（1）耗用鋼材少。根據(jù)一些資料統(tǒng)計，它的鋼材耗量約為鋼制立式多管旋風除塵器的1/4。（2）陶瓷材料耐磨損及耐腐蝕性能都很好，可以

9、是維修工作量減少。 用于工業(yè)鍋爐煙氣凈化的立式多管旋風除塵器，其旋風子數(shù)量、排列方式，煙管進出口接法等，均按實際需要而各不相同，根據(jù)本次設(shè)計指導書所給的SZL213型鍋爐以及設(shè)計耗煤量，計算燃煤鍋爐的排煙量，來計算除塵器相應(yīng)的尺寸參數(shù)。并計算所設(shè)計的除塵器的性能，評價其性能。根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、燃氣溫度、系統(tǒng)阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類和功率。 設(shè)計的大概過程如下所述：一、除塵器設(shè)計本次設(shè)計的除塵器的是立式多管旋風除塵器。根據(jù)任務(wù)書給出的相關(guān)數(shù)據(jù)計算出鍋爐的實際煙氣量，進而計算出相關(guān)的其他因素，即包括旋風除塵器中旋風子的數(shù)量，多管旋風除塵器的外殼尺寸，以及進氣口、出氣口距地

10、面的高度和大小。根據(jù)所得數(shù)據(jù)可粗略的畫出旋風除塵器的結(jié)構(gòu)與布置。二、煙氣管道的布置由上計算出的實際煙氣量和煙氣流速計算出排煙管道的直徑，并進行園整，再用園整后的管徑反推出實際煙氣流速。管道規(guī)定設(shè)計為鋼制，壁厚為0.75毫米。設(shè)計出管道的大致布置圖，根據(jù)自己的想法涉及管路的鋪設(shè)，已達到管道的鋪設(shè)路徑越短，阻力損失越小為宜，再根據(jù)除塵手冊里查找相關(guān)彎管的阻力系數(shù)，計算彎管的局部阻力損失。同時，計算出圓管與除塵器進、出口連接處的管道天方地圓的角度、長度以及通過手冊查出的阻力系數(shù)計算出阻力損失，根據(jù)所得的具體尺寸繪制出鍋爐房煙氣管道的布置圖。三、風機的計算和選型 由上可以得出的結(jié)論是彎管以及天方地圓的

11、局部壓力損失，和煙道鋪設(shè)的沿程壓力損失，進一步求得總的壓力損失。根據(jù)已知公式所得數(shù)據(jù)可計算出風機的風量，風機的風壓以及電動機功率。最后根據(jù)所得的三個數(shù)據(jù)在相關(guān)書籍中選出適合的風機型號。最后求得電動機功率，看其是否滿足風機功率的要求，若符合要求，則設(shè)計成功，若不符合，則還需要重新選擇風機的型號。通過以上三個步驟，可以設(shè)計出一個具體的采暖鍋爐房以及其煙氣除塵系統(tǒng)的鍋爐、除塵器、風機以及管道的型號、尺寸和具體的管道分布位置，然后用CAD繪制出除塵器的結(jié)構(gòu)圖，除塵系統(tǒng)的平面布置圖以及俯視圖各一張，按設(shè)計圖紙構(gòu)建的鍋爐房以減少煙塵的排放量，達到改善環(huán)境空氣質(zhì)量的目的。本次設(shè)計主要是對燃煤采暖鍋爐房煙氣除

12、塵系統(tǒng)進行設(shè)計，要求使用多管旋風除塵器，并達到國家標準。根據(jù)含塵濃度、粒度分布、煙氣密度等特征及除塵要求、允許的阻力損失和制造條件、造價等因素進行全面分析，合理選擇除塵器的型號。應(yīng)該明確的是，鍋爐的排煙特點是煙氣量大，而且煙氣流量變化很大，在選用除塵器時，聯(lián)用旋風除塵器與文丘里水膜除塵器，使煙氣流量的變化與除塵器的煙氣流速相適應(yīng)，以期在鍋爐工況變動時均能得到良好的除塵效果。在課程設(shè)計過程中，感謝同組人員的配合,感謝各位老師的指導，由于本人水平有限，缺點和錯誤在所難免，希望讀者提出寶貴的批評和建議。關(guān)鍵詞：旋風除塵器 性能評價 阻力計算 除塵系統(tǒng)計算一、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度計算1、標準狀態(tài)

13、下理論空氣量 式中分別表示煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。2、標準狀態(tài)下理論煙氣量 設(shè)空氣的含濕量為10g/kg式中分別為煤中水分和N元素的質(zhì)量分數(shù)。3、標準狀態(tài)下的實際煙氣量式中為空氣過剩系數(shù)4、標準狀態(tài)下的煙氣含塵濃度式中分別為排煙中飛灰占煤中不可燃成分的含量的質(zhì)量分數(shù)。5、標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度計算6、實際工況下的實際煙氣量式中T/，T分別為工況下和標準狀態(tài)下的煙氣溫度（K）7、工況下煙氣流量設(shè)計耗煤量= 8、旋風子的數(shù)量 n=Qq=7.1525×3600735=35.033個36個 9、根據(jù)n/確定縱橫向旋風子的排數(shù)n1及n2則實際采用的旋風子數(shù)量n為 10、除塵器的外殼尺寸

14、 深度（煙氣縱向）S： S6-1×280+2×1751750mm 寬度（煙氣橫向）N： N6-1×280+2×1751750mm 式中e縱（橫）向旋風子中心線間距，毫米。 f旋風子中心線至除塵器殼體內(nèi)壁間距，毫米。 11、除塵器煙氣進口管高度H H=Q×100023600V×6180-89×5+60=1266.497mm 取V=6m/s式中旋風子的內(nèi)管直徑，毫米，查表13-1取150mm 二、對給定粒徑范圍的顆粒物進行除塵器總效率的核算表1 大氣分割粒徑表粒徑um55-1010-2020-3030-4040-6060-808

15、0-200分級效率36.9366.5885.5594.7297.9394.9599.6499.84質(zhì)量頻率3.15.411.38.8891243.4則除塵裝置能達到的總除塵效率應(yīng)為： 而實際煙氣所需的除塵效率為：比較由于則可行三、除塵器的選擇 根據(jù)煙塵的粒徑分布、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器的種類、型號及規(guī)格。確定除塵器的運行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等。 選型過程中要通過分級效率進行總效率的校正。四、確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置 1、各裝置及管道布置的原則 鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定裝置的位置。一旦確定了個裝置的位置，管道的布置也

16、就基本確定了。對各裝置入管道的布置應(yīng)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。 2、管徑的確定外徑：D=4×7.1525×3600×14 =806.7mm ( V取1015m/s、V=14m/s) 式中工況下煙氣流量（） V 煙氣流速（m/s） 管徑計算后，要進行圓整，再用圓整后的管徑計算出實際煙氣流速。實際煙氣流速要符合要求。 即：v=4Qd2=4×7.15253.14×0.39552=13.92mm 所以圓整后煙氣的實際平均流速為13.92m/s五、煙囪的設(shè)計 1、首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總蒸發(fā)量(t/h)，然后

17、根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（見表2-1）確定煙囪的高度。鍋爐總額定出力 查表2 取H=40m表2 鍋爐煙囪高度H鍋爐總額定出力（t/h）<11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m2025303540452、煙囪直徑的計算 煙囪出口直徑可按下式計算d=0.0188QZv d=0.01882×25749.0784m=2200mm 式中QZ通過煙囪的總煙氣量V按表3選取的煙囪出口流速（m/s）注：這里V取6m/s 表3 煙囪出口流速（m/s）通風方式運行情況全負荷最小負荷機械通風102045自然通風6102.53煙囪底部直徑:d1=d2+2×i&#

18、215;H(m)d1=2200+2×0.02×40m=3800mm式中d2煙囪出口直徑，（m）i煙囪錐度，通常取i=0.020.03,這里取0.02。 3、煙囪的抽力 煙氣抽力：Sy=0.0324H1273+tk-1273+tp×B帶入等于：Sy=219.79pa式中： 外界空氣溫度（oC） 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度（oC） B當?shù)卮髿鈮海╬a）六、系統(tǒng)阻力計算1、摩擦壓力損失對于圓管:=11.54paL=1000+300+1000+1000+300+1000mm=4609mm式中： L管道長度，（m） D管道直徑，（m） 煙氣密度，（kg/m3） B當?shù)卮髿鈮海╬a） 管道氣流平均流速（m/s） 摩擦阻力系數(shù)，由于選取的是金屬管道取0.02。2、局部壓力損失1. 三十度轉(zhuǎn)折管： 如右圖：式中： 異形管件的局部阻力系數(shù)； 與對應(yīng)得截面管氣流平均速度（m/s）取v=14m/s(下面v同值)的由管件的d/L=1/0.53=1.89值確定 查表得：=0.05代入得：5.35pa2. 漸擴管（天圓地方）：異形管件的局部阻力系數(shù)； 與對應(yīng)得截面管氣流平均速度（m/s） 的值由方的面積s1和圓的面積s2而決定：s1/ s2=0.53查表的=0.05（角度取30度）代入得：5.35pa3. 九十度彎頭壓力損失：異形管件的局部阻力系數(shù)；