大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)--某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)院(部)： 化學(xué)與生物工程學(xué)院學(xué)院 </p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)： </b></p><p>　　學(xué)生姓名： </p&

2、gt;<p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　2010年 5 月 5 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算2&

3、lt;/p><p>　　1.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量2</p><p>　　1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量2</p><p>　　1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量2</p><p>　　1.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度3</p><p>　　1.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算3</p><p&

4、gt;　　第二章 除塵器的選擇4</p><p>　　2.1 除塵效率4</p><p>　　2.2 除塵器的選擇4</p><p>　　第三章 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置5</p><p>　　3.1 各裝置及管道布置的原則5</p><p>　　3.2 管徑的確定5</p>

5、<p>　　3.3 煙道的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　第四章 煙囪的設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.1 煙囪高度的確定7</p><p>　　4.2 煙囪直徑的計(jì)算7</p><p>　　4.3 煙囪的抽力8</p><p>　　第五章 系統(tǒng)阻力的計(jì)算9</p><p>

6、;　　5.1 摩擦壓力損失9</p><p>　　5.2 局部阻力損失10</p><p>　　5.3總的阻力損失11</p><p>　　第六章 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化13</p><p>　　6.1 煙氣在管道中的溫度降13</p><p>　　6.2 煙氣在煙囪中的溫度降13</p>&l

7、t;p>　　第七章 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算15</p><p>　　7.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算15</p><p>　　7.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算15</p><p>　　7.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算15</p><p>　　7.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇16</p><p><b>　　第八章 小結(jié)

8、17</b></p><p>　　第九章 參考文獻(xiàn)18</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）作出的定義，“空氣污染：通常系指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境?！贝髿馕廴疚锏姆N

9、類非常多，根據(jù)其存在狀態(tài)，可將其概括為兩大類：氣镕膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物。</p><p>　　關(guān)于大氣污染物的危害，在這里主要介紹粉塵和二氧化硫的危害。</p><p>　　粉塵的危害：粉塵的危害，不僅取決于它的暴露濃度，還在很大程度上取決于它的組成成分、，理化性質(zhì)、粒徑和生物活性等。粉塵的成分和理化性質(zhì)是對(duì)人體危害的主要因素。有毒的金屬粉塵和非金屬粉塵（鉻、錳、鎬、鉛、汞、砷等）

10、進(jìn)入人體后，會(huì)引起中毒以至死亡。無毒性粉塵對(duì)人體亦有危害。例如含有游離二氧化硅的粉塵吸，入人體后，在肺內(nèi)沉積，能引起纖維性病變，使肺組織際漸硬化，嚴(yán)重?fù)p害呼吸功能，發(fā)生“矽肺”病。</p><p>　　二氧化硫的危害：二氧化硫?yàn)橐环N無色的中等強(qiáng)度刺激性氣體。在低濃皮下，二氧化硫主要影響是造成呼吸道管腔縮小，最初呼吸加快，每次呼吸曼減少。濃度較高時(shí)，喉頭感覺異常，并出現(xiàn)咳嗽、噴嚏、咯痰、聲啞、胸痛、呼吸困難、呼吸道

11、紅腫等癥狀，造成支氣管炎、哮喘病，嚴(yán)重的可以引起肺氣腫，甚至致人于死亡。</p><p>　　大氣控制的綜合措施主要包括：嚴(yán)格的環(huán)境管理；以環(huán)境規(guī)劃為中心，實(shí)行綜合防治；制大氣污染的技術(shù)政策；控制環(huán)境污染的經(jīng)濟(jì)政策；高煙囪擴(kuò)散；綠化造林；安裝廢氣凈化裝置；加強(qiáng)環(huán)境科學(xué)研究，檢測(cè)和教育。</p><p>　　第一章 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　

12、　煤燃燒的假設(shè)：（1）煤中固定氧可用于燃燒；（2）煤中硫主要被氧化成二氧化硫；（3）不考慮氮氧化物的生產(chǎn)；（4）煤中的氮在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?lt;/p><p>　　1.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量</p><p>　　1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量</p><p>　　1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量</p><p>　　由設(shè)計(jì)原始資料可知，設(shè)計(jì)耗煤量為

13、500 kg/h（臺(tái)） 所以，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的排煙量為 即 </p><p>　　1.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度</p><p>　　式中 —排灰中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；</p><p>　　—煤中不可燃成分的含量；</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。</p><p>　　1.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二

14、氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　　第二章 除塵器的選擇</p><p><b>　　2.1 除塵效率</b></p><p>　　式中 —標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，；</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。</p><p>　　2.2 除塵器的選擇</p>

15、<p>　　工況下煙氣量 </p><p>　　式中 —標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，；</p><p>　　—工況下煙氣溫度，K；</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273K。</p><p>　　根據(jù)、查手冊(cè)后選用XLP/B-8.2型旋風(fēng)除塵器（X型），XLP/B型（原為CLP/B型）是帶有旁路的干式高效旋風(fēng)除塵器。該

16、除塵器主要適用于清除非粘固灰塵、煤炭、泥沙、煙塵及其它粉塵等。尺寸見表2-1。</p><p><b>　　表 3-1</b></p><p>　　第三章 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置</p><p>　　3.1 各裝置及管道布置的原則</p><p>　　根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定各裝置的位置

17、。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(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。</p><p><b>　　3.2 管徑的確定</b></p><p>　　式中 —工況下管道內(nèi)的煙氣流量，；</p><p>　　—煙氣流速，m/s（對(duì)于鍋爐煙塵=10-15 m/s）。</p&

18、gt;<p><b>　　取=12 m/s，</b></p><p><b>　　圓取整500 mm</b></p><p>　　查表，取標(biāo)準(zhǔn)d=500 mm，管道參數(shù)見下表3-1</p><p>　　表 3-1 管道參數(shù)</p><p>　　內(nèi)徑==500-2×0.75=4

19、98.5 (mm)</p><p>　　由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速</p><p>　　3.3 煙道的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　煙道采用拱形，圖形如下圖3-2所示：</p><p>　　由系統(tǒng)圖可以看出，煙道流過的最大煙氣量是鍋爐煙氣量的2倍，再加上煙氣系統(tǒng)的漏風(fēng)率，則煙道內(nèi)最大煙氣流量為：</p><p>　　查

20、表可知，磚制煙道的最適合煙速是6-8 m/s，初定煙速為7 m/s，則煙道面積為 </p><p><b>　　而 </b></p><p>　　則 B=699 mm 圓整取 B= 700 mm</p><p><b>　　則 A=0.681</b></p><p>　　校正氣速 ，在范圍內(nèi)。&

21、lt;/p><p><b>　　第四章 煙囪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 煙囪高度的確定</p><p>　　首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量 (t/h)，然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表4-1），確定煙囪的高度。</p><p>　　表4-1 鍋爐煙囪的高度</p><

22、p>　　鍋爐總額出力：4×4=16 (t/h)</p><p>　　故選定煙囪的高度為40m。</p><p>　　4.2 煙囪直徑的計(jì)算</p><p>　　煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —通過煙囪的總煙氣量，；</p><p>　　—按表4-2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s

23、。</p><p>　　表4-2煙囪出口煙氣流速/(m/s)</p><p><b>　　選定4 m/s</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　圓整取</b></p><p><b>　　煙囪底部直徑<

24、;/b></p><p>　　式中 —煙囪出口直徑，m；</p><p><b>　　—煙囪高度，m；</b></p><p>　　—煙囪錐度（通常取=0.02~0.03）。</p><p><b>　　取=0.025，</b></p><p>　　則= 1.7 +

25、2×0.025×40=3.7 (m)</p><p><b>　　4.3 煙囪的抽力</b></p><p><b>　　(Pa)</b></p><p>　　式中 —煙囪高度，m；</p><p>　　—外界空氣溫度，℃；</p><p>　　—煙囪

26、內(nèi)煙氣平均溫度，℃；</p><p>　　—當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。</p><p><b>　　(Pa)</b></p><p>　　第五章 系統(tǒng)阻力的計(jì)算</p><p>　　5.1 摩擦壓力損失</p><p><b>　　對(duì)于圓管</b></p><p&

27、gt;<b>　　(Pa)</b></p><p>　　式中 —管道長(zhǎng)度，m；</p><p><b>　　—管道直徑，m；</b></p><p><b>　　—煙氣密度，；</b></p><p>　　—管中氣流平均速率，m/s；</p><p>

28、　　—摩擦阻力系數(shù)，式氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到（實(shí)際對(duì)金屬管道可取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道可取0.04）。</p><p><b>　　a．對(duì)于500圓管</b></p><p><b>　　L=12.5 m</b></p><p>　　b．對(duì)于磚砌拱形煙道</p><p

29、>　　式中，為四個(gè)鍋爐出口最遠(yuǎn)距離的一半，為9.9 m；</p><p><b>　　為0.04；</b></p><p>　　為截面積與潤(rùn)濕周邊的比，即周邊</p><p><b>　　又，，代入上式：</b></p><p><b>　　得 Pa</b></

30、p><p>　　5.2 局部阻力損失</p><p>　　式中 —異形管件的局部阻力系數(shù)，可在相關(guān)手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得；</p><p>　　—與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；</p><p><b>　　—煙氣密度，。</b></p><p>　　5.2.1 兩個(gè)漸縮管，查表，取=45&

31、#176;，則=0.1</p><p>　　5.2.2 四個(gè)90°彎頭，查表，取=0.23</p><p><b>　　四個(gè)彎頭，則</b></p><p>　　5.2.3 一個(gè)漸擴(kuò)管，</p><p>　　查表，取=30°，得=0.07</p><p>　　5.2.4 e為漸

32、縮管，查表，取=45°，則=0.10</p><p>　　煙道中的T形三通如圖5-1所示：</p><p>　　圖5-1 T形三通管</p><p><b>　　查表，得=0.78</b></p><p>　　煙道的T形三通合流管如圖5-2所示：</p><p>　　6-3 T形合流

33、三通</p><p><b>　　查表，得=0.55</b></p><p><b>　　5.3總的阻力損失</b></p><p>　　其中鍋爐出口前阻力為800 Pa，除塵器阻力為800 Pa</p><p><b>　　則</b></p><p>

34、　　第六章 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化</p><p>　　6.1 煙氣在管道中的溫度降</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　式中 —標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，；</p><p><b>　　—管道散熱面積，；</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平

35、均比熱容（一般為1.325～1.357℃）；</p><p>　　—管道單位面積散熱損失，。</p><p><b>　　室內(nèi) =4187；</b></p><p><b>　　室外 =5433。</b></p><p><b>　　室內(nèi)管道長(zhǎng)：</b></p>

36、<p><b>　　室外管道長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　6.2 煙氣在煙囪中的溫度降</p><p><b>　　（℃）</b></p>&l

37、t;p>　　式中 —煙囪高度，m</p><p>　　—合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h</p><p>　　—溫降系數(shù)，可由表5-1查得。</p><p>　　表5-1 煙囪溫降系數(shù)</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p><b>　　總溫度降：

38、</b></p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　第七章 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算</p><p>　　7.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算</p><p>　　式中 1.1—風(fēng)量備用系數(shù)；</p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，；</p><

39、;p>　　—風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度；</p><p>　　—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琸Pa。</p><p>　　7.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算</p><p>　　式中 1.2—風(fēng)壓備用系數(shù)；</p><p><b>　　—系統(tǒng)總阻力，；</b></p><p><b

40、>　　—煙囪抽力，；</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度，（ =1.34）。</p><p>　　7.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算</p><p>　　式中 —風(fēng)機(jī)風(fēng)量，；</p><p><b>　　—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，；</b></p><p>　　—風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率（一

41、般風(fēng)機(jī)為0.6）；</p><p>　　—機(jī)械傳動(dòng)效率，用V形帶傳動(dòng)時(shí)=0.95；</p><p>　　—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3。</p><p>　　7.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇</p><p>　　根據(jù)風(fēng)量=8874.77，=1838.89，查表后選擇Y9-35-11NO.12型引風(fēng)機(jī)，配對(duì)電機(jī)型號(hào)為JO2-81-6，具體參數(shù)如下

42、表所示：</p><p>　　表7-1 所選風(fēng)機(jī)及型號(hào)參數(shù)</p><p><b>　　第八章 小結(jié)</b></p><p>　　通過小組成員的共同努力，我們成功的完成了本設(shè)計(jì)的任務(wù)，選擇出了合適的除塵器風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)是出口煙塵含量達(dá)到了當(dāng)?shù)氐呐欧艠?biāo)準(zhǔn)。對(duì)于這次的成功，首先，我要感謝xx老師能為我們選擇合適的設(shè)計(jì)題目，讓我們?cè)谡莆账鶎W(xué)的知識(shí)的基

43、礎(chǔ)上能比較輕松的完成任務(wù)又能達(dá)到鞏固學(xué)習(xí)知識(shí)的目的，同時(shí)王老師也親身到教室不厭其煩的地我們講解設(shè)計(jì)中的問題，使設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。同時(shí)，我還要感謝小組另兩名成員xx，正因?yàn)橛羞@樣認(rèn)真負(fù)責(zé)的優(yōu)秀隊(duì)友的幫助和支持，我們本次設(shè)計(jì)的任務(wù)才取得了圓滿的成功。</p><p>　　經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我又一次鞏固了我所學(xué)的化工原理和大氣污染控制工程兩門課程的知識(shí)，并對(duì)它們的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解。同時(shí)，應(yīng)為我選擇了用打印的設(shè)計(jì)說明書，從

44、而使自己的文字編排能有了一定的提高。我在書寫的同時(shí)嘗試用CAD去繪畫其中圖片，因?yàn)槲覀冞€沒有學(xué)習(xí)這門課，所以是慢慢摸索，從不懂到略微懂，雖然我花了不少時(shí)間在上面，但從圖片的效果來看，還是很不錯(cuò)的，做完之后真的很有成就感。</p><p>　　在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，我認(rèn)識(shí)到了自己專業(yè)知識(shí)的不足，做事態(tài)度和能力的欠缺等諸多缺點(diǎn)，我以后一定會(huì)加倍努力，勤奮學(xué)習(xí)?？傊覐倪@次設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到了很多東西，我感謝這次設(shè)計(jì)！

45、</p><p><b>　　第九章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 童志權(quán)主編. 大氣污染控制工程. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2] 同濟(jì)大學(xué)等編. 鍋爐及鍋爐房設(shè)備. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986</p><p>　　[3] 周興求，葉代啟.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)--大氣污染

46、控制設(shè)備. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[4] 劉天齊，黃小林，邢連壁，耿其博. 三廢處理工業(yè)手冊(cè)(廢氣卷). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[5] 《動(dòng)力手冊(cè)》編寫組. 工業(yè)鍋爐房設(shè)備手冊(cè)。北京：國防工業(yè)出版社，1975.</p><p>　　[6] 風(fēng)機(jī)樣本. 各類風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家</p><p&g