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

1、<p>　　*********** 大 學(xué)</p><p>　　《 大氣污染控制工程 》課程設(shè)計</p><p>　　2012年 8 月31 日</p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　一．設(shè)計目的及意義2</p><p><b>　　二．設(shè)

2、計依據(jù)2</b></p><p>　　2.1設(shè)計任務(wù)書2</p><p><b>　　2.2原始資料2</b></p><p><b>　　三．除塵器3</b></p><p><b>　　3.1概述3</b></p><p>　　

3、3.2除塵器的工作原理及特點4</p><p>　　3.2.1 除塵器的工作原理4</p><p>　　3.2.2旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及特點5</p><p>　　3.3影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素6</p><p>　　3.3.1幾何尺寸因素6</p><p>　　3.3.2操作條件因素8</p>

4、<p>　　3.3.3固體粉塵的物理性質(zhì)因素9</p><p>　　3.4常用除塵器的性能9</p><p>　　四． 設(shè)計方案10</p><p>　　4.1煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算10</p><p>　　4.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量10</p><p>　　4.1.2 標準狀態(tài)下

5、理論煙氣量10</p><p>　　4.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量10</p><p>　　4.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度11</p><p>　　4.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算11</p><p>　　4.2． 除塵器的選擇11</p><p>　　4.2.1 除塵效率11</

6、p><p>　　4.2.2 除塵器的選擇12</p><p>　　五． 確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置14</p><p>　　5.1 各裝置及管道布置的原則14</p><p>　　5.2 管徑的確定14</p><p>　　5.3 煙道的設(shè)計計算15</p><p>　　六．

7、 煙囪的設(shè)計16</p><p>　　6.1 煙囪高度的確定16</p><p>　　6.2 煙囪直徑的計算16</p><p>　　6.3 煙囪的抽力17</p><p>　　七． 系統(tǒng)阻力的計算18</p><p>　　7.1 摩擦壓力損失18</p><p>　　7.2 局部阻

8、力損失19</p><p>　　7.2.1除塵器進氣管的計算19</p><p>　　7.3總的阻力損失21</p><p>　　八．系統(tǒng)中煙氣溫度的變化21</p><p>　　8.1 煙氣在管道中的溫度降22</p><p>　　8.2 煙氣在煙囪中的溫度降23</p><p>

9、　　九． 風(fēng)機和電動機選擇及計算23</p><p>　　9.1標準狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量的計算23</p><p>　　9.2 風(fēng)機風(fēng)壓的計算24</p><p>　　9.3 電動機功率的計算24</p><p>　　9.4 風(fēng)機和電機的選擇25</p><p><b>　　十． 小結(jié)25</b&

10、gt;</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　按照國際標準化組織（ISO）作出的定義，“空氣污染：通常系指由于人類活動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，達到了足夠的時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。”大

11、氣污染物的種類非常多，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>　　隨著工業(yè)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣的污染物的排放量相應(yīng)增加。就現(xiàn)在我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展水平級能源的結(jié)構(gòu)來看，一煤炭為主要能源的狀況在人的生存每時每刻都離不開空氣，大氣質(zhì)量與人類生存環(huán)境息息相關(guān)，所以對大氣的修復(fù)比較困難。雖然人們在大氣環(huán)境整治方面坐了大量的工作，但目前的空氣質(zhì)量仍然不盡人意，因

12、此防止污染、改善空氣環(huán)境成為當(dāng)今迫切的環(huán)境任務(wù)。燃煤鍋爐排放的二氧化硫嚴重地污染了我們賴以生存的環(huán)境。我國的大氣是以煤煙型污染為主，其中塵與酸雨危害最大。因此，凈化燃煤煙氣中的粉塵和二氧化硫是我過改善大氣空氣質(zhì)量、減少酸雨的關(guān)鍵問題。</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)是對人體危害的主要因素。有毒

13、的金屬粉塵和非金屬粉塵（鉻、錳、鎬、鉛、汞、砷等）進入人體后，會引起中毒以至死亡。無毒性粉塵對人體亦有危害。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，嚴重損害呼吸功能，發(fā)生“矽肺”病。</p><p>　　二氧化硫的危害：二氧化硫為一種無色的中等強度刺激性氣體。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，喉頭感覺異常，并

14、出現(xiàn)咳嗽、噴嚏、咯痰、聲啞、胸痛、呼吸困難、呼吸道紅腫等癥狀，造成支氣管炎、哮喘病，嚴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：嚴格的環(huán)境管理；以環(huán)境規(guī)劃為中心，實行綜合防治；制大氣污染的技術(shù)政策；控制環(huán)境污染的經(jīng)濟政策；高煙囪擴散；綠化造林；安裝廢氣凈化裝置；加強環(huán)境科學(xué)研究，檢測和教育。</p><p><b>　　一．設(shè)計目的及意

15、義</b></p><p>　　通過課程設(shè)計進一步消化和鞏固本課程所學(xué)的內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識進行凈化系統(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(xué)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、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、查閱有關(guān)設(shè)計手冊、編寫設(shè)計說明書的能力。</p><p>　　通過查閱資料，了解煙氣的危害與防治在研習(xí)設(shè)計資料

16、的基礎(chǔ)上，提出對煙氣采用何種控制方式；根據(jù)煙氣量，密度，以及要達到的排煙濃度等因素，進行除塵器的設(shè)計與選擇；合理地進行風(fēng)機和電機的選擇。</p><p><b>　　二．設(shè)計依據(jù)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　燃煤鍋爐燃燒過程排放的煙氣中含有大量的煙塵和二氧化硫，如不采取

17、有效的治理措施，將會對周圍大氣環(huán)境及居民健康造成嚴重影響與危害。因此，本設(shè)計結(jié)合燃煤鍋爐煙氣排放特點，根據(jù)所提供的原始參數(shù)及資料，擬設(shè)計一套燃煤采暖爐房煙氣除塵系統(tǒng)。要求設(shè)計的凈化系統(tǒng)效果好、操作方便、投資省，且出口煙氣濃度達到鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)標準，即：煙塵排放濃度≤200mg/Nm3、SO2排放濃度≤900mg/Nm3。</p><p><b>　　2.2原始

18、資料 </b></p><p>　　鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺（2.8MW×4）</p><p>　　排煙溫度：160 ℃</p><p>　　煙氣密度（標準狀態(tài)下）：1.34kg/m3</p><p>　　空氣過剩系數(shù)：α=1.4</p><p>　　排煙中飛灰占煤中不可燃成份的比例：1

19、6%</p><p>　　煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa</p><p>　　當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa</p><p>　　冬季室外空氣溫度：-1℃</p><p>　　空氣含水（標準狀態(tài)下）：按0.01293kg/m3</p><p>　　煙氣其他性質(zhì)按空氣計算</p><p><

20、;b>　　煤的工業(yè)分析值：</b></p><p>　　設(shè)計耗煤量：500kg/h（臺）</p><p>　　Car=58.20% Har=4.36% Sar=1.20% Oar=5% </p><p>　　Nar=1.12% War=5.2% Aar=24.92% Var=23.2%</p>

21、<p>　　按鍋爐大氣污染物標準（GB13271-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行。</p><p>　　煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：200mg/m3</p><p>　　二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）：900mg/m3</p><p>　　凈化系統(tǒng)布置場地如圖1所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。</p><p><b>　　三

22、．除塵器</b></p><p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　工業(yè)除塵所涉及的多相混合物稱為氣相懸浮系或氣溶膠。分散于其中的細小顆粒叫做塵?；蛭⒘?，而塵粒的堆集狀態(tài)叫做粉體。在工程設(shè)計中為了正確地設(shè)計和選擇除塵設(shè)備，必須掌握粉塵的主要物理和化學(xué)性質(zhì)，用于描述粉塵性質(zhì)的參數(shù)有：粒徑與分散度、密度與堆積密度、凝聚性、濕潤性、荷電與導(dǎo)電性

23、、自然堆積角、爆炸性。</p><p>　　在日常工業(yè)上用于粉塵顆粒物分離的設(shè)備主要有：重力沉降式除塵器、慣性除塵器、電除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器、旋風(fēng)除塵器，簡述如下：</p><p>　　(1)重力除塵器 重力除塵器是使含塵氣體中的粉塵借助重力作用自然沉降來達到凈化氣體的裝置。它的沉降速度太小，僅為離心沉降速度的幾十分之一。實際應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)簡單，阻力小、但體積大、除塵效率低、

24、設(shè)備維修周期長。</p><p>　　(2)慣性除塵器 這是一種利用粉塵在運動中慣性力大于氣體慣性力的作用，將粉塵從含塵氣體中分離出來的除塵設(shè)備。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單，阻力較小，但除塵效率較低，一般應(yīng)用于一級除塵。</p><p>　　(3)電除塵器 電除塵器中的含塵氣體在通過高壓電場電離時，塵粒荷</p><p>　　電并在電場力作用下，塵粒沉積于電極上，從而

25、使塵粒與含塵氣體相分離的一種除塵設(shè)備。它能有效地回收氣體中的粉塵，以凈化氣體。各種電除塵器由于具有效率高、阻力低、能適用于高溫和除去細微粉塵等優(yōu)點，獲得了比其他除塵器更</p><p>　　快的發(fā)展，但投資大。關(guān)于減少電除塵器的耗電量，運用空調(diào)技術(shù)使高電阻含塵氣體也能獲得很好效果，使除塵器操作處于最佳條件和提高除塵效率等問題正在開展研究。</p><p>　　(4)濕式除塵器 這種除塵器

26、是使含塵氣體與水或其它液體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用而把塵粒從氣流中分離出來。濕式除塵器以水為媒介物，因此它適用于非纖維性的、能受冷且與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的含塵氣體，不適用于除去黏性粉塵。濕式除塵器具有投資低，操作簡單，占地面積小，能同時進行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優(yōu)點。特別適用于處理高溫度高濕度和有爆炸性危險氣體的凈化，但由于采用了水為凈化物，會帶來了二次污染。</p><p>　　

27、(5)袋式除塵器主要依靠編織的或氈織的慮布作為過濾材料來達到分離含塵氣體中粉塵的目的，由于粉塵通過濾布時產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴散和靜電作用而被捕集分離。袋式除塵器適應(yīng)性比較強，不受粉塵比電阻的影響，也不存在水的污染問題。在選取適當(dāng)?shù)闹鸀V劑條件下，能同時脫除氣體中的固、氣兩相污染物。但其存在過濾速度低、壓降大、占地面積大、換袋麻煩等缺點。</p><p>　　(6)旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體產(chǎn)

28、生的慣性離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣一固分離裝置。這種除塵器主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，本身無運動部件，不需要特殊的附屬設(shè)備，占地面積小；操作、維護簡便，壓力損失中等，動力消耗不大，運轉(zhuǎn)、維護費用較低；操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制，對于粉塵的物理性質(zhì)無特殊要求。目前，旋風(fēng)除塵器廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機械。輕紡等工業(yè)部門。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器具有自身的優(yōu)點

29、，但相對于袋式除塵器、濕式除塵器、電除塵器，旋風(fēng)除塵器對于捕集分離5um以下的粉塵顆粒收集效率不高，其它性能指標一定程度上都優(yōu)于上述除塵器。根據(jù)當(dāng)前我國工業(yè)發(fā)展的情況，材料供應(yīng)和動力供應(yīng)情況：是不允許拋棄旋風(fēng)除塵器，而全部使用昂貴材料多、運轉(zhuǎn)費用高、耗電量高的文氏管除塵器、袋式除塵器、電力除塵器，這就決定了干式旋風(fēng)除塵器在環(huán)境保護或工業(yè)除塵中存在很大的需求量。此外，隨著除塵器應(yīng)用場合特殊化(如高溫高壓的工況條件下)、結(jié)構(gòu)微型化(如可吸入

30、顆粒物的采樣、汽車進氣的預(yù)處理)的發(fā)展，在奠定旋風(fēng)除塵器特殊地位的同時，對其也提出了更高的性能要求。</p><p>　　3.2除塵器的工作原理及特點</p><p>　　3.2.1 除塵器的工作原理</p><p>　　根據(jù)圖3．1所示，旋風(fēng)除塵器工作原理可以敘述如下：含塵氣體從進氣口以較高的速度沿圓筒切線方向進入，氣流由直線運動變?yōu)閳A周運動，并向上、向下流動，向

31、上的氣流被頂蓋阻擋返回，向下的氣流在簡體部分和錐體部分作自上而下的螺旋運動(稱為外旋流)。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心加速度，由于塵粒產(chǎn)生的離心力比空氣黏性阻力大很多倍，使塵粒產(chǎn)生徑向遠離旋轉(zhuǎn)中心的運動，因此將塵粒甩向器壁，塵粒一但與器壁接觸便與氣體相分離沿器壁經(jīng)錐體排入集灰箱內(nèi)。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在圓錐部分運動時隨圓錐形收縮而向除塵器中心靠攏，當(dāng)氣流到達錐體下端某一位置時，便以同樣的旋轉(zhuǎn)方向在除塵器中部形成一股作自下而上的螺旋運動氣流

32、(稱為內(nèi)旋流)，并經(jīng)排氣管外排出，部分未捕集的粉塵顆粒也隨氣流而排入大氣中。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器的除塵機理和結(jié)構(gòu)一般旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。</p><p>　　圖3．1一般旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.2.2旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及特點</p><p>　　旋風(fēng)除塵器也稱作旋風(fēng)分離器，是利用器內(nèi)旋轉(zhuǎn)的寒磣氣體所

33、產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣固分離裝置。它主要由排灰管、圓錐體、圓柱體、進氣管、排氣管以及頂蓋組成。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器具有以下特點：</p><p>　?。?）.結(jié)構(gòu)簡單，器身無運動部件，不需要特殊的附屬設(shè)備，占地面積小，制造，安裝投資較少。</p><p>　?。?）操作維護簡便，壓力損失中等，動力消耗不大，運轉(zhuǎn)，維護費用較低。&

34、lt;/p><p>　　（3）操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度，溫度限制。對于粉塵的物理性質(zhì)無特殊的要求同時可根據(jù)化工生產(chǎn)的不同要求，選用不同的材料制作或內(nèi)襯不同的耐磨，耐熱的材料，以提高使用壽命。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒．除塵效率可達80％以上，近年來經(jīng)改進后的特制旋風(fēng)除塵器，其除塵效率可達5％以上。旋風(fēng)除塵器的缺點是捕集微粒小于5微米的效

35、率不高。</p><p>　　CLT/A型旋風(fēng)除塵器主要由旋風(fēng)筒體、集灰斗、蝸殼（或集風(fēng)帽）組成，有兩種出風(fēng)方式：X型（水平出風(fēng)）一般用于負壓操作；Y型（上部出風(fēng)）一般用于正或負壓操作。</p><p>　　CLT/A型旋風(fēng)除塵器為基本型旋風(fēng)除塵器，屬螺旋型旋風(fēng)除塵器。其頂蓋板做成下傾15°的螺旋切線形，含塵氣體進入除塵器后，沿傾斜頂蓋的方向做下旋流動，而不致形成上灰環(huán)，可消除引

36、入氣流向上流動而形成的小旋渦氣流，減少動能消耗，提高除塵效率。它的另一個特點是筒體細長和錐體較長，而且錐體錐角較小，能提高除塵效率，但壓力損失也較高。</p><p>　　所以，旋風(fēng)除塵器廣泛用于工業(yè)爐窯煙氣除塵和工廠通風(fēng)除塵，工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)氣固兩相分離與物料氣力烘干回收等。</p><p>　　3.3影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素</p><p>　　3.3.1幾

37、何尺寸因素</p><p>　　（1）旋風(fēng)除塵器的直徑Dn</p><p>　　一般旋風(fēng)除塵器的直徑越小，氣流旋轉(zhuǎn)半徑越小，粉塵顆粒所受離心力越大， 旋 風(fēng)除塵器的除塵效率也就越高。但過小的筒體直徑，由于旋風(fēng)除塵器器壁與排氣管太近，造成較大直徑顆粒有可能反彈至中心氣流而被帶走；使除塵效率降低。另外，簡體太小容易引起堵塞，尤其是對于黏性物料。因此，一般簡體直徑不宜小于50～75mm，工程上常

38、用的旋風(fēng)除塵器的直徑～般是在200ram以上。如今，旋風(fēng)除塵器的直徑也日趨大型化，已出現(xiàn)大于1000mm的大型旋風(fēng)除塵器。</p><p>　?。?）旋風(fēng)除塵器高度H</p><p>　　通常，較高除塵效率的旋風(fēng)除塵器，都有較大的長度比例。它不但使進入簡體的塵粒停留時間增長，有利于顆粒分離，且能使尚未到達排氣管中的顆粒，有更多的機會從旋流中分離出來，減少二次夾帶。足夠長的旋風(fēng)除塵器，還可以

39、避免旋轉(zhuǎn)氣流對灰斗頂部的磨損。但是過長的旋風(fēng)除塵器，會占據(jù)較大的空間，尤其對于內(nèi)置旋風(fēng)除塵器來說，更受到設(shè)備內(nèi)部空間的限制，因此，提出了旋風(fēng)除塵器自然長度f這一概念，即從排氣管下端至旋風(fēng)除塵器自然旋轉(zhuǎn)頂端的距離。 </p><p>　　在設(shè)計中，旋風(fēng)除塵器的高度H，應(yīng)保證有足夠的自然長度，但大于自然長度的過長旋風(fēng)除塵器顯然是不經(jīng)濟的。</p><p>　?。?）旋風(fēng)除塵器

40、進口</p><p><b>　　進口形式</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器的進口形式主要有軸向進口和切向進口兩種。切向進口為最普通的一種進口形式，制造簡單，用得比較多，采用這種進口有利于氣流向下做傾斜的螺旋運動，同時也可以避免相鄰兩螺旋氣流的相互干擾。</p><p>　　漸開線進口可以減少進口氣流對簡體內(nèi)氣流的撞擊和干擾，與其它進口形

41、式相比蝸殼形進口處理氣流量大，壓力損失小，是比較理想的一種進口形式。</p><p>　　軸向進口是最好的進口型式，它可以最大限度地避免進入氣體與旋轉(zhuǎn)氣流之間的干擾，但因氣體均勻分布于進口截面，使靠近中心處的顆粒分離效果很差。</p><p>　　進口的位置有兩種方式：一種與旋風(fēng)除塵器的頂蓋相平，這有利于消除上旋流；另一種與頂蓋有一段距離，這可使細粉塵聚集在頂蓋下面的上旋流中，這就增加了氣

42、流短路的機會。</p><p><b>　?。?）排氣管</b></p><p>　　排氣管有兩種形式。在相同的排氣管直徑下，下端采用收縮形式，既不影響除塵效率，又可降低阻力損失。所以，在設(shè)計分離較細粉塵的旋風(fēng)除塵器時，可考慮設(shè)計成這種形式的排氣管。一定范圍內(nèi)，排氣管直徑越小，則旋風(fēng)除塵器的除塵效率越高，壓力損失也越大，反之，除塵器的效率越低，壓力損失也越小。<

43、/p><p><b>　?。?）灰斗</b></p><p>　　灰斗是旋風(fēng)除塵器設(shè)計中最容易被忽略的部分。一般都把它僅看作是排除粉塵的裝置。在實際應(yīng)用中，除塵器錐底處氣流非常接近高湍流，而粉塵也正是由此排出，因此，二次揚塵的機會也就更多。此外，旋流核心為負壓，如果設(shè)計不當(dāng)，造成灰斗漏氣，就會使粉塵二次飛揚加劇，嚴重影響除塵器效率。</p><p>

44、;　　3.3.2操作條件因素</p><p><b>　?。?）進口氣速v</b></p><p>　　在一定范圍內(nèi)，進口氣速越高，除塵效率越高。但氣速過高，粉塵微粒與器壁的摩擦加劇，粗顆粒粉碎，使細粉塵含量增加。此外，過高的氣速，對具有凝聚性質(zhì)的粉塵也會起分散作用，這些對顆粒分離是不利的。</p><p>　　氣體通過旋風(fēng)除塵器的壓力損失和氣

45、體的進口速度的平方成正比，所以，進口氣速過大雖然除塵效率稍有提高，但壓力損失卻急劇上升。其次，進曰氣速過大，也會加速旋風(fēng)除塵器本身的磨損，降低旋風(fēng)除塵器的使用壽命。</p><p>　?。?）氣體的密度P、黏度u、壓力P、溫度T</p><p>　　氣體的密度對除塵效率的影響可以在臨界粒徑計算公式中得以體現(xiàn)，即氣體密度越大，臨界粒徑越大，故除塵效率下降。但是，氣體的密度和固體密度相比，特別

46、使在低壓下幾乎可以忽略，所以，其對分離效率得影響較之固體密度來說，可以忽略不計。</p><p>　　通常溫度越高，旋風(fēng)除塵器壓力損失越?。簹怏w密度增加，壓力損失也增加。黏度的影響在計算壓力損失時常忽略不計，但從臨界粒徑得計算公式中知道，臨界粒徑與黏度得平方根成正比，所以分離效率隨著氣體得黏度得增加而降低。由于溫度升高，氣體黏度增加，當(dāng)進口氣速等條件保持不變時，溫度升高除塵效率略有下降。</p>&

47、lt;p><b>　?。?）氣體含塵濃度</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器的除塵效率，隨著粉塵濃度的增加而提高。這是因為含塵濃度大時，粉塵的凝聚性能提高，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集。另外，在含塵濃度增大時，大顆粒對小顆粒的撞擊也使小顆粒有可能被捕集。但值得注意的是，含塵濃度增加后除塵效率雖有提高，可是排出氣流的含塵絕對量也會大大增加。</p><p>

48、　　粉塵濃度對旋風(fēng)除塵器的壓力損失有影響。實踐證明旋風(fēng)除塵器處理含塵氣體的壓力損失要比處理清潔空氣時小，當(dāng)進口濃度為l～2g／m3(標)時，壓力損失可以降低到近清潔氣體的60％；濃度增大到2～50g／m3(標)時，壓力損失又迅速下降。</p><p>　　3.3.3固體粉塵的物理性質(zhì)因素</p><p>　?。?）固體顆粒直徑d對旋風(fēng)除塵器性能影響</p><p>

49、　　較大粒徑的顆粒在旋風(fēng)除塵器中會產(chǎn)生較大的離心力，有利于分離，所以，在粉塵篩分組成中，大顆粒所占有的百分數(shù)越大，總分離效率越高。</p><p>　?。?）顆粒密度對旋風(fēng)除塵器性能的影響</p><p>　　粉塵單顆粒密度成對分離效率有著重要影響。臨界粒徑計算式中dc50或dc100和顆粒密度的平方根成反比，密度越大，dc50或dc100越小，顆粒分離效率越高。</p>&

50、lt;p>　　影響旋風(fēng)除塵器性能的因素，除上述外，分離器內(nèi)壁粗糙度也會影響旋風(fēng)除塵器的性能。濃縮在壁面附近的粉塵顆粒，可因粗糙的表面引起局部渦流，使一些粉塵微粒被拋入上升的氣流，進入排氣管，降低了除塵效率。旋風(fēng)除塵器軸心處具有很高的負壓，所以此處的泄漏程度對除塵效率有著一定的影響。在旋風(fēng)除塵器設(shè)計時，應(yīng)考慮排灰口的密封。另外，氣體的濕度過大將會引起粉塵黏壁，甚至堵塞，以致大大的降低旋風(fēng)除塵器的性能。</p><

51、p>　　3.4常用除塵器的性能</p><p><b>　　四． 設(shè)計方案</b></p><p>　　4.1煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算</p><p>　　4.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量</p><p><b>　　=6.20</b></p><p>　　4.1

52、.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量</p><p><b>　　=6.21</b></p><p>　　4.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量</p><p>　　由設(shè)計原始資料可知，設(shè)計耗煤量為500 kg/h（臺） 所以，標準狀態(tài)下的排煙量為 即</p><p>　　4.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度</p><

53、;p>　　式中 —排灰中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)；</p><p>　　—煤中不可燃成分的含量；</p><p>　　—標準狀態(tài)下實際煙氣量，。</p><p>　　4.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算</p><p>　　4.2． 除塵器的選擇</p><p>　　4.2.1 除塵效率<

54、/p><p>　　式中 —標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，；</p><p>　　—標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，。</p><p>　　4.2.2 除塵器的選擇</p><p>　　工況下煙氣量 </p><p>　　式中 —標準狀態(tài)下的煙氣流量，；</p><p>　　—工況下煙氣

55、溫度，K；</p><p>　　—標準狀態(tài)下溫度，273K。</p><p>　　根據(jù)、查手冊后選用XP-800型旁路式旋風(fēng)除塵器，。該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。其性能和尺寸分別見表4-1、4-2。</p><p>　　表 4-1 XP-800旁路式除塵器性能</p><p>　　表4-2 XP-800旁

56、路式旋風(fēng)除塵器的尺寸 </p><p>　　圖4-1 XP型旁路式旋風(fēng)除塵器</p><p>　　五． 確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置</p><p>　　5.1 各裝置及管道布置的原則</p><p>　　根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場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

57、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。</p><p><b>　　5.2 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（對于鍋爐煙塵=10-15 m/s）。</p><p><b>　　取=12 m/s，&

58、lt;/b></p><p><b>　　d=0.452m</b></p><p>　　圓取整d=450mm</p><p>　　查管徑手冊相關(guān)參數(shù)，取標準d=450 mm，管道參數(shù)見下表3-1</p><p>　　表 5-1 管道參數(shù)</p><p>　　內(nèi)徑==450-2×0.

59、75=448.5 (mm)</p><p>　　由公式可計算出實際煙氣流速</p><p>　　式中 Q——工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；</p><p>　　v——煙氣流速，m/s（可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v=10～15 m/s）。</p><p>　　管徑計算出來后，要進行圓整（查手冊），再用圓整后的管徑計算出實際煙氣流速。實際煙氣

60、流速要符合要求。</p><p>　　5.3 煙道的設(shè)計計算</p><p>　　煙道采用拱形，圖形如下圖5-1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

61、面積為 </p><p><b>　　而 </b></p><p>　　則 B=659 mm 圓整取 B= 650mm</p><p><b>　　則 A=0.588</b></p><p>　　校正氣速 ，在范圍內(nèi)。</p><p><b>　　六． 煙囪的設(shè)

62、計</b></p><p>　　6.1 煙囪高度的確定</p><p>　　首先確定共用一個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準中的規(guī)定（表6-1），確定煙囪的高度。</p><p>　　表6-1 鍋爐煙囪的高度</p><p>　　鍋爐總額出力：4×4=16 (t/h)</p&g

63、t;<p>　　故選定煙囪的高度為40m。</p><p>　　6.2 煙囪直徑的計算</p><p>　　煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：</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。</p><p>　　表6-2煙囪出口煙氣流速/(m

64、/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</b></p><p>　　式中 —煙囪出口

65、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= 1.6 + 2×0.025×40=3.6 (m)</p>

66、<p><b>　　6.3 煙囪的抽力</b></p><p><b>　　(Pa)</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&g

67、t;　　—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃；</p><p>　　—當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。</p><p>　　七． 系統(tǒng)阻力的計算</p><p>　　7.1 摩擦壓力損失</p><p><b>　　對于圓管</b></p><p><b>　　(Pa)</b></p>

68、<p>　　式中 —管道長度，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>　　—摩擦阻力系數(shù)，式氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)。可以查手冊得到（實際

69、對金屬管道可取0.02，對磚砌或混凝土管道可取0.04）。</p><p><b>　　a．對于450圓管</b></p><p><b>　　L=9.3m</b></p><p>　　b．對于磚砌拱形煙道</p><p>　　式中，為四個鍋爐出口最遠距離的一半，為9.9 m；</p>

70、<p><b>　　為0.04；</b></p><p>　　為截面積與潤濕周邊的比，即周邊</p><p><b>　　又，，代入上式：</b></p><p><b>　　得 Pa</b></p><p>　　7.2 局部阻力損失</p>&l

71、t;p>　　式中 —異形管件的局部阻力系數(shù)，可在相關(guān)手冊中查到，或通過實驗獲得；</p><p>　　—與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；</p><p><b>　　—煙氣密度，。</b></p><p>　　7.2.1除塵器進氣管的計算</p><p>　　兩個漸縮管，查表，取=45°，則=0.1

72、</p><p>　　四個90°彎頭，查表，取=0.23</p><p><b>　　四個彎頭，則</b></p><p><b>　　一個漸擴管，</b></p><p>　　查表，取=30°，得=0.07</p><p>　　e為漸縮管，查表，取=45

73、°，則=0.10</p><p>　　煙道中的T形三通如圖7-1所示：</p><p>　　圖7-1 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7-2所示：</p><p>　　7-2 T形合流三通</p&g

74、t;<p><b>　　查表，得=0.55</b></p><p><b>　　7.3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>　　圖7-3 除

75、塵器入口管道示意圖</p><p>　　圖7-4 除塵器出口至風(fēng)機入口段管道示意圖八．系統(tǒng)中煙氣溫度的變化</p><p>　　8.1 煙氣在管道中的溫度降</p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　式中 —標準狀態(tài)下煙氣流量，；</p><p><b>　　—管

76、道散熱面積，；</b></p><p>　　—標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（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>

77、<p><b>　　室內(nèi)管道長：</b></p><p><b>　　室外管道長：</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　8.2 煙氣在煙囪中的溫度降</p>

78、<p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><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8-1查得。</p><p>　　表8-1 煙囪溫降系數(shù)</p><p><b>　?。?/p>

79、℃）</b></p><p><b>　　總溫度降：</b></p><p><b>　　（℃）</b></p><p>　　九． 風(fēng)機和電動機選擇及計算</p><p>　　9.1標準狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量的計算</p><p>　　式中 1.1—風(fēng)量備用系數(shù)；<

80、;/p><p>　　—標準狀態(tài)下風(fēng)機前風(fēng)量，；</p><p>　　—風(fēng)機前煙氣溫度，℃，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度；</p><p>　　—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。</p><p>　　9.2 風(fēng)機風(fēng)壓的計算</p><p>　　式中 1.2—風(fēng)壓備用系數(shù)；</p><p><b&g

81、t;　　—系統(tǒng)總阻力，；</b></p><p><b>　　—煙囪抽力，；</b></p><p>　　—標準狀態(tài)下煙氣密度，（ =1.34）。</p><p>　　9.3 電動機功率的計算</p><p>　　式中 —風(fēng)機風(fēng)量，；</p><p><b>　　—風(fēng)機風(fēng)壓

82、，；</b></p><p>　　—風(fēng)機在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機為0.6）；</p><p>　　—機械傳動效率，用V形帶傳動時=0.95；</p><p>　　—電動機備用系數(shù)，對引風(fēng)機，=1.3。</p><p>　　9.4 風(fēng)機和電機的選擇</p><p>　　根據(jù)風(fēng)量=7886.34，=1855.

83、98，查表后選擇Y5-50-12NO.5C型引風(fēng)機，配對電機型號為Y132S2-2B3，具體參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表9-1 所選風(fēng)機及型號參數(shù)</p><p><b>　　十． 小結(jié)</b></p><p>　　通過這次的課程設(shè)計，我理論實踐能力得到了很大的提高，我受益良多。這次的課程設(shè)計得以完成當(dāng)然，我首先得感謝劉老師，能為

84、我們選擇合適的設(shè)計題目，讓我們在掌握所學(xué)的知識的基礎(chǔ)上能比較輕松的完成任務(wù)又能達到鞏固學(xué)習(xí)知識的目的，同時在課程設(shè)計上給我的指導(dǎo)，以及給我提供了這么多有用的資料，使設(shè)計能順利進行。其次，我要感想我們小組的成員們，在我們的思考與討論下，我們才得以知道該怎么去做，該怎么去選才能是我們設(shè)計的東西更好。</p><p>　　通過這次的課程設(shè)計，我再一次鞏固了我所學(xué)在課堂上學(xué)的大氣污染控制工程課程的理論知識，并對它們的應(yīng)用

85、有了進一步的了解。同時，應(yīng)為我選擇了用打印的設(shè)計說明書，從而使自己的文字編排能有了一定的提高。</p><p>　　在這次的課程設(shè)計過程中，我認識到了自己專業(yè)知識的不足，做事態(tài)度和能力的欠缺等諸多缺點，我以后一定會加倍努力，勤奮學(xué)習(xí)。總之這次的課程設(shè)計讓我受益良多。</p><p>　　最后，我要再一次感謝所有在課程設(shè)計中幫助過我的老師和同學(xué)們。</p><p>&

86、lt;b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 童志權(quán)主編. 大氣污染控制工程. 北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2] 同濟大學(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] 鹿政理等編 環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊--2大氣污染控制設(shè)備. 北京：化學(xué)工業(yè)出版 </p>

87、<p><b>　　社.2002 </b></p><p>　　[4] 劉天齊，黃小林，邢連壁，耿其博. 三廢處理工業(yè)手冊(廢氣卷). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[5] 《動力手冊》編寫組. 工業(yè)鍋爐房設(shè)備手冊。北京：國防工業(yè)出版社，1975.</p><p>　　[6] 風(fēng)機樣本. 各類風(fēng)機生產(chǎn)廠家&l