社区SZL4-13型供暖锅炉与XZZ-型旋风除尘器初步设计.doc

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1、word目录第一章总论61.1 概述错误！未定义书签。1.2 设计任务书61.2.1 设计题目61.2.2 设计目的61.2.3 设计原始资料71.2.4 设计容和要求81.3 设计依据和原如此9第二章除尘器系统102.1 方案确定与认证102.2 工艺流程描述11第三章主要与辅助设备设计与选型113.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算113.1.1 标准状态下理论空气量113.1.2 标准状态下理论烟气量123.1.3 标准状态下实际烟气量123.1.4 标准状态下烟气含尘浓度133.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算133.2 除尘器的选择133.3 除尘器、风机、烟囱的位置与管

2、道布置153.3.1 各装置与管道布置的原如此153.3.2 管径确实定153.4 烟囱的设计163.4.1 烟囱高度确实定163.4.2 烟囱的抽力183.5 系统中烟气温度的变化183.5.1 烟气在管道中的温度降183.5.2 烟气在烟囱中的温度降193.6 系统阻力的计算203.6.1 混合气体产物的量，混合气体的密度203.6.2 摩擦压力损失203.6.3 局部压力损失213.7 风机和电动机的计算253.7.1 风机风量的计算253.7.1 风机风压的计算253.7.2 电动机功率的计算26第四章设备与布置图274.1 设备一览表274.2 净化处理设施的总平面、剖面图布置图27

3、参考文献28致29摘要研究大气污染的目的在于：查明污染物的来源；查明污染物在大气中的物理化学行为与其对人体、动物、食品等的影响；制定适宜的大气污染物监测手段，查明污染物在大气中的存在状态与存在浓度；研究控制途径与治理方法；提供立法管理的依据。大气污染的产生与污染源排放的许多特征有关。显然，污染物的排放率与其物理和化学性质，决定了空气中所含污染物的数量和类型；另外，了解排放区的状况、排放的持续时间以与污染物排放的有效高度等污染源特征也很重要。按大气污染的围来说，大致可分为四类：局限性的局部地区大气污染，如受某个工厂烟囱排气的直接影响；涉与某个地区的地区性大气污染，如工矿区或其附近地区或整个城市大

4、气受到污染；涉与更广泛地区的广域污染，如超过行政区划的广域的大气污染；必须从全球围考虑的全球性大气污染或国际性大气污染。由于人类的活动，大气中二氧化碳的含量已由19世纪的0.028%增加到现在的0.033%，引起了全球性的气候异常；人类大量使用制冷剂导致臭氧层的破坏，又直接危与人类和动植物，这已是全世界人民共同关心的环境问题。形成大气污染的三个要素是污染源、大气状态、污染汇受体；大气污染的三个主要过程是：污染物排放、大气相互作用和承受体的影响；大气污染的流程顺序是：污染源排放污染物、进入大气环境的污染物与大气相互作用进展着散布、转化和排除等过程；最后，根据承受体的影响确定大气污染的程度。污染物

5、排放后，它们的扩散受多种尺度的大气运动风和湍流控制。温度层结构决定了大气稳定度，而稳定度本身又左右热力湍流强度浮力和地面混合层厚度。混合层厚度和湍流强度如此调节污染物向上散布和较清洁空气从上空取代污染空气的速率。边界层的风场对污染物的水哦散布起着决定性的作用。风速不但决定污染物向下风向输送的距离，而且还决定由烟云“伸所引起的稀释，同时与地面粗糙度结合起来可以估计机械湍流的强度。风向如此控制污染物输送的一般路径，它的变率约束烟云在横向展开的围。悬浮在大气中的污染物可能同时经受物理和化学的变化，这些变化由于气象特征如水汽或水滴多少、空气湿度、太阳辐射强度和其他大气物质等有关。污染物最后通过降水清洗

6、、重力沉降或地面吸附和碰撞从大气中消除，这些都与大气状态有关。总之，大气污染的形成需要具备三个条件：一是大量的污染物排入大气中；二是受当地不利气象条件的影响，使这些污染物不能在大气中与时扩散稀释；三是污染物在大气中积累或变化，以与有些污染物的协同作用，使这些污染物的浓度达到危害的程度。在这三个条件中，起重要作用的是大气污染物。summaryThe purpose of the research of atmospheric pollution is 1.Finding out the resource of the contaminant.2.Finding out the physics a

7、nd chemistry behavior of the contaminant in air, and its impact on human body, animal, and food.3.Formulating right monitor methods of atmospheric pollution, and finding out the Statu and density of contaminant in air.4.Discussing the control and cure methods.5.Providing the proof of the lawThe prod

8、uction of atmospheric pollution is linked with many features of the contaminant sources. obviously, the number and type of the contaminant in air is decided by ER of contaminant and chemical property. Moreover it is important to understand the statu of pollution area, the least time of discharge and

9、 the effective height of the contaminant. The atmospheric pollution can be classified based on the scope.1.circumscribed atmospheric pollution of parts of an area, like the area is effected by the stack in some facorys.2.Provincialism atmospheric pollution, like industrial and mining area and its ar

10、ound area even the whole city is contaminated.3.Wide area atmospheric pollution, like the atmospheric pollution which exceed the administrative division.4.Global atmospheric pollution. Because of the human activities, the carbon dioxide content in air sour to 0.033% from 0.028% in 1900s. its has cau

11、sed the abnormal worldwide. And the widespread use of refrigerating fluid has already imperil on the human being and the animal. It bees a worldwide problem.As can be shown on the flow chart of atmospheric pollution, the three main features of atmospheric pollution is source, statu of air and accept

12、or of atmospheric pollution. The main processes of atmospheric pollution is discharging, interaction of air, and the effect of acceptor. The process of atmospheric pollution is, firstly, the contaminant is discharged by source, then the interaction of air scatter, transform and plus the contaminant.

13、 At the end, the degree of atmospheric pollution is ensured by the impact of the acceptor.第一章 总论1.1 设计任务书1.1.1 设计题目 某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计1.1.2 设计目的性质：废气污染控制是废气污染控制工程的重要环节，是环境工程专业学生在校期间第一次较全面的废气污染控制设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。任务与目的：通过本设计，掌握所学关于空气污染课程各根本原理和根本设计方法的应用，培养环境工程专业学生解决实际问题的能力。运用各种污染物的不同控制、转化、净化原理和设计

14、方法，进展除尘、除硫、脱氮等废气污染控制工程设计，使学生在废气污染控制工程方面得到工程训练。1通过毕业设计，树立正确的设计思想，培养综合运用废气污染控制设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决废气污染控制设计问题的能力。2学习废气污染控制设计的一般方法、步骤，掌握废气污染控制设计的一般规律。3进展废气污染控制设计根本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规。4培养学生理论联系实际、科学、严谨、的工作作风，踏实苦干、勇于创新的敬业精神。1.1.3 设计原始资料锅炉型号：SZL4-13型，共4台2.8MW*4设计耗煤量：800kg/h台排烟温度：160C3空气过剩系数

15、：烟气在锅炉出口前阻力：900 Pa当地大气压：97.86 Pa冬季室外空气温度：-1C33烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值： C =65% H=5% S=1% O=6% N=2% W=6% A=15% V=13% 按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准标准状态下：200mg/m3二氧化碳排放标准标准状态下：900mg/m3净化系统布置场地如如下图的锅炉房北侧15m以。1.1.4 设计容和要求1. 燃煤锅炉排烟量与烟尘和二氧化碳浓度的计算。2. 净化系统设计方案的分析确定。3. 除尘器的比拟和选择：确定除尘器类型、型号与规格，并确定其主要运行参数

16、。4. 管网布置与计算：确定各装置的位置与管道布置。并计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口径以与系统总阻力。5. 风机与电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号与电动机的种类、型号和功率。6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案确实定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等类容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结与参考文献等局部、文字应简明、通顺，容正确完整，装订成册。图1 锅炉房平面布置图7. 图纸要求1) 除尘系统图一。2) 除尘系统平面、剖面布置图2至31号、2号或3号，如图1和图2。图中设备管件应标注编号，编号应

17、与系统对应。布置图应按比例绘制。锅炉房与锅炉的绘制可以简化，但应能明确建筑外形和主要结构型式。在平面布置图中应有方位标志指北针。1.2 设计依据和原如此锅炉设备是燃料的化学能转化为热能，又将热能传递给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽和热水的设备。锅炉型号：SZL413型，SZ双锅筒纵置式，L链条炉排，4蒸汽锅炉额定蒸发量为假设干t/h 或热水锅炉额定供热量为假设干104kcal/h新单位制应为MW。燃料燃烧就是供给足够的氧气，也就是想炉膛供给足够的空气。 冬季室外温度：-1，设备安装在室外，考虑在冬天设备的防冻措施，以与冬季排气冷凝形成的水雾、烟雾等。按锅炉大气污染物排放标准GB 132712

18、001中二类区标准执行，故建地应在二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。 在设计过程中要考虑各除尘器的除尘效率，设备用费等各项技术经济条件。通过计算，根据工况下的烟气量、烟气温度与达到的除尘效率选择除尘器。我选择的是选择XZZ-型旋风除尘器技术工艺，这是一种非常典型的湿法烟气脱硫除尘工艺，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点。根据气液相对运动的不同，喷雾除尘脱硫装置可以分为 逆流型 和 错流型。逆流型是烟气向上运动，雾滴由喷嘴喷出向下运动，使气液得以充分混合，完成除尘脱硫过程;错流型是雾滴由喷嘴向下喷出，而烟气水平流动。此外，在一

19、些喷雾脱硫塔中，还有采用顺流型的，即烟气向上运动，雾滴由喷嘴向上喷出，与烟气同向流动，来增加气液接触时间，提高传质效果，同时与逆流布置相比可以减小压力损失，但在应用中还是以逆流型更为常见。第二章 除尘器系统2.1 方案确定与认证对于选择XZZ-型旋风除尘器是一种高效的除尘器，除尘效率可达93%以上，除尘器本体阻力低于900Pa，用现在的锅炉引风机就可以保证锅炉的正常运行。选择旋风除尘器的原因在于：磁力与静电式除尘器在电力消耗上较大，洗涤时除尘器对于水资源的消耗较大，且在冬天容易因局部器件结冰而造成效率降低或故障无法除尘，在过滤式的选择上，因为过滤式除尘器占地面积较大，且清洗起来较旋风除尘器而言

20、工作量较大，在除尘效率与各项优缺点的比拟下，我选择机械式除尘器中的旋风式除尘器。 型号为XZZ-III型旋风式除尘器。 旋风除尘器工作方式于构件见如如下图：2.2 工艺流程描述锅炉烟气由引风机抽出，首先含尘气体进入除尘器气体步室入口，通过导向器在旋风子部旋转，气体在离心力的作用下，粉尘被别离。降落在集尘箱，经锁气器排出。净化了的气体，形成上升的旋流。经排气管汇于汇风室，后经除尘由出口经引风机排人烟囱排入大气中。本除尘器适用于各种型号各种燃烧方式锅炉的烟尘治理。第三章 主要与辅助设备设计与选型3.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算3.1.1 标准状态下理论空气量式中C,H,S,O分别为煤中各元

21、素所含的质量分数。计算： 3.1.2 标准状态下理论烟气量设空气含湿量式中-标准状态下理论空气量，-煤中水分所占质量分数，-N元素在煤中所占质量分数， 计算： 3.1.3 标准状态下实际烟气量式中空气过量系数；标准状态下理论烟气量，标准状态下理论空气量， 计算： =351043.1.4 标准状态下烟气含尘浓度式中排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数；煤中不可燃成分的含量；标准状态下实际烟气量，。 计算： 3.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算式中煤中可燃硫的质量分数标准状态下燃煤产生的实际烟气量， 计算： 3.2 除尘器的选择 式中标准状态下烟气的含尘浓度，标准状态下锅炉烟尘排放标准中

22、规定值， 计算： 工况下烟气流量 式中 标况下烟气量，工况下烟气温度，K标况下温度，273K 计算: 根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量与要求达到的除尘器效率和 所需去除硫的要求确定除尘器：选择XZZ-型旋风除尘器，产品性能规格见表 表XZZ-型旋风除尘器技术参数型号配套锅炉容量/(j/H)处理烟气量/(m3/h)除尘效率/%设备阻力/Pa分割粒径/m质量/kgXZZ-41200093%35烟囱最低高度/m202530354045锅炉房装机总容量MW7-1414-28t/h11-22-44-1010-2020-40烟囱最低高度m2025303540454-2 烟囱出口烟气流速通风方式运行

23、情况全负荷时最小负荷时机械通风10-204-5自然通风6-10因为锅炉的总额定出力为，由表4-1可知烟囱高度取40m，另外，此系统选择机械通风方式，由表4-2选取v=4 m/s，所以1 烟囱出口径可按下式计算：式中Q-通过烟囱的总烟气量,m3/h，v-按表5-2选取的烟囱出口烟气量,m/s。式中 d2-烟囱出口直径，mH-烟囱高度,mi-烟囱锥度，通常取i=0.020.03。3.4.2 烟囱的抽力 式中 烟囱高度，外界空气温度，烟囱烟气平均温度，当地大气压， 计算： 3.5 系统中烟气温度的变化3.5.1 烟气在管道中的温度降式中标准状态下烟气流量，m3/h管道散热面积，m21.357KJ/(

24、管道单位面积散热损失 KJ/(m3h)查相关数据可知室1=4187 KJ/(m3h)室外2=5443 KJ/(m3h) 室管道长： 室外管道长：取3.5.2 烟气在烟囱中的温度降式中烟囱高度，m合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，温度降系数，可由表3.5查得。表3.5 烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱无衬筒钢烟囱有衬筒砖烟囱，H50m壁厚小宇0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA2 计算： 3.6 系统阻力的计算3.6.1 混合气体产物的量，混合气体的密度3.6.2 摩擦压力损失对于圆管 式中管道长度,m烟气密度，kg/m3管中气流平均速率, m/s管道直径,m摩擦阻力系数是气体雷诺数Re和管道相对粗糙

25、度可取0.04。 计算： 对于直径600mm的圆管： 对于金属管所以 3.6.3 局部压力损失式中 异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得；与相对应的断面平均气流速率，烟气密度， (1)45度时，=0.1， 取=45度，结果为：8.1PaLtan67.5=1.4mH=2.985-2.39=0.595=0.6mH取=0.157 =1.0结果为：渐阔管;取 ，如此图 除尘器出口至风机入口段管道示意图图中b、c均为90度弯头D=600，取R=D如此结果为：两个弯头V1l1V2l2V3l3T形三通管示意图对于T形合流三通结果为：系统总阻力其中锅炉出口前阻力为900Pa，除尘器阻力9

26、00Pa为:3.7 风机和电动机的计算3.7.1 风机风量的计算式中 风量备用系数；标准状态下风机前标态下风量，m3/h；风机前烟气温度，假设管道不太长，可以近似取锅炉排烟度； 当地大气压力， 计算： 3.7.1 风机风压的计算式中 风压备用系数；系统总阻力，Pa；烟囱抽力，Pa；风机前烟气温度；风机性能表中给出的试验用气体温度，；标准状况下烟气密度，当地大气压，3.7.2 电动机功率的计算式中 风机风量，；风机风压，Pa；1风机在全压头时的效率(一般风机为0.6，高效风机约为0.9)；2机械传动效率，当风机与电机直联传动时21，用联轴器连接时2=0.950.98，用V形带传动时20.95；电

27、动机备用系数，对引风机，型号转速/rmin-1功率/kw传动皮带周长根数Y160L-2B31293B22613根据发动机的功率，风机的转速，传动方式选择Y160L-2B3电动机第四章 设备与布置图4.1 设备一览表除尘器型号外型尺度/mm入口尺度/mm出口尺度/mm除尘效率/%处理风量/m3/hXZZ-III型750405358086085093-9912000风机型号转速/r/min风量/m3/h全压/Pa轴功率/kWG、Y4-731293180002578电动机型号外形尺寸/mm功率/kW质量/kgY160L-2B35004.2 净化处理设施的总平面、剖面图布置图参考文献1郝吉明，马广阔主

28、编，大气污染控制工程。：高等教育，2002.2何争光主编，大气污染过程与应用实例。：化学工业，2004.3董华主编，环境工程设计。：化学工业，2008.4蒲恩奇主编，大气污染治理工程。：高等教育，1999.(5)暖气通风设计手册陆耀庆主编，：，1987.(6)杰瑢主编，环境工程技术手册。:科学，20087党小庆主编，大气污染控制工程技术与实践。：化学工业，2009.8熊振湖、费学宁、池勇志主编，大气污染防治技术与工程应用。：机械业，2003.(9)鹿政理主编，境保护备选用手册大气污染控制设备，市环境学设计研究院组织编写.(10)天齐，黄小林，邢连壁等三废处理工程技术手册废气卷:化学工业，199

29、9.(11)百度文库，燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计旋风除尘器图(12)高吴牌翻译器 致设计小结通过本课程学习，掌握我们所学的课程各根本原理和根本设计方法的应用，培养环境工程专业学生解决实际问题的能力。结合前续课程的容，本次设计容为，运用各种污染物的不同控制、转化、净化原理和设计方法，进展除尘、除硫、脱氮等废气污染控制工程设计，使学生在废气污染控制工程方面得到工程训练。通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用废气污染控制设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决废气污染控制设计问题的能力。学习废气污染控制设计的一般方法、步骤，掌握废气污染控制设计的一般规律。进展废气污染控制设计根本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规。培养学生理论联系实际、科学、严谨、的工作作风，踏实苦干、勇于创新的敬业精神。30 / 30