大气污染控制工程》教学实习.ppt

《大气污染控制工程》教学实习,四川农业大学环境科学与工程系 2012.04,第一部分 设计题材,一、设计题目某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计二、设计目的 通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学知识进行净化系统设计的初步能力通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力三、设计原始资料锅炉型号：SZL4—13型，共4台（2.8MW×4）,即每台锅炉每秒产热量为2.8×103 kJ设计耗煤量：600 kg/h（台），水的蒸发热为：2570.89 kJ/kg排烟温度：160℃烟气密度（标准状态下）：1.34 kg/m3空气过剩系数：α=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：－1℃空气含水（标准状态下）：0.01293 kg/m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析基：CY=68%; HY=4%; SY=1%; OY=5%; NY=1%; WY=6%; AY=15%; VY=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）：200 mg/m3二氧化硫排放标准（标准状态下）： 900 mg/m3,四、设计内容和要求1、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算2、净化系统设计方案的分析确定3、除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数4、管网计算：确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总的阻力5、风机及电机的选择设计：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、型号及电动机的种类、型号和功率6、设计工艺不能完全相同，否则成绩以0分计！7、本学期18周以前以小班为单位将课程设计交到3－122办公室第二部分 设计指导(仅供参考）,一、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1.标准状态下理论空气量计算,,式中：CY, HY, SY, OY: 分别为煤中各元素所含的质量分数2.标准状态下理论烟气量,,式中：Qa’—标准状态下理论空气量，m3/kgWY—煤中水分所含质量分数，%；NY—N 元素在煤中所占质量分数，%.,3.标准状态下实际烟气量,,（m3/kg）,式中：α—空气过剩系数； QS'_标准状态下理论烟气量，m3/kg; Qa'—标准状态下理论空气量，m3/kg。

注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此，Q=QS×设计耗煤量,,4.标准状态下烟气含尘浓度,,式中：dsh—排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数； AY—煤中不可燃成分的含量； QS—标准状态下实际烟气量，m3/kg,5.标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算,,式中：SY—煤中含可燃硫的质量分数； QS—标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg二、系统中烟气温度的变化 当烟气烟道较长时，必须考虑烟道温度的降低除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算1、烟气在管道中的温度降,,式中：Q—标准状态下烟气流量，m3/h; F—管道散热面积，m2; CV—标准状态下烟气平均比热容（一般为1.352~1.357 kJ/m3.℃） q—管道单位面积散热损失, 室内为4187kJ/(m2. h)，室外为5443 kJ/(m2. h),2、烟气在烟囱中的温度降,,式中：H—烟囱高度，m; D—合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h A—温度系数，可由下表查得：,表 烟囱温降系数,三、除尘器的选择1、除尘器应达到的除尘效率,,式中：C—标准状态下烟气含尘浓度，mg/Nm3; CS—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/Nm3。

2、除尘器的选择 根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格，并确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失和捕集粉尘量等四、确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置1、各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置一旦确定了装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了对各装置及管道的布置应力求简单、紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便2、管径的确定,,(m),式中：Q—工况下管内烟气流量，m3/s; v —烟气流速，m/s，（可查有关手册，对于锅炉烟囱，v=10~15，m/s 管径计算出后，要进行圆整（取接近的较大的整数，查手册），再用圆整后的管径计算出实际烟气流速实际烟气流速要符合要求五、烟囱的设计1、烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度，如下表所示：,2.烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：,,式中：Q—通过烟囱的总烟气量，m3/h; v —按下表选取烟囱出口烟气流速，m/s。

烟囱出口烟气流速,烟囱底部直径,,式中：d2—烟囱出口直径，m; H—烟囱高度，m； i—烟囱锥度，通常取i=0.02~0.033、烟囱的抽力,,式中：H—烟囱高度，m； tk—外界空气温度，℃； tp—烟囱内烟气平均温度，℃； B—当地大气压，Pa六、系统阻力的计算1、摩擦压力损失对于圆管,,式中：L—管道长度，m； d—管道直径，m； ρ—烟气密度，kg/m3； ν—管中气流平均速率，m/s； λ—摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数可以查手册得到（实际中对金属管道λ值可取0.02,对砖砌或混凝土管道λ值可取0.04）2、局部压力损失,,式中：ξ—异形管件的局部阻力系数，可在有关的手册中查到，或通过实验得到； ν—与ξ相对应的断面平均气流速度，m/s； ρ—烟气密度，kg/m3.,七、风机和电动机选择计算1、风机风量的计算,,式中：1.1—风量备用系数； Q—标准状态下风机前表态下风量， m3/h； tp—风机前当前温度，℃，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度； B—当地大气压，kPa。

2、风机风压的计算,,式中：1.2—风机备用系数； ΣΔh—系统总阻力，Pa； tp—风机前烟气温度，℃； ty—风机前性能表中给出的试验用气体温度，℃； ρy—标准状态下烟气密度，1.34kg/m3 计算出风机风量Qy和风机风压Hy后， 可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需要的风机型号3、电动机功率的计算,,（kW),式中：Qy—风机风量，m3/h； Hy—风机全压，Pa； η1—风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机约0.9）； η2—机械传动效率，当风机与电机直联传动时η2=1，用联轴器连接时η2=0.95~0.98，用V形带传动时η2=0.95； β—电动机备系数，对引风机，β=1.3 根据电动机的功率，风机的转速，传动方式选择电动机型号。