大气污染控制设计指导书

“三废”治理综合实训——大气部分综合实训任务书

一、设计题目

燃煤锅炉烟气除尘系统初步设计 二、设计目的

通过课程设计提高学生理论与实践相结合的能力，使学生初步掌握锅炉除尘系统的设计方法及工程设计的方法和步骤，培养学生依据实际问题解决困难、制定方案、编写设计说明的能力，提高学生工程设计及识图水平。 三、设计原始资料

1. 锅炉型号：见各任务书 2. 适用燃料：甘肃煤； 3. 设计耗煤量：见各任务书 4. 烟气密度：约1.34kg/mN3； 5. 排烟温度：150℃；

6. 空气过剩系数：m＝1.3；

7. 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比：15%；

8. 锅炉及锅炉房布置(锅炉房北侧有一空地)见附图； 9. 烟气在锅炉出口阻力：1000Pa； 10. 当地大气压力：97.86kpa； 11. 室外温度：冬季-1℃左右； 12. 烟气其它性质按空气计算； 13. 北京煤工业分析值： 低位发热量 21375KJ/kg

C 65.10%

S 0.91%

O 2.00%

H 2.75%

N 0.64%

水分 6.20%

灰分 22.4%

14. 锅炉烟尘排放标准按GB13271-2001中二类区执行； 四、设计内容和要求

1. 燃煤锅炉排烟量和含尘浓度计算； 2. 设计方案选择

1) 集中处理或分别处理；

2) 除尘方式(干法除尘或湿法除尘)； 3) 负压操作或正压操作； 3. 除尘效率的计算；

4. 除尘器的选择：确定除尘器的类型、型号及规格，并确定主要运行参数；

5. 管网布置及阻力计算：根据实际工况，确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管

径、长度、烟筒高度、内径及系统的总阻力；

6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的选择、设计计算、设备的选型、

设计简图和概算等内容；

7. 课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等内容，要求文字简明、

通顺、达意，内容正确完整，并装订成册。 8. 图纸要求：

1

布局合理、图例清晰，件号清楚并与系统图(草图)及其它相关图纸相对应。 9.时间安排

本设计共5天时间,其中设计计算2天,锅炉烟气除尘系统设计绘图3天。 10.应完成文件

除尘系统图一张。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。 设计说明书1份（3000字以上）。

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大气污染控制技术课程设计指导书

一、锅炉烟气除尘系统初步设计 1.锅炉烟气除尘系统烟气量的计算

燃烧单位质量煤所需理论空气量及产生的理论烟气量、实际烟气量计算均按教材中相关内容计算(1)标准状态下理论空气量

Qx′= 4.76(1.867C + 5.56H + 0.7S - 0.7O)(m3

/kg) 式中: C,H,S,O——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（设空气含湿量0.01296㎏/m3）

Qy′= 1.867（C +0.375S ）+11.2H +1.24W + 0.806Qx’+ 0.8N(m3

/kg)

式中: Qx′—— 标准状态下理论烟气量, m3

/kg；

W —— 煤中水分所占的质量分数，%； N —— N元素在煤中所占的质量分数，%。

(3)标准状态下实际烟气量

Qy = Qy′+ 1.016(a-1) Qx′(m3/kg)

式中: a —— 空气过剩系数，

Qy′—— 标准状态下理论烟气量, m3/kg； Qx′—— 标准状态下理论空气量, m3/kg。

（4）烟气流量

每台锅炉在标准状态下烟气流量Q以m3/ h计：

Q?Qs?M (1)

式中：

Qs

—— 实际烟气量，mN3/kg煤；

M ―― 设计耗煤量，kg/h （5）烟气含尘浓度

C?dsh?AyQ kg / mN3

s式中：

dsh

排烟中飞灰上占煤中不可燃成分的百分数； Ay 煤中不可燃成分的含量；

Qs

实际烟气量，mN3/ kg；

5

(2)

2.除尘器的选择 （1）除尘效率

??1?式中：

CS C (3)

C CS

―― ――

烟气含尘浓度，mg/mN3；

锅炉烟尘排放标准中的规定值，mg/mN3；

（2）除尘器的选择

根据工况下的烟气量、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。确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。

3.确定除尘器、风机和烟筒的位置及管道的布置 （1）设计方案选择

① 集中处理或分别处理；

② 除尘方式(干法除尘或湿法除尘)； ③ 负压操作或正压操作；

（2）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。一旦确定了各装置的位置，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。 （3）管径的确定

d?式中：

4Q??Q

m (4)

―― ――

工况条件下管内烟气流量，m3/s； 烟气流速，m/s，一般为15-25m/s；

?

管径算出以后，要对其进行圆整（查手册），再利用圆整后的管径计算出实际烟气流速(注意：实际烟气气速要符合要求)。

4.烟筒的设计

（1）烟筒高度的确定

首先确定共用一个烟筒的所有锅炉的总锅炉的蒸发量（t/h），然后根据锅炉烟尘排放标准中的规定（表1）确定烟筒的高度

表1 锅炉烟筒高度表

锅炉总额定出力（t/h） 烟筒最低高度（m）

＜1 20

1~2 25

2~6 30

6~10 35

10~20 40

20~35 45

（2）烟筒直径的计算

烟筒出口内径可按下式计算：

d?0.0188Q? (5)

式中：

Q

―― ――

工况条件下通过烟筒的总烟气流量，m3/h； 按表2选取的烟筒出口烟气流速，m/s；

表2 烟筒出口烟气流速 m/s

?

通风方式

运行情况

全负荷运行

6

最小负荷运行

机械通风 10~20 4~5 自然通风

6~10

2.5~3

烟筒底部直径

d1?d2?2?i?H m

式中：

d2

―― 烟筒出口直径，m； H

―― 烟筒高度，m；

i

――

烟筒锥度（通常取0.02~0.03）；

（3）烟筒的抽力

S?y?0.0342?11??273????BH Pa ?tk273?tp??式中：

H

―― 烟筒高度，m； tk

―― 外界烟气温度，℃； tp

―― 烟筒内平均烟气温度，℃；

B

――

当地大气压力，Pa；

5.系统阻力的计算 （1）摩擦压力损失

对于圆管：

?PL??2L??d?2 Pa

式中： L

―― 管道长度，m； d

―― 管道直径，m； ?

―― 烟气密度，kg/m3；

?

―― 管道中气流平均流速，m/s；

?

――

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，查手册可以得到（实际中对金属管道可取0.02，对砖彻管道可取0.04）；

（2）局部压力损失

??2?P???2 Pa

式中：

?

―― 异形管件的局部阻力系数； ? ―― 截面平均流速，m/s；

?

――

烟气密度，kg/m3；

6.风机和电动机选择和计算 （1）风机风量的计算

Qy?1.1Q?273?tp273?101.325B m3/h

式中：

Q

―― 风机前风量， mN3/h；

tp

―― 风机前烟气温度，℃，若管道不太长，可近似取锅炉排烟温度；

B

――

当地大气压力，Pa；

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(6)

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(10)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o0h2.html