环境工程课程设计：某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计

安徽理工大学课程设计

目 录

1 概述 ................................................................... 3

1.1设计目的 .......................................................... 3

1.2设计任务 .......................................................... 3 1.2设计依据及原则 .................................................... 3 1.3锅炉房基本概况 .................................................... 3 1.4通风除尘系统的主要设计程序 ........................................ 4 2 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算 ......................................... 5

2.1标准状态下理论空气量 .............................................. 5 2.2标准状态下理论烟气量 .............................................. 5 2.3标准状态下实际烟气量 .............................................. 5 2.4标准状态下烟气含尘浓度 ............................................ 6 2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 ................................ 6 3 除尘器的选择 ........................................................... 7

3.1除尘器应该达到的除尘效率 .......................................... 7 3.2除尘器的选择 ...................................................... 7 4 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 ............................... 9 4.1各装置及管道布置的原则 ............................................ 9

4.2管径的确定 ........................................................ 9 5烟囱的设计............................................................. 10 5.1烟囱高度的确定 ................................................... 10

5.2烟囱直径的计算 ................................................... 10 5.3烟囱的抽力 ....................................................... 11 6 系统阻力计算 .......................................................... 12

6.1摩擦压力损失 ..................................................... 12 6.2局部压力损失 ..................................................... 13 7 系统中烟气温度的变化 .................................................. 16

7.1烟气在管道中的温度降 ............................................. 16

7.2烟气在烟囱中的温度降 ............................................. 16 8 风机和电动机的选择及计算 .............................................. 18

8.1标准状态下风机风量计算 ........................................... 18 8.2风机风压计算 ..................................................... 18 8.3电动机功率计算 ................................................... 19 9 通风除尘系统布置图 .................................................... 20 参考文献 ................................................................ 22 致 谢 ................................................................ 23

1 概述

1.1设计目的

通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论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。 1.2设计任务

运用所学知识设计某一燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统。 1.2设计依据及原则

严格按照锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准、烟尘浓度排放标准、二氧化碳排放标准进行设计计算。 1.3锅炉房基本概况

锅炉型号：SZL4-13型，共4台（2.8MW*4） 设计耗煤量：600kg/h（台） 排烟温度：160°C

烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3 空气过剩系数：a=1.4

烟气在锅炉出口前阻力：800 Pa 当地大气压：97.86 Pa 冬季室外空气温度：-1°C

空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3 设空气含湿量=12.93g/m3 烟气其他性质按空气计算

煤的工业分析值：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）：200mg/m 二氧化碳排放标准（标准状态下）：900mg/m3 净化系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内。

3

1.4通风除尘系统的主要设计程序

1. 燃煤锅炉排烟量及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. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。

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. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定，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、小结及参考文献等部分、文字应简明、通顺，内容正确完整，装订成册。 7. 图纸要求

1) 除尘系统图一张。

2) 除尘系统平面图、剖面布置图2-3张。图中设备管件应标注编号，编号应与系

统图对应。

2 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算

2.1标准状态下理论空气量

建立煤燃烧的假定：

1. 煤中固定氧可用于燃烧； 2. 煤中硫主要被氧化为 SO2； 3. 不考虑NOX的生成；

4. 煤中的N在燃烧时转化为N2。 标准状态下理论空气量：

Q'a 4.67(1.867C

Y

5.56H

Y

0.7S

Y

0.7O)

Y

(m/kg)

3

式中

C

Y

=68%，H=4%，S=1%，O=5%——分别为煤中各元素所含的质量分数。 结果为

Q'a

3

=6.97 (m/kg)

YYY

2.2标准状态下理论烟气量

标准状态下理论烟气量：

Q's 1.867(C

Y

0.375S) 11.2H

YY

1.24W

Y

0.016Q'a 0.79Q'a 0.8N

Y

(m/kg)

3

式中

Q'a

——标准状态下理论空气量，

m/kg

3

；

WN

Y

——煤中水分所占质量分数，6%； ——N元素在煤中所占质量分数，1%。 结果为

Q's

Y

=7.42

(m/kg)

3

2.3标准状态下实际烟气量

标准状态下实际烟气量：

Qs Q's 1.016（ 1）Q'a

(m/kg)

3

式中

——空气过量系数；

Q'sQ'a

——标准状态下理论烟气量，m/kg——标准状态下理论空气量，m/kg

3

3

； ；

3

标准状态下烟气流量Q应以m/h计，因此，

Q Qs 设计耗煤量

结果为

Qs

=10.25 (m/kg)=6150

(m/h)