大氣污染操縱工程

課程設計設設計講明書大氣污染操縱工程?課程設計講明書前言:在目前，大氣污染差不多變成了一個全球性的咨詢題，要緊有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染能夠講要緊是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的礙事。目前，大氣污染差不多直截了當礙事到人們的軀體健康該燃煤電廠的大氣污染物要緊是顆粒污染物，而且排放量比立大因此必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，礙事人們的健康生活。因此,做為一名環境工程專業的學生，應該有處理煙塵的能力，此課程設計確實是根基針對燃煤鍋爐的尾氣處理所制定的一份方案。設計原始資料如下：直吹式煤粉爐，3臺設計耗煤量：36.4t/h〔臺〕鍋爐額定蒸發量10t/h〔臺〕主蒸汽壓力9.8Mpa鍋爐排煙量44000m3/h排煙溫度：140?150°C，本設計取150°C排煙中飛灰占煤中不可燃成分比例：15%空氣過剩系數a=1.8煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當地大氣壓力：100kPa冬季室外空氣溫度：一1°C空氣含水〔標準狀態下〕按0.01293kg煙氣其他性質按空氣計算飛灰化學成分質量分數〔％〕飛灰化學成分質量分數〔％〕SiO255.56?62.8A12O315.79?19.38Fe2O37.0?12.2CaO2.0?4.0MgO1.2?4.4K2O2.3?3.3Na2O0.8?2.2SO21.0?2.7按鍋爐大氣污染物排放標準〔GB13271-2001〕中二類區標準執行。煙塵濃度排放標準〔標準狀態下〕：200mg/m3凈化系統布置場地如圖1、圖2所示,在鍋爐房南側20m以內一、設計緣故此除塵凈化系統通過落低煙塵排放量，極大地改善了大氣環境質量。好的除塵凈化系統不僅除塵效果好，投資省，而且抵達排放標準設計除塵凈化系統時，通常遵循以下緣故此：對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。管道應盡量集中成列，平行敷設，與柱、墻、設備及管道之間應留有足夠距離，以滿足施工、運行、檢修和熱脹冷縮要求。除塵管道力求順直，當必須水平敷設時，要有一定的坡度和足夠的流速以防止積塵。為減輕風機磨損，特殊當含塵濃度較高時〔大于3g/m3時〕應將凈化裝置設在風機的吸進段。分支管與水平管或傾歪主干管連接時，應從上部或側面接進；幾個分支管搜集于同一主干管時，搜集點最好不設在同一斷面上。三通管的夾角一般不大于300。二、設計步驟凈化方案應該定；由于本處理工藝要求處理煙塵量較大，且除塵效率較高，因此需要一種除塵效率在特殊高的除塵器才能夠抵達效果，根基流程如如下面圖所示：

產-”X1產-”X1/布嚟塵排氣除塵器的選擇：靜電除塵器和布袋除塵器目前應用比立廣泛，依據兩種除塵器在性能上的差異以及實際應用情況，結合環保要求、污染物排放費用的征收情況，針對靜電除塵器和布袋式除塵器兩種除塵器在實際應用中的根基性能做以下比立。2.1除塵效率布袋除塵器對人體有嚴峻礙事的重金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更為有效，除塵效率比靜電除塵器更高。通常除塵效率可達99.99以上，排放煙塵濃度能穩定低于50mg/Nm3，甚至可達10mg/Nm3以下，幾乎實現零排放。從目前電力行業燃煤鍋爐應用的情況來瞧，布袋除塵器的排放能保證在30mg/Nm3以下。呼和浩特電廠兩臺200MW機組的鍋爐煙氣凈化采納了袋式除塵器，從CEMS系統長期自動監測的結果和權威檢測單位的測試人員人工采樣測試的結果來瞧，排放濃度均低于27mg/Nm3。隨著國家環保標準的進一步提高和越來越多的電廠燃用低硫煤〔或者通過了高效脫硫〕，就電除塵器而言，即使達標也變得越來越困難。而布袋除塵器其高效的過濾機理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化的礙事，具有穩定的除塵效率。針對目前國家環保的排放標準和排放費用的征收方式，布袋除塵器所帶來的經濟效益是顯而易見的。2.2煤種、風量、溫度、氣流等因素對除塵器的礙事燃煤電廠的煤種相對穩定，但也不能制止碰到煤種或煤質發生變化的時候；鍋爐系統是一個經常變動和調節的系統，因此從鍋爐中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數也不能保證不發生變化。這一系列的變化，針對不同的除塵器會引起明顯不同的變化。下面從要緊的幾個方面進行比立：送、引風機風量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化對布袋除塵器：煙塵濃度的變化只引起布袋除塵器濾袋負荷的變化，從而導致清灰頻率改變〔自動調節〕。煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快，相應的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對排放濃度可不能引起變化。對靜電除塵器：煙塵濃度的變化直截了當礙事粉塵的荷電量，因此也直截了當礙事了靜電除塵器的除塵效率，最終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高，排放濃度會相應增加；煙塵濃度減小除塵效率落低，排放濃度會相應落低。鍋爐煙塵量不變，送、引風機風量變化對布袋除塵器：由于風量的變化直截了當引起過濾風速的變化，從而引起設備阻力的變化，而對除塵效率根基沒有礙事。風量加大設備阻力加大，引風機出力增加；反之引風機出力減小。對靜電除塵器：風量的變化對設備沒有什么太大礙事，然而靜電除塵器的除塵效率隨風量的變化特不明顯。要是風量增大，靜電除塵器電場風速提高，粉塵在電場中的停留時刻縮短，盡管電場中風擾動增強了荷電粉塵的有效驅進速度，然而這缺少以抵償高風速引起的粉塵在電場中駐留時刻縮短和二次揚塵加劇所帶來的負面礙事，因此除塵效率落低特不明顯；反之，除塵效率有所增加，但增加幅度不大。溫度的變化對布袋除塵器：煙氣溫度太低，結露可能會引起“糊袋〞和殼體腐蝕，煙氣溫度太高超過濾料準許溫度易“燒袋〞而損壞濾袋。然而要是溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內，就可不能礙事除塵效率。引起不良后果的溫度是在極端溫度〔事故/不正常狀態〕下，因此關于布袋除塵器就必須設有對極限溫度操縱的有效保衛措施。對靜電除塵器：煙氣溫度太低，結露就會引起殼體腐蝕或高壓爬電，然而對除塵效率是有好處的；煙氣溫度升高，粉塵比電阻升高不利于除塵。因此煙氣溫度直截了當礙事除塵效率，且礙事較為明顯。2.2.4煙氣物化成分〔或燃燒煤種〕變化對布袋除塵器：煙氣的物化成份對布袋除塵器的除塵效率沒有礙事。然而要是煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時就會直截了當礙事濾料的使用壽命。對靜電除塵器：煙氣物化成份直截了當引起粉塵比電阻的變化，從而礙事除塵效率，而且礙事特殊大。煙氣中硫氧化物的含量對脫硫除塵器的礙事最為直截了當，通常硫氧氣化物的含量越高，粉塵比電阻越低，粉塵越輕易捕集，除塵效率就高；反之，除塵效率就低。另外煙塵中的化學成分〔如硅、鋁、鉀、鈉等含量〕的變化也將引起除塵效率的明顯變化。氣流分布對布袋除塵器：除塵效率與氣流分布沒有直截了當關系，即氣流分布不礙事除塵效率。但除塵器內部局部氣流分布應盡量均勻，不能偏差太大，否因此會由于局部負荷不均或射流磨損造成局部破袋，礙事除塵器濾袋的正常使用壽命。對靜電除塵器：靜電除塵器特不敏感電場中的氣流分布，氣流分布的好壞直截了當礙事除塵效率的凹凸。在靜電除塵器性能評價中，氣流分布的均方根指數通常是評價一臺靜電除塵器的好壞的重要指標之一。空氣預熱器及系統管道漏風對布袋除塵器：關于耐氧性能差的除塵布袋會礙事布袋壽命，好比：RYTON濾料，然而除塵效率不受礙事。由于混進冷風系統風量增加導致系統阻力增加。對靜電除塵器：設備阻力無明顯變化，然而系統風量增加提高了電場風速對除塵效率有礙事。關于本工藝，依據工況下的煙氣量44000m3/h煙氣溫度及要求抵達的除塵效率99.35%確定除塵器：選擇LCPM型脈沖除塵器，屬于袋式除塵器的一種煙囪高度和出口內徑應該定；煙囪出口直徑：①d=0.0188(Q/v)1/2d=3.1mmv=5m/s煙囪底部直徑d=d+2iH=6.5mi—取0.02?0.0312②煙囪高度確定按GB13271—2001鍋爐煙囪高度表查尋。H=45m管徑和煙氣流速應該定；管徑確定nd2v/4=Q鍋爐煙塵v=10?15m/s先估算流速，v=14m/s再計算管徑d=898mm再比照標準管徑計算實際流速:v=12.48m/s系統阻力的計算：分不計算摩擦壓力損失和局部壓力損失，然后求和：工Ah=2289.91pa風機和電機的選擇及計算：依據計算的風量、風壓選擇適合的風機；依據電動機的功率、風機轉速、傳動方式選擇相應的電動機；依據q和h選定4-68No.12.5C型工況序號為5的引風機，yy依據電動機的功率，風機的轉速、傳動方式選定JO293-4型電動機。三、參考文獻郝吉明.馬寬廣等編.大氣污染操縱工程.北京：高等教育出版社，2002鋼鐵企業采熱通風設計手冊.北京：冶金工業出版社，2000同濟大學等編.鍋爐及鍋爐房設備.北京：中國建筑工業出版社，1986航天部第七研究設計院編.工業鍋爐房設計手冊.北京：中國建筑工業出版社,1986陸耀慶主編.供熱通風設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，1987風機樣本.各類風機生產廠家工業鍋爐旋風除塵器指南.1984熊振湖等.大氣污染防治技術及工程應用.北京：機械工業出版社,2003附錄鍋爐煙氣除塵系統平面布置圖和鍋爐煙氣除塵系統剖面圖大氣污染操縱工程

課程設計設計計算書大氣污染操縱工程?課程設計計算書一．設計原始資料見講明書二.設計計算2.1燃煤鍋爐煙氣量Q'TQ'T44000x273273+150=23897.2m3/hQ=Qx設計耗煤量s=0.78(m=0.78(m3/kg)Q= =——S設計耗煤量 36400Q 工況下理論煙氣量,m3/kgsQ——標準狀態下煙氣流量,(m3/h)T，-----工況下煙氣溫度,KT------標準狀態下溫度,273K煙氣含塵濃度(kg/m3)d(kg/m3)―sh Q0.15x0.15x0.15=3.08x10-2(kg/m3)=3.08x104(mg/m3)式中d 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數sh煤中不可燃成分的含量Q 標準狀態下實際煙氣量,(m3/kg)s2.2除塵器的選擇除塵效率200n=1-3.08xl04=99.35%式中C——標準狀態下煙氣含塵濃度,mg/m3C 標準狀態下鍋爐煙塵排放標準中規定s值,mg/m3除塵器的選擇因此煙氣流速為空=44000=7.9伽/s)3600 3600依據工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求抵達的除塵效率確定除塵器。選擇LCPM型脈沖除塵器。型號為：LCPM320-20-2700。技術性能見表1。表1LCPM320-20-2700除塵器技術性能型號處理煙氣量過濾風濾袋尺除塵除塵/（m3?h-i〕速寸器阻器效〔m3/s〕〔mm〕力/率〔KPa〕〕/（％）LCPM320-20-2719200-57601-32700>99.5000設備安裝尺寸見表2。表2LCPM320-20-2700除塵器安裝尺寸型號 外形尺寸 進口尺出口尺接口標高寸 寸長寬高ABN1nfe H1H2H3LCPM4140432703835001091901402729105320-23942990901565990-2702.3確定除塵器，風機，煙囪的位置及管道布置。并計算各管段的管徑，長度煙囪高度和出口內徑以及系統總阻力。各裝置及管道布置的緣故此依據鍋爐運行情況現場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就根基能夠確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短，占地面積，并使安裝，操作方便。管徑應該定d=4d=4^7.9二0.85〔m〕兀x14式中Q——工作狀態下管道內的煙氣流量，m3/sv——煙氣流速取14m/s圓整并選取風道外徑鋼制板風管D/mm外徑準許偏差/mm壁厚/mm900土11.0內徑二d=900-2X1.0=898(mm)由公式d由公式d二.；4Q可計算出實際煙氣流速:，-兀vv=竺= 4x7.9 =12.48〔m/s〕兀d2 3.14x0.89822.4煙囪的設計煙囪高度應該定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發量(t/h),然后依據鍋爐大氣污染物排放標準中的規定表3確定煙囪的高度.表3鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定<11-22-66-1010-2026-35鍋爐總額定<11-22-66-1010-2026-35出力/(t/h)煙囪最低高202530354045煙囪最低高202530354045度/m鍋爐總額定出力:lOX3=30(t/h)所選定煙囪高度為45m。煙囪直徑的計算煙囪出口內徑可按下式計算：二0.0188Q 通過煙囪的總煙氣量，m3/h①——按表4選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。表4煙囪出口煙氣流速通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風10?204~5自然通風6?102.5~3①=5m/sJ3x44000- 二3.05(m)圓整取d=3.1m煙囪底部直徑d=d+2?i-H12d=3.1+2-0.03-45=6.5m1式中d——煙囪出口直徑，m2H煙囪咼度，mi——煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）本設計取i=0.03煙囪的抽力11S二0.0342H( — )-By 273+t273+tkpS=0.0342X45x(-- )x100x103y 273-1273+150=202.0Pa式中H——煙囪高度，m外界空氣溫度，oCt――煙囪內煙氣平均溫度，oCpB 當地大氣壓，pa2.5系統阻力的計算摩擦壓力損失式中L管道長度，md 管道直徑，mP――煙氣密度，kg/m3管中氣流平均速率九——摩擦阻力系數a.關于?900圓管L=2.0+0.7+11.6+1.0=15.3〔m〕

273273P"n2737150二1344423二°-86(炮/m3)二°.°24二14.64(Pa二°.°24二14.64(Pa)41.4° 2b.關于磚拱形煙道L=2X10.0=20?0mA二2xnD2二B2+n(B)2=l?27〔m2〕4 22D=9°°mm故B=712mm因此R=△二凹二°.3°X4.25式中，A為面積，X為周長ApL=ApL=°.°4x2°.° °.86412.482x2x°.9° 229.77(Pa)c?對風機后的方形風道L=3X2?0=6.0m尺寸：1250mmX800mm,因此：R=JA二旦二°.°7X18.5式中，A為面積，X為周長ApL57.4(Pa)二°.°24亠xApL57.4(Pa)2x°.°7 2局部壓力損失AV㈣式中E——異形管件的局部阻力系數，可在有關手冊中查到，

或通過實驗獲得；v 與2像對應的斷面平均氣流速率,m/sP――煙氣密度,kg/m3除塵器進口前管道的計算〔附圖1圖中一為漸擴管企二(900)2二2.25查表取a=30°CA6002因此：2=0.27△p= =0.27x0.86xf2.482=18.08(Pa)圖中二為30CZ形彎頭h=2.97-2.39=0.58(m)h/D二0.58/0.90二0.64,取2=0.15Re由手冊查得2=1.0Re2=1.0X0.15=0.15△p=2△p=2=0.15x0.86X12.4822=10.07(Pa)L2=h/tan30=0.58/tan30=1.004m圖中三為天圓地點連接?900圓管和500mmX1050mm方管設2=0.26長L=0.70m

因此=^PV2=0.27x0.86X12.482=17.5(Pa)22除塵器出口至風機進口段管道的計算〔附圖2a為天圓地點連接190mmX140mm和方管?900圓管設2=0.30長L=0.8m因此Ap=2PV2=0.30x0.86x12.52=20.16(Pa)22b、c均為90°彎頭D=900mm,取R=D，因此2=0.24Ap=g怛=0.24x086X12?482=16.13(P)22a兩個彎頭pf=2Ap二2X18.17二32.26(P)aT形三通管=0.76Ap=gPAp=gPV2=0.76x0.86x12.4822=51.06(P)a關于T形合流三通=0.58=0.58x=0.58x0.86x12.4822=38.97(P)a系統總阻力〔其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1200Pa〕工Ah=14.64+29.77+57.4+18.08+10.07+17.50+20.16+32.26+51.06+38.97+800+1200=2289.91(Pa)2.6風機和電動機選擇及計算

標準狀態下風機風量的計算Q=1.1Q3x10竺伽/h)y 273B式中1.1——風量備用系數；Q――標準狀態下風機前風量，m3/h;t――風機前煙氣溫度，C°，如管道不太長，能夠近似取鍋爐排煙溫p度；B——當地大氣壓力，kPa=1.1x44000x273+150x101.325=827.36(m3/h)273 100風機風壓的計算H=1.2(工AhH=1.2(工Ah-S)xyy(Pa)px x273+1Bpyy式中1.2――風壓備用系數;ZAh 系統總阻力，Pa。S——煙囪抽力，Pa。yt——風機前煙氣溫度，C°。pt——風機性能表中給的試驗用氣體溫度，c°。yp——標準狀態下煙氣密度，〔Y=1.34kg/m3〕y273+150101.3251.293H=1.2x(2289.91-202.0)x x x =1651.05(Pa)y 273+250 100 1.34依據q和h選定4-68No.12.5C型工況序號為5的引風機，性能yy表如下機號轉速工況流量全壓內效內功所需傳動/(t/min)序號/(m3/h)/Pa率/％率/kW功率

方式/kW方式/kW12.5C1120579342177092.065.0678.7512.5C11205電動機功率的計算QHpN=一 (kW)e3600xi000qn12式中Q――風機重量，m3/hyH——風機風壓，Pa；yn――風機在全壓頭是的效率(一般風機為0.6,高效風機約為0.9)；1機械傳動效率，當風機與電機直連傳動是n機械傳動效率，當風機與電機直連傳動是n=1,用聯軸器連22接是n=0.95-0.98,用V形帶傳動時n=0.95；22B――電動機備用系數，對引風機，B=1.2.“ 72982.1x2293.02xl.2N= =97.86(kW)e3600x1000x0.6x