大气污染控制工程课程设计实例Word下载.docx
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分别为煤中各•元素所含的质量百分数。
Qa'
=4.76x(1.867x0.68+5.56x0.04+0.7xO.Ol-0.7x0.05)
=6.97(/h\/^)
(2)理论烟气呈:
(设空气含湿B12.93g/m3N)
Q;
=1.867(Cr+0.375Sr)+11.2Hr+1.24VVr+0.0160+0.790;
+0.8N『(m3N/kg)
理论空气虽:
(m3N/kg)
W‘一煤中水分所占质量百分数:
Ny-N元素在煤中所占质量百分数
Q、'
=1.867x(0.68+0.375x0.01)+11.2x0.04+1.24x0.06
+0.016x6.97+0.79x6.97+0.8x0.01
=7.42(mj/kg)
(3)实际烟气量
&
=(2;
+1.016(67-1)(2;
(m3N/kg)
一空气过量系数。
0;
—理论烟气量(m3N/kg)
。
;
一理论空气量(m3N/kg)
烟气流量G应以m3N/hih因此。
Q=Qsx设计耗煤量
2=7.42+1.016x(1.4-1)x6.97
=10.25(m?
N/kg)
=10.25x600
=6150in3N/h)
(4)烟气含尘浓度:
小ds・A/1,a、
C=—(kg/m3N)
Q,
式中:
dsh—排烟中飞灰占煤中不可燃成分的百分数:
4”一煤中不可燃成分的含量;
2—实际烟气量(m3N/kg)o
小0.16x0.15
10.25
=2.34xl0_3(kg/n?
N)
=2.34x103(mg/m3N)
(5)烟气中二氧化硫浓度的计算
(mg/m3N)
S'
—煤中含硫的质疑分数。
Qs—燃煤产生的实际烟气量(m3N/kg)
2x0.01x0.98“6
x10
=1.91xl03(n^/m3N)
2•除尘器的选择
(1)除尘效率
G—烟气含尘浓度,mg/m3N:
G—锅炉烟尘排放标准中规立值,mg/m3Ne
200
7=1=91.45%
2.34x2
(2)除尘器的选择
OT
工况下烟气流量:
Q=—(m3/h):
T
式中,Q—标准状态下的烟气流量,m3/h:
厂一工况下烟气温度,k:
丁一标准状态下温度273k°
小6150x(273+160)
Q=
273
=9754(m'
/h)
2=竺=2.7(点)
36003600
根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确左除尘器:
由陕西蓝天锅炉设备
制造有限公司所提供的“XDCG型陶瓷多管髙效脱硫除尘器”(《国家级科技成果重点推广计划》项目)中选取XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器。
产品性能规格见表1,设备外型结构尺寸见表乙
表1XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格
型
配套锅炉
处理烟
除尘
排烟
设备阻
脱硫
重fit
号
容址(J/H)
气虽(m3/h)
效率(%)
黑度
力(Pa)
效率(力)
(kg)
X
D6C4
4
12000
>
98
些1
级林格曼
黒度
800-14
00
85
280
表2XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器外型结构尺寸(见图1)
H
Hi
Hz
H3
A
B
c
b
E
F
44
60
29
42
35
70
14
30
50
10
•H0
图1X0CG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器外型结构尺寸
3.确泄除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。
并il•算各管段的管径、长度、烟囱髙度和出口内径以及系统总阻力
<
1)各装置及管道布置的原则
根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确左%装置的位置。
一冃确左各装苣的位置,管逍的布置也就基本可以确左了。
对齐装苣及管道的布置应力求简单、紧凑、管路短、占地而积小,并使安装、操作和检修方便。
(2)管径的确定
(m)
式中,0—工况下管道内的烟气流量(m3/s):
一烟气流速(m/s)(对于锅炉烟尘v=10-15m/s)o
取v=14m/s,
!
4x2.7
#3.14x14
=0.49
由公式d=
可计算出实际烟气流速:
圆整并选取风道:
外径D(mm)
钢制板风管
外径允许偏差(trun)
壁厚(mm)
500
±
1
0.75
内径=di=500-2x0.75=495.5mm
424x2.7
v=—-=7=13・8(m/s)
加丄3・14x0.49552
4•烟囱的设计
(1)烟囱髙度的确左
首先确左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(表3)确定烟囱的高度。
表3锅炉烟囱高度表
锅炉总额定出力
(t/h)
17
2~<
6
6~
10-20
26-<
烟囱最低高度(m)
20
25
40
45
锅炉总额定出力:
4x4=16(t/h)故选定烟囱高度为40m.
(2)烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式汁算:
G—通过烟囱的总烟气捲(m3/h)
一按表4选取的烟囱岀口烟气流速(m/s)
表4烟囱出口烟气流速m/s
通风方式
运行情况
全负荷时
最小负荷
机械通风
4~5
自然通风
6-10
2.5-3
选定s=4m/s
14x9754
d=0.0188—J=1.83加
圆整取d=1.8m
烟囱底部直径
di=d丄+2•i•H(m)
於一烟囱出口直径(m);
烟囱高度(m);
X-烟囱锥度(通常取^0.02-0.03)o
取8.02,
di=1.83+2x0.02x40=3.5mo
(3)烟囱的抽力
/、
Sv=0.0342/7—!
—一一!
—・B(Pa)
273+r273+f”
\女p/
式中,件一烟囱髙度(m):
力一外界空气温度(°
C):
k烟囱内烟气平均温度(°
纟一当地大气压(Pa)°
=0.0342x40x(—11——)x97.86x10’
y273-1273+160
=183(Pa)
5.系统阻力的计算
(1)摩擦压力损失
对于圆管,AP=兄土.£
£
_(Pa)
(12
式中,厶一管道长度(m)
管道宜径(m):
卩一烟气密度(kg/m3);
一管中气流平均速率(m/s):
久一摩擦阻力系数,是气体雷诺数Ae和管道相对粗糙度△的函数。
可以(1
査手册得到(实际中对金属管道x值可取0.02,对砖砌或混凝上管道X值可取
0.04)。
Q.对于4>
500圆管
L=9.5m
p=p=1.34x=0.84伙g/府)
273+160443
△片=0.02x
9.50.84x13.82
——x
0.52
=30・4(如
b.对于砖砌拱型烟道
A=2x—D1=B'
+-(—)2
422
D=500/77/7?
故B=450〃〃”
图2砖砌拱型烟道示总图
式中.A为而积,X为周长匚
(2)局部压力损失
\P=g・
(PQ)
异形管件的局部阻力系数,可在有关手册中査到,或通过实验获得:
U—与g相对应的断面平均气流速率(m/s):
p—烟气密度(kg/m3)o
图3中一为减缩管
(」W45°
C时,g二0.1
取(】二45°
C、u=13.8m/s
pu20.84x13.82
△P=§
-——=0.1x=8・0(Pa)
22
/i=0.05xtan67.5=0.12(/77)
图3中二为30°
CZ型弯头
h=2.985-2.39=0.595=0.6(肋
%=°
・%5=0.12,取歹=0.157
由《通风》817页表18-17得纟斷二1.0
§
=1.0x0.157=0.157
=0.157x
0.84x13.82
2
=12・6(P"
)
图3中三为渐扩管
0.35x1
3.14x
0.49852~~4-
=1.79
查《大气污染控制工程》附表十一,并取a=30〃
则§
=0.19
匕PU,n0.84x13.82
AP=g——=0.19x=15・2(Pa)
/3=(1_°
985)%tan15。
=o.93(〃?
图4中a为渐扩管
a<
45°
时,疳=0」
取(7=30"
u=13.8/;
?
/5
△P=g牛=0.1X°
84¥
父8=&
0(皿)
I=0.93(加)
图4中b、c均为90。
弯头
D=500、取R=D、则纟=0.23,
则\p=g已_=0.23x°
84心8=18.4(Pa)
两个弯头AP=2AP=2x18.4=36・8(Pa)
对于如图5所示T型三通管:
v?
l2
图5T型三通管示意图
=0.78
=0.78x
0.84X13.F
=62.4(Pa)
对于T型合流三通:
^=0.55
=0.55x
=44(Pg)
系统总阻力(其中锅炉出口前阻力为800Pa,除尘器阻力1400Pa):
YzV7=30.4+84.1+8.0+12.6+15.2+8.0+36.8+62.4+44+800+1400
=2601.5(Pa)6•风机和电动机选择及汁算
(1)风机风量的计算
273+/“
101.325
(m3/h)
1.1—风量备用系数:
—风机前风量(m3N/h):
k风机前烟气温度(°
C),若管道不太长,可以近似取锅炉排烟温度:
纟一当地大气压力(kPa)。
Qr
=1.1x6150
273+160
~~273
97.86
=11109.8m3/h
(2)风机风压的计算
比=l・2(》A/7-SJ
273+厂
273+0
101.3351.293
xx
BPy
(Pa)
1.2-风压备用系数;
工AA—系统总阻力(Pa)
3—烟囱抽力(PC:
k风机前烟气温度
k风机性能表中给出的试验用气体温度(°
Q厂标况下烟气密度(y=1.34kg/m3N),
Hy=1.2(2601.5-183)
273+250
x
1.293
1.34
=2400(%)
3600x1000/^72
(kw)
根据。
和选宦Y5-47-136.5C工况序号为2的引风机,性能表为:
机号
转速
工
流虽
全压
内效
内功率
所需功
传动方式
(r/min)
况序号
率(%〉
•kw)
率(kw)
6.5C
2620
11930
299
78.6
12.61
17.66
(3)电动机功率的计算
Q—风机风呈:
(m3/h):
/一风机风压(Pa);
风机在全压头时的效率(一般风机为0.6,髙效风机约为0.9〉:
12—机械传动效率,当风机与电机直联传动时H2=t用联轴器连接时
Q2二0.95"
0.98,用三角皮带传动时Q2=0.95:
B—电动机备用系数,对引风机,P=1.3o
=16.9(kw)
11109x2400x1.3
3600x1000x0.6x0.95
根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选泄"
80M-2型电动机。
7、系统中烟气温度的变化
(1)烟气在管道中的温度降
(°
C)
G—烟气流量(m3N/h)
1管道散热而积(m2)
烟气平均比热(一般^1.352-1.357kJ/m3N-r);
Q—管道单位而积散热损失。
室内<
7=4187kJ/m2>
h
室外<
7=5443kJ/m2-h
室内管道长:
L=2.18-0.6-0.12=1.46m
F=7d・D=3.14x1.46x0.5=2.29/zr
室外管道长L=9.5-1.46=8.04m
F=7d•D=3.14x8.04x0.5=12.62/7?
/+5厲oc
_(4187x2.29+5443x12.62)
6.50x1.354
=9.4(°
(2)烟气在烟囱中的温度降:
4烟囱髙度(m):
D—合用同一烟囱的所有锅炉额立蒸发量之和(十/h):
N—温降系数.可由表5查得。
表5烟囱温降系数
烟囱种类
钢烟囱
(无衬筒)
(有衬筒)
砖烟囱(H〈50m)
壁厚小于0.5m
砖烟囱
壁厚大于0・5m
0.8
0.4
02
’•=4(°
v4x4
总温度降厶t=St}+AT2=9.4+4=13.4(°
五、主要参考书目(略)
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