大气污染控制工程课程设计指导书
褚淑祎
浙江农林大学 二〇一三年十一月
一、课程设计的目的
大气污染控制工程课程设计是大气污染控制工程课程的重要实践性环节，是环境工程专业学生在校期间第一次较全面的大气污染控制设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。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，培养学生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。
二、设计任务书
1. 课程设计的题目
某热电厂锅炉烟气除尘系统设计 2. 设计原始资料
锅炉型号：SZL4-13型，共3台（2.8MW×4） 设计耗煤量：（500+学号后两位）kg/h（台） 排烟温度：172℃
烟气密度（标准状态下）：1.24 kg/m3 空气过剩系数：α=1.3
排烟中飞灰占煤中不可燃的比例：15% 烟气在锅炉出口前阻力：600Pa 当地大气压力：97.86kPa 烟气其他性质按空气计算 烟气中烟尘颗粒粒径分布： 平均粒径/um 粒径分布/% 0.5 3 3 20 7.5 15 15 20 25 16 35 10 45 6 55 3 ﹥60 7 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）中二类区执行 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3
净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧20m以内。
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218012000404048666007006003660300066606660404033303330333033303330333033303450
图1锅炉房平面布置图
三、设计内容与要求
1．燃煤锅炉排放量及烟尘的计算。 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。并计算各管段的直径、长度、烟尘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内容。课程功能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，书写工整、装订成册。
7．图纸要求：一张设计工艺平面布置图，一张除尘器的三视图。图应按比例绘制，并附说明。
四、主要参考书目
（1）郝吉明，马广大主编.大气污染控制工程。北京：高等教育出版社，2002
（2）北京市设备安装工程公司.全国通用通风管道计算表.北京：中国建筑工业出版社，1997 （3）同济大学等编。锅炉及锅炉房设备.北京：中国建筑工业出版社，1986
（4）上海市工业设备安装公司等编.全国通用通风管道配件图表。北京：中国建筑工业出版社，1979
（5）陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987
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（6）风机样本.各类风机生产厂家. （7）工业锅炉旋风除尘器指南.1984
五、设计指导
1. 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
'Qa?4.76(1.867CY?5.56HY?0.7SY?0.7OY) （m3/kg）
式中 C，HY，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（设空气含湿量为12.93g/m3）
''Qs'?1.867(CY?0.375SY)?11.2HY?1.24WY?0.016Qa?0.79Qa?0.8NY （m3/kg）
YYY式中 Qa——标准状态下理论空气量，m3/kg； W——煤中水分所占质量分数，%；
Y'NY——N元素在煤中所占质量分数，%。
（3）标准状态下实际烟气量
'Qs?Qs'?1.016(??1)Qa （m3/kg）
式中
?——空气过量系数。
注意：标准状态下烟气流量Q以计，因此，Q?Qs?设计耗煤量 （4）标准状态下烟气含尘浓度
dsh?AYC? （kg/ m3）
Qs式中 dsh——排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数； A——煤中不可燃成分的含量； Qs——标准状态下实际烟气量，m3/kg。 2. 除尘器的选择
（1）除尘器应达到的除尘效率
Y??1?式中 C—标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；
CS CCs—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3。 （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。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. 确定除尘器和风机的位置及管道的布置 （1）各装置及管道布置原则
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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。 （2）管径的确定
d?式中Q—工况下管内烟气流量，m3/s；
4Q??（m）
。 ?—烟气流速，m/s（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘?=10～15m/s）
管径计算出以后，要进行圆整（查全国通用通风系统计算表），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。 4. 系统阻力的计算 （1）摩擦压力损失
对于圆管 ?pL式中 l—圆管长度，m；
d—管道直径，m；
l??2（Pa） ???d2?—烟气密度，kg/m3；
?—管中气流平均速率，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。可以查手册得
到（实际中对金属管道?值可取0.02，对砖砌或混凝土管道?值可取0.04）。 （2）局部压力损失
?p???式中
??22（Pa）
?—异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得；
?—与?相对应的断面平均气流速率，m/s； ?—烟气密度，kg/m3。
7. 风机和电动机选择及计算 （1）风机风量的计算
Qy?1.1Q?式中 1.1—风量备用系数；
273?tP101.325（m3/h） ?273BQ—标准状态下风机前表风量，；
tP—风机前烟气温度，若管道不太长，可以进似取锅炉排烟温度；
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