（冶金行业）某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计目录1前言32设计原始资料43除尘工艺系统设计和计算53．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算53．1.1标准状态下理论空气量53．1.2标准状态下理论烟气量53．1.3标准状态下实际烟气量63．1.4标准状态下烟气含尘浓度63．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算63．2管径的确定73．3温降的计算73．3．1烟气在管道中的温度降73．3.2烟囱高度的确定83．3.3烟气在烟囱中的温度降83．4净化系统设计方案的分析确定93．4．1除尘器应达到的除尘效率93．4．2除尘脱硫设备选择93．5烟囱的设计103．5．1烟囱直径的计算103．5．2烟囱底部直径的计算103．5．3烟囱的抽力103．6系统阻力的计算1123．6．1摩擦压力损失113．6．2局部压力损失113．7风机和电动机选择及计算123．7．1风机风量的计算123．7．2风机风压的计算123．7．3电动机功率的计算134．小结145参考文献：156附录166．1除尘器入口管道连接166．2风机入口管道连接166.3 T型三通管161前言随着社会经济的发展，城市化和工业化进程的加速，以及煤、油为主的能源框架，环境污染越来越严重。

而在我国的能源结构中以燃煤为主，众所周知煤炭在燃烧过程中会产生较多的污染物，尤其是向大气中排放酸性污染物，在大气迁移过程中形成酸性沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得广泛关注。

本设计是某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计，主要目的就是除尘和烟气脱硫，以达到污染物排放标准，其中主要包括除尘器的选择、烟气管网的布置及风机及电机的选择设计。

2设计原始资料锅炉型号：SZL4—13型，共4台（2.8MW×4）设计耗煤量：600kg/h(台)排烟温度：160℃烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：-1℃空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3计烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：C Y=68%H Y=4%S y=1%O Y=5%N Y=1%W Y=6%A Y=15%V Y=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/m3二氧化硫排放标准（标准状态下）：900mg/m3净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧15m以内。

3除尘工艺系统设计和计算3．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算43．1.1标准状态下理论空气量式中C Y,H Y,S y,O Y—分别为媒中各元素所含的质量分数。

已知煤中各种成分的质量分数为：煤的工业分析值：C Y=68%H Y=4%S y=1%O Y=5%N Y=1%W Y=6%A Y=15%V Y=13%各数值带入上式可得理论空气量：Q＝4.78×(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)＝6.9977m/kg 3．1.2标准状态下理论烟气量Qs’=1.867（CY+0.375Sy）+11.2H+1.24W+0.16Q+0.79Q+0.8N(m/kg) 式中Q：标准状态理论空气量，W Y：煤中水分子所占质量分数，N Y：N元素在媒中所占质量分数.设空气含湿量12.93g/m3,将上面数值代入公式同理可求得标准状态下理论烟气量Qs’=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2×0.04＋1.24×0.06+(0.16+0.79)×6.9977+0.8×0.01=8.455m/kg3．1.3标准状态下实际烟气量已知空气过剩系数为1.4,可求出标准状态下实际烟气量Q S＝8.455＋1.106×(1.4-1)×6.9977=11.30m3/kg注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此：已知设计耗煤量：600kg/h(台)则标准状态下烟气流量Q=11.30×600×4=27120m3/h3．1.4标准状态下烟气含尘浓度式中d sh—排烟中飞灰占媒中不可燃成分的质量分数;A Y—煤中不可燃成份的含量；Q s—标准状态下实际烟气量，m3/kg。

已知:d sh=16%Q Y=15%Q s=11.30m3/kg代入上式求得标准状态下烟气含尘浓度3．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算式中S y—煤的含可燃硫的质量分数；Qs—标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg已知:S y=1%,Qs=11.30m3/kg代入上式可得C SO2=1.77×103mg/m3 3．2管径的确定式中Q—工况下管内烟气流量v—烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v=10～15m/s）。

已知：每台锅炉的烟气流量Q=6780m3/h，取v=12m/s,可得d=0.45m 圆整后取d=0.45m,可算得v=11.85m/s。

3．3温降的计算当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。

除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。

63．3．1烟气在管道中的温度降式中Q—标准状态下烟气流量，m3/h;F—管道散热面积，m2;Cv—标准状态下烟气平均比热容（壹般为1.352～1.375kJ/m3.℃）q—管道单位面积散热损失。

室内q=4187kJ/(m2.h)；室外q=5443kJ(m2.h)，Q＝6780m3/h,取Cv=1.360kJ/m3.℃,而F=LS=∏LD已知室内俩段:L1＝0.68m,D1=0.6m;L2=1.4m,D2=0.45m室外:墙到除尘器进口管道距离L3=3.29m,直径计D3=0.45m;除尘器到风机的管道距离L4=4.2m,直径计D4=0.45m;风机到烟道入口的管道距离L5=2.2m，直径计D5＝0.45m;烟道入口到烟囱底部的烟道距离L6=12.79m,F=0.64m2;则⊿t1＝0.58℃,⊿t2=1.99℃,⊿t3=2.74℃,⊿t4=3.5℃,⊿t5=1.83℃，⊿t6=4.83℃风机进口前温度降⊿t=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4=8.81℃风机前温度t1=T-⊿t=160-8.81=151.2℃到达烟囱入口温度将⊿t’=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4+⊿t5+⊿t6=15.47℃因此到达烟囱入口烟气温度t2=T－⊿t’＝160－15.47＝144.53℃3．3.2烟囱高度的确定首先确定共用壹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1）确定烟囱的高度。

表1锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力t/h<1 1～2 2～6 6～10 10～20 26～35烟囱最低高度20 25 30 35 40 45 根据上表,由锅炉总额定出力为16t/h,选烟囱高度为44m.3．3.3烟气在烟囱中的温度降式中H—烟囱高度，m;D—合用壹烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；A—降温系数，可由表2查得：表2烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（H<50m）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA 2 0.8 0.4 0.2根据锅炉型号可知D=16t/h；选择砖烟囱壁厚小于0.5m,取0.3m;因H=44,A ＝0.4,由上公式可得⊿t2=4.4℃,而烟囱得进气温度为:144.53℃,那么烟囱的出口温度为144.53-4.3=140.23℃3．4净化系统设计方案的分析确定3．4．1除尘器应达到的除尘效率式中C—标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3.8Cs—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3.已知:Cs=200mg/m3；C=2124mg/m3，可得h=90.6%3．4．2除尘脱硫设备选择综合上各因素可选出XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器，详情如下：图1除尘脱硫设备结构图表3XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量/t/h 处理烟气量/m3/h除尘效率/%排烟黑度设备阻力/Pa脱硫效率/%质量kgXDGC4 4 12000 >981级林格曼黑度800～1400 >85 2800表4XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器外形结构尺寸H H1 H2H3 A B C D E F4460 2985 4235 700 1400 1400 300 50 350 10003．5烟囱的设计3．5．1烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算式中Q—通过烟囱的总烟气量，m3/h；υ—按表5选取的烟囱出口烟,m/s。

表5烟囱出口烟气流速运行情况通风方式全负荷时最小负荷机械通风10～20 4～5自然通风6～10 2.5～3 由烟气总流量Q=27120m3/h,取υ=12m/s,可得烟囱出口内d=0.89m 3．5．2烟囱底部直径的计算烟囱底部直径式中d2—烟囱出口直径，m；H—烟囱高度，m；i—烟囱锥度，通常取i=0.02～0.03。

取i=0.02,已知d2=0.89m,H=44m则d1＝0.89+2×0.02×44=2.65m3．5．3烟囱的抽力式中H—烟囱高度，t k—外界空气温度，t p—烟囱内烟气平均温度,B—当地大气压，已知H=44m,t k=-1℃,t p=140.23℃,B=97860Pa；则S y＝185.0Pa3．6系统阻力的计算3．6．1摩擦压力损失10对于圆管：式中L—管道长度值;钢管和砖砌的长度d—管道直径，ρ—烟气密度v—管中气流平均速率λ—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。

能够查手册得到（实际中对金属管道λ值可取0.02，对砖砌或混凝土管道λ值可取0.04）。

已知管道长L=2.18+0.6+1.19+0.4+1.6+1.8+2.2=9.97m，d=0.45mλ=0.02,v=11.85m/s,ρ=1.34kg/m3则代入上面公式有⊿p L=41.68Pa3．6．2局部压力损失式中:ξ—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；v—和ξ相对应的断面平均气流速率，m/s；ρ—烟气密度，kg/m3已知90°弯头ξ＝1.1；30°Z形管ξ＝0.16；天圆地方分别为：ξ＝0.19和ξ＝0.13；T形三通：合流管ξ＝0.78；分流管ξ＝0.55；v=11.85m/s,ρ=1.34kg/m3代入上面公式有△p=273.78Pa有＝41.68Pa＋273.78Pa＋1400Pa＝1715.46Pa3．7风机和电动机选择及计算3．7．1风机风量的计算式中1.1—风量备用系数；Q—标准状态下风机前表态下风量，m3/h；t p—风机前烟气温度，℃，若管道不太长，能够近似去锅炉排烟温度；B—当地大气压力，kPa。