目录1.设计概况 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计依据及原则 (1)1.3锅炉房基本概况 (1)2.设计计算 (2)2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 (2)2.1.1标准状态下理论空气量 (2)2.1.2标准状态下理论烟气量 (2)2.1.3标准状态下实际烟气量 (3)2.1.4烟气含尘浓度 (3)2.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (3)2.2除尘器的选择 (4)2.2.1除尘效率 (4)2.2.2除尘器的选择 (4)2.3确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (6)2.3.1各装置及管道布置的原则 (6)2.3.2管径的确定 (6)2.4烟囱的设计 (6)2.4.1烟囱高度的确定 (6)2.4.2烟囱直径的计算 (7)2.4.3烟囱的抽力 (8)2.5系统阻力的计算 (8)2.5.1摩擦压力损失 (8)2.5.2局部压力损失 (9)2.6风机和电动机选择及计算 (12)2.6.1标准状态下风机风量的计算 (12)2.6.2风机风压的计算 (12)2.6.3电动机功率的计算 (13)2.7系统中烟气温度的变化 (13)2.7.1烟气在管道中的温度降 (13)2.7.2烟气在烟囱中的温度降 (14)3.绘制图纸 (15)4.主要参考书目 (15)致谢 (15)1.设计概况1.1设计目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，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、方法以及步骤，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。
1.2设计依据及原则严格按《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）中的在用锅炉标准设计。
烟尘浓度排放标准（标准状态下）：3mg80m/二氧化硫排放标准（标准状态下）：3550mmg/1.3锅炉房基本概况锅炉型号：DLS4-28型（额定热功率2.8MW），共3台设计耗煤量：800kg/h·台排烟温度：200℃空气过剩系数：1.3标准状态下烟气密度：1.34kg/m3排烟中飞灰占煤不可燃成分的比例：16%锅炉阻力：800Pa当地大气压：98kPa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%锅炉外形尺寸：4800×3660×2550锅炉烟囱尺寸：φ600锅炉烟尘中的颗粒物粒度分布如下表：粒度范围（μm）平均粒径（μm）质量百分数（%）<5355-107.5710-30202230-60453560-807018>809013排放要求：按《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）中的在用锅炉标准设计。
锅炉房尺寸10m×26m，屋顶标高6.5m。
2.设计计算2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1.1标准状态下理论空气量建立煤燃烧的假定：煤中固定氧可用于燃烧；煤中硫主要被氧化为SO 2；不考虑NOx 的生成；煤中的氮在燃烧时转化为氮气。
()()kgm O S H C Q Y Y Y Y a /7.07.056.5867.176.43'-++=式中，——Y Y Y Y O S H C ,,,分别为煤中各元素所含的质量分数。
()()()kgm kg m Q a /97.6/05.07.001.07.004.056.568.0867.176.433' =⨯-⨯+⨯+⨯⨯=2.1.2标准状态下理论烟气量设空气含湿量12.93g/m3()()kgm N Q Q W H S C Q Y a a Y Y Y Y s /8.079.0016.024.12.11375.0867.13''' ++++++=式中，。
元素在煤中的质量分数——；—煤中水分的质量分数—N N W Y Y ()()()kgm kg m Q s /42.7/01.08.097.679.097.6016.006.024.104.02.1101.0375.068.0867.133'=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 2.1.3标准状态下实际烟气量()./'/''1016.1'33kg m Q kg m Q Y Q Y Q Q a s a s s ，标准状态下理论空气量——，标准状态下理论烟气量———空气过剩系数；—式中， -+=标准状态下烟气流量Q 应以h m /3计，因此，设计耗煤量⨯=s Q Q ()()()hm Q Q kg m Q s s /763280054.9/54.997.613.1016.142.733=⨯=⨯==⨯-⨯+= 设计煤耗量 2.1.4烟气含尘浓度()3/m kg Q A d C sYsh ⋅=式中，。
量，—标准状态下实际烟气—量；—煤中不可燃成分的含—可燃成分的质量分数；—排烟中飞灰占煤中不—kg m Q A d s Y sh /3()()3333/1052.2/1052.254.915.016.0m mg m kg C ⨯=⨯=⨯=-2.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算()36/1022m mg Q S C SY SO ⨯=式中，。
的实际烟气量，—标准状态下燃煤产生——煤中硫的质量分数；—3/m mg Q S S Y ()()3336/1005.2/1054.998.001.022m mg m mg C SO ⨯=⨯⨯⨯= 2.2除尘器的选择2.2.1除尘效率CC S-=1η式中，.//,33m mg C m mg C S 排放标准中的规定值，—标准状态下锅炉烟尘—；浓度—标准状态下烟气含尘—％83.961052.28013=⨯-=η2.2.2除尘器的选择工况下烟气流量()hm TQT Q /3''=式中，。
—标准状态下温度，—；—工况下烟气温度，—；量—标准状态下的烟气流—K T K T h m Q '3/()()()hm hm Q /13223/273200273763233'=+⨯= 则烟气流速为()s m Q /7.336001322336003'==根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器：选择宜兴市海纳环境工程有限公司XL-6型水膜脱硫除尘器。
表2-2-1XL-6型水膜脱硫除尘器产品性能规格型号处理烟气量（m3/h）除尘效率（%）排烟黑度设备阻力（Pa）脱硫效率（%）质量（kg）XL-618000>950~1林格曼黑度<70072~896900表2-2-2XL-6型水膜脱硫除尘器外型结构尺寸（见图2-2-1）规格DD1H4H3H2H1H A A1A2BXL-6140012001500430010207007520600720760510B1B2φφ1φ2E F G t1×h1t2×h2630670750850900345800200022-φ1416-φ12图2-2-1XL-6型水膜脱硫除尘器外型结构尺寸2.3确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。
2.3.1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定各装置的位置。
一旦确定各装置的位置，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。
2.3.2管径的确定()m Q d πυ'4=式中，()sm s m s m s m Q /14/15~10//'3==υυυ取。
对于锅炉烟尘—烟气流速，—；量，工况下管道内的烟气流——则()m d 58.01414.37.34=⨯⨯=圆整并选取风道外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm 6001±0.75()mm d 5.59875.026001=⨯-==内径由公式πυ'4Q d =可计算出实际烟气流速：()s m d Q /2.125985.014.37.34422'=⨯⨯==πυ2.4烟囱的设计2.4.1烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉总的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定（表2-4-1）确定烟囱的高度。
表2-4-1燃煤锅炉房烟囱最低允许高度锅炉房装机总容量MW <0.70.7~<1.4 1.4~<2.8 2.8~<77~<14≥14t/h <11~<22~<44~<1010~<20≥20烟囱最低允许高度m202530354045锅炉总功率：()MW 4.838.2=⨯锅炉总额定出力：()h t /1243=⨯故选定烟囱高度为m 40。
2.4.2烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：()m Qd ω0188.0=式中，。
速，选取的烟囱出口烟气流—按表—；，—通过烟囱的总烟气量—s m h m Q /2-4-2/3ω表2-4-2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10~204~5自然通风6~102.5~3选定s m /4=ω，则()m d 87.141322330188.0=⨯=圆整取m d 9.1=。
烟囱底部直径()m H i d d ⋅⋅+=221式中，()。
通常取—烟囱锥度—；—烟囱高度，—；—烟囱出口直径，—03.0~02.02=i i m H m d 取02.0=i ，()()m m d 47.34002.0287.11=⨯⨯+=圆整取m d 5.31=。
2.4.3烟囱的抽力()Pa B t t H S p k y ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=273127310342.0式中，。
—当地大气压，—；，—烟囱内烟气平均温度—；—外界空气温度，—；—烟囱高度，—Pa B C t C t m H p k ︒︒()Pa S y 2091098200273112731400342.03=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+--⨯⨯=2.5系统阻力的计算2.5.1摩擦压力损失对于圆管()Pa d L p L 22ρυλ⋅=∆式中，）。
值可取管道，对砖砌或混凝土值可取中对金属管道可以查手册得到（实际的函数。
和管道相对粗糙度体雷诺数—摩擦阻力系数，是气—；—管中气流平均速率，—；—烟气密度，—；—管道直径，—；—管道长度，—04.002.0//3λλλυρdKR s m m kg m d m L e A.对于600φ圆管m L 5.9=()3/77.047327334.1200273273m kg n =⨯=+=ρρB()Pa p L 8.2122.1277.05.05.902.02=⨯⨯⨯=∆B.对于砖砌拱形烟道（参见图2-5-1）mmD B B D A 600224222=⎪⎭⎫⎝⎛+==ππ故mmB 9.450=圆整并取值mmB 450=图2-5-1砖砌拱形烟道示意图2.5.2局部压力损失)(22Pa v p ρξ⋅=∆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 与ε相对应的断面平均气流速率，s m /；--ρ烟气密度，3/m kg。