(燃煤锅炉房)环境工程课程设计资料解读

环境工程专业课程设计

（一）课程设计任务书

一、课程设计的题目

某燃煤锅炉房烟气除尘系统设计

二、课程设计的目的

通过课程设计进一步消化和巩固专业课程所学内容，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。

三、设计原始资料

锅炉型号：KZL4—13型，共4台

锅炉蒸发量：单台4t/h

计算耗煤量：600kg/h·台

排烟温度：160℃

烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3

空气过量系数：α＝1.4

排烟中飞灰占煤中总灰分的比例：16％

烟气在锅炉出口前阻力：800Pa

当地大气压力：97.86kPa

空气温度：20℃

空气含水（标准状态下）按0.01293 kg/m3取用

烟气其他性质按空气计算

煤的元素分析值：

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图1 所示的锅炉房北侧15m以内。

四、设计内容和要求

1. 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。

净化系统布置区域（距锅炉房15m以内）

图1 锅炉房平面布置图

图2 І–І剖面图

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。并计算各管段的管径、长度、烟囱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

除尘系统平面、剖面布置图各1张（均为1号图），如图1 和图2 。图中设备管件应标注编号，布置图应按比例绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式。在平面布置图中应有方位标志（指北针）。

五、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) 钢铁企业采暖通风设计手册. 北京：冶金工业出版社，2000.

(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) 航天部第七研究设计院编. 工业锅炉房设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，1986.

(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. (6) 风机样本. 各类风机生产厂家.

(7) C.H. 莫强主编. 杨文学，徐希平等译. 唐宗炎校. 锅炉设备空气动力计算（标准方法）. 北京：电力工业出版社，1981.

（二） 课程设计指导书

一、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

4.76(1.876

5.560.70.7)Y Y Y Y V C H S O =++- (m 3/ kg)

式中 C Y ，H Y ，S Y ，O Y ——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12.93g/m 3）

1.867(0.375)11.1 1.240.0160.790.8Y Y Y Y Y y V C S H W V V N =++++++ (m 3/ kg) 式中 V ——标准状态下理论空气量，m 3/ kg ； W Y ——煤中水分所占质量分数，%； N Y ——煤中N 元素所占质量分数，%。

3. 标准状态下实际烟气量

1.016(1)y y V V V α=+- (m 3/ kg)

式中 α——空气过量系数；

y V ——标准状态下理论空气量，m 3/ kg ； V ——标准状态下理论空气量，m 3/ kg ；

注意：标准状态下烟气流量'y V 以3/m h 计，因此，'y V ＝y V ×设计耗煤量。 4. 标准状态下烟气含尘浓度

Y fh y

d A C V =

(kg/m 3)

式中 fh d ——排烟中飞灰占煤中总灰分的比例； A Y ——煤中灰分的质量分数；

y V ——标准状态下实际烟气量，m 3/kg 。

5. 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算

2

6210Y SO y

S C V =⨯ (mg/m 3) 式中 S Y ——煤中硫的质量分数；

y V ——标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m 3/kg 。

二、系统中烟气温度的变化

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。

1. 烟气在管道中的温度降

1'

y V

q F

t V C ∆=

(℃) 式中 'y V ——标准状态下烟气流量，m 3/h ； F ——管道散热面积，m 2；

C V ——标准状态下烟气平均比热容（一般为1.352 ~ 1.357 kJ/m 3 · ℃）； q ——管道单位面积散热损失。 室内q ＝4187 kJ/(m 2 · h)

室内q ＝5443 kJ/(m 2 · h) 2. 烟气在烟囱中的温度降

2t ∆=

(℃) 式中 H ——烟囱高度，m ；