【正文】 與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 20 0Q = )/( 63600913003600 3 smQ ??? 目前，國內(nèi)有關(guān)化學(xué)工程及環(huán)境工程的資料對于除塵 [1] [9] [10]的報道已較為詳細，干法除塵方法有重力沉降器、慣性分離器、 旋風(fēng)分離器、多管式旋風(fēng)分離器及旋流式分離器等。濕法除塵有噴淋塔、文丘管洗滌器、泡沫洗滌器、湍球塔、沖擊型洗滌器、強化型洗滌器等。下表 [10]為常用除塵器的性能。 表 1 除塵器規(guī)格及性能參數(shù) 除塵器名稱 除塵粒徑181。m 效率 % 阻力 Pa 氣速 m/s 設(shè)備費 運行費 重力沉降器 ≥ 100 ＜ 50 50130 低 很低 慣性除塵器 ≥ 40 5070 300800 1520 低 很低 旋風(fēng)除塵器 ≥ 520 7090 8001500 1015 低 低 沖擊式除塵器 ≥ 5 95 10001600 低 中 文丘里除塵器 ≥ 9098 400010000 低 高 電除塵器 ≥ 9099 50130 低 中 袋式除塵器 ≥ 9599 10001500 低 較高 本設(shè)計擬對一臺鍋爐進行煙氣除塵，鍋爐的蒸氣量為 35t/h，屬于小型鍋爐 ,為節(jié)省費用，并達到除塵率為 %,考慮旋風(fēng)除塵器最為適用。 旋風(fēng)除塵器 [5]是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。能有效的收集粒徑為 5微米以上的的塵 粒，且結(jié)構(gòu)簡單造價低廉，維修工作量小粉塵適應(yīng)性強，是目前應(yīng)用較多的一種除塵設(shè)備。旋風(fēng)除塵器有以下幾個特點： ① 結(jié)構(gòu)簡單，器身無運動部件，體積小，占地面積小，投資較少，不需特殊的附屬設(shè)備（洗滌器要求供水及污水處理裝置，過濾式和電力除塵器要振打清 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 21 灰裝置，電力除塵器還要高壓整流電源等）。 ② 操作，維護簡便，壓力損失中等，動力消耗不大，運轉(zhuǎn)、維護費用較低；造價低，除塵效率較高，適應(yīng)粉塵負荷變化性能好，可用于高溫含塵煙氣凈化。 ③ 操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制。對于粉塵的物理性質(zhì)無特殊性要 求（只是難以捕集 5um 以下的粉塵粒子 ,而本次煙塵含少量 5um 以下的塵粒，故適用 )，同時可根據(jù)化工生產(chǎn)的不同要求，選用不同材料制作，或內(nèi)襯各種不同的耐磨、耐熱材料，以提高使用壽命。 根據(jù)含塵氣體的粒度分布，所需的除塵效率，以及煙氣溫度等因素，選擇XZZ 型 旋風(fēng)除塵最為適合。 XZZ 型旋風(fēng)除塵器 有以下 特點 ： ① 結(jié)構(gòu)簡單新穎 ,高效中阻 ,負荷適應(yīng)性強 ,運行穩(wěn)定可靠 ,鋼耗小 ,占地面積省 ,管理維護方便 ,造價低等特點 。 ② 本除塵器可由單筒及數(shù)個單筒組合使用， 處理的風(fēng)量較大， 錐體底部帶有反射屏，防止二次氣流將 已分離的粉塵重新?lián)P起。 ③ 帶有料位料封裝置，除塵效率高，可達 95%。內(nèi)壁涂抹有 20 毫米的耐磨、耐高溫襯料、基耐磨性能是普通碳素鋼的 2030 倍，其耐溫達 450℃ 以上，可直接處理高溫廢氣 。 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 煙氣在管道中的溫度降 △ t1=VQCqF(0C） ? ???? = 式中： Q—— 標準狀態(tài)下煙氣流量， m3/h； F—— 管道散熱面積， m2； CV—— 標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為 ～ ℃ ） ； q—— 管道單位面積散熱損失，室內(nèi)： q=4187kJ/()；室外：q=5443kJ/() 煙氣在煙囪中的溫度降 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 22 △ t2=DHA（ 0C） 式中： H—— 煙囪高度， m； D—— 合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和， t/h； A—— 溫降系數(shù) ,可以由表 1 取得。 表 1 溫度系數(shù)表 所以，△ t2= ? = 總溫度降 △ t=△ t1+△ t2=+3= 確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置 各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊，管路短，占地面積省，并使安裝、操作和檢修方便。 管徑的確定 )m( ）（??????? ?? Q 式中： Q—— 工況下管內(nèi)煙氣流量， m3/s； v—— 煙氣流速， (10～ 15m/s，取 14m/s） 圓整并選取風(fēng)道 煙囪種類 鋼煙囪（無襯桶） 鋼煙囪（有襯桶） 磚煙囪（ H＜ 50m）壁厚小于 磚煙囪壁厚大于 A 2 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 23 表 2 風(fēng)管管徑數(shù)據(jù) 外徑 鋼制板風(fēng)管 mmD/ 外徑允許偏差 /mm 壁厚 /mm 1600 1? 100 內(nèi)徑 =d=17002*100=1500(mm ) 由公式 vQd ?4? 可計算出實際煙氣流速： / s 220 ????? dQv ? 煙囪的確定 首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量 30t/h，然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定確定煙囪的高度表 :30 故選定煙囪高度為 45m 表 3 鍋爐煙囪的高度 鍋爐總額定出力 (t/h) 2 1~2 2~6 6~10 10~20 26~35 煙囪最低高度（ m） 20 25 30 35 40 45 煙囪出口徑的計算 ?Qd ? 式中， Q—— 通過煙囪的總煙氣量， hm/3 ?—— 按表 4 選取的煙囪出口煙氣流速， sm/ 。 表 4 煙囪出口煙氣流速 通風(fēng)方式 運 行 情 況 全負荷時 最小負荷 機械通風(fēng) 10~20 4~5 自然通風(fēng) 6~8 2． 5~3 選定 ? =15 sm/ md ?? 煙囪底部直徑 Hidd ???? 221 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 24 md 3 .3 9540 2 .1 41 ????? 式中 2d —— 煙囪出口直徑， m H—— 煙囪高度， m i—— 煙囪錐度， i=~，取 i= 煙囪的抽力 BttHS pky ????? )273 1273 1( 式中 H—— 煙囪高度， m kt —— 外界空氣溫度， Co pt —— 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度， Co B—— 當?shù)卮髿鈮海?aP 其中，煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 pt =t39。21 ?t h=t39。21 DA h =()21 45 =154℃ 所以， )154273 14273 1( ????????yS = aP 系統(tǒng)阻力的計算 摩擦 壓力損失 對于圓管 2L ( P a )2Lp d ???? ? ? 式中： L—— 管道長度（不包括管件、閥門自身尺寸大小）， m d—— 管道直徑， m ρ —— 煙氣密度， kg/m3 ν —— 管中氣流平均速率， m/s λ —— 摩擦阻力系數(shù) 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 25 1500圓管 L=10m 工況狀態(tài)下煙氣的密度 )/( 273 3mkgn ??????? ?? 所以，壓力降為 PapL 2 ?????Δ 222 )2(242 BBDA ππ ???? （ D=1500mm) 所以 B=1252mm 局部壓力損失 ? ?2 Pa2p ???? ? ? 式中： ξ —— 異形管件的局部阻力系數(shù)，查有關(guān)手冊 ν —— 與 ξ 相對應(yīng)的斷面平均氣流速率， m/s ? —— 煙氣密度， kg/m3 除塵器進氣管的計算 圖 1：除塵器入口前管道示意圖（煙道走勢自行選擇） 圖 1 中一處為一漸縮管 漸縮管的計算 α ≤ 45℃時 ,ξ = 取α =45℃ ,v= 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 26 )(2 22 Pavp ????? ?ξΔ 二處為一 30℃ Z 形彎頭 )( 9 8 mh ???? , ???? ξ取Dh ξξξ ??Re 由手冊查得 ?ξ ξ = = )( 22 Pavp ????? ρξΔ 三處為一漸擴管 ????AA 查表，并取α =30176。則ξ = ? ? )( 22 Pavp ?????? ρξΔ 除塵器出氣管的計算 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 27 圖 2 除塵器出口至風(fēng)機入口段管道示意圖 漸擴管的計算 α≤ 45℃時 ,ξ = 取α =30℃ ,v= )( 14 . 22 Pavp ????? ρξΔ 設(shè)兩個均為 90176。彎頭 D=500，取 R=D，則ξ = )Pa( 14 . 22 ?????? ?? 兩個彎頭 Papp ?????? T 形三通管 圖 3 T形三通管示意圖 ξ = )Pa( 22 ?????? ?? 對于 T 形合流三通 ξ = )Pa( 22 ?????? ?? 系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為 1100Pa,除塵器阻力 800Pa） ???h ++++39+++1100+800 = 2086(Pa) 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級環(huán)境工程 01 班 28 風(fēng)機、電機的選 擇 風(fēng)機的選擇是關(guān)系到能否使煙囪煙氣順利排出，因此風(fēng)機的是否得當關(guān)系到整個設(shè)計是否合理。在本節(jié)中，著重從風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)機的風(fēng)壓兩個方面來考慮，通過和前面章節(jié)所計算的管道阻力相比較，從而選擇恰當?shù)娘L(fēng)機 . 風(fēng)機風(fēng)量的計算 ? ?3273 1 0 1 . 3 2 51 . 1273 PY t m hB?? ? ? = 55500 97500101325273154273 ?? =90213m3/h 式中： —— 風(fēng)量備用系數(shù)； Q—— 標準狀