大气控制工程课程设计

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图5 净化系统管道布置图

v?5、烟囱的设计 (1)烟囱高度的确定

4Q4?6??12m/s 22?d??0.8首先确定共用一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(GB13271-2001)中的规定(见表2)确定烟囱的高度。

表2 锅炉烟囱高度表

MW <0.7 0.7~<1.4 1.4~<2.8 2.8~<7 锅炉房装机总容量 t/h 烟囱最低允许高度 m <1 20 1~<2 25 2~<4 30 4~<10 35 10~<20 40 20~<40 45 7~<14 14~<28 锅炉总的蒸发量:2×2.8=5.6MW 则烟囱高度为35m (2)烟囱直径的计算

烟囱出口内径可按下式计算

d2?0.0188Q (m) u式中:Q-通过烟囱的总烟气量,m3/h;

u-按表3选取的烟囱出口烟气流速,m/s。

表3 烟囱出口烟气流速(m/s)

运行情况 通风方式 全负荷时 机械通风 自然通风 当u=5m/s时,d2?0.018810~20 6~10 最小负荷 4~5 2.5~3 21609?1.24m , 圆整后 d2=1.3m 5烟囱底部直径:d1?d2?2?i?H (m) 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。

d1?d2?2?i?H?1.3?2?0.02?35?2.7m

(3)烟囱的抽力:

Sy?0.0342H(式中:H-烟囱高度,m;

tk-外界空气温度,℃;

11?)P (Pa)

273?tk273?tptp-烟囱内烟气平均温度,℃; P-当地大气压,Pa。

Sy?0.0342H(1111?)P?0.0324?35?(?)?97.86?103?152Pa273?tk273?tp273?1273?1606、系统阻力的计算 (1)摩擦压力损失

L?u2对于圆管: ?pL??? (Pa)

d2式中:L-管道长度,m;

d-管道直径,m;

ρ-烟气密度,kg/m3;

u-管中气流平均速率,m/s;

λ-摩擦阻力系数,是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度

K的函数。可以查手册d得到(实际中对金属管道λ值可取0.02,对砖砌和混凝土管道λ值可取0.04)。

??1.34?273?0.84kg/m3

273?160L=120+1700+9 00+3000+3000+3000=11720mm?11.7m

L?u211.70.84?122?pL????0.02???17.7Pa

d20.52(2)局部压力损失

?p???v22 (Pa)

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;

u-与ξ相对应的断面平均气流速率,m/s;

ρ-烟气密度,kg/m3。

①进气管部分局部阻力损失:

a)??45?时, ?=0.1(取?=45,v=15m/s)

?0.84?122?p1???0.1??6Pa

22b)两个90°的弯管 ?=0.23

?v20.84?122图6 90℃弯管 ?p2?2??2?0.23??27.8Pa22

②出气管部分压力损失:

三通管 ?=0.78

?v20.84?122?p3???0.78??47.2Pa22

对于T形合流三通管 ?=0.55 图7 T型三通管

?v20.84?122?p4???0.55??33.3Pa

223)系统总阻力:(其中锅炉前阻力为800Pa,除尘器阻力为1200Pa)

?v2??h??PL??p1??P2??P3??P4?800?1200?17.7?6?27.8?47.2?33.3?800?1200?2132Pa7、风机和电动机选择及计算 (1)风机风量的计算

Qy?(1?K1)Q?273?tp273?101.325 (m3/h) P式中:K1-考虑系数漏风所附加的安全系数。一般管道取K=0.1;除尘管道取K=0.1~0.15;

Q-标准状态下风机前标态下风量,m3/h;

tp-风机前烟气温度,℃,若管道不太长,可以近似取锅炉排烟温度; P-当地大气压力,kPa。

Qy?(1?K1)Q?

273?tp273?101.325273?160101.325?1.1?13624??? 24611m3/hP27397.86(2)风机风压的计算

?py?(1?K2)(??h?Sy)?0Tp?(1?K2)(??h?Sy)0(Pa) ?T0p式中:K2-考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数。一般管道取K=0.1~0.15,

除尘管道取K=0.1~0.2; ∑△h-系统总阻力,Pa; Sy-烟囱抽力,Pa;

ρ0、p0、T0-风机性能表中给出的标准状态的空气密度、压力、温度。 一般说,p0=101.3kPa,对于引风机T0=200℃,ρ0=0.745kg/m3。 ρ、p、T-运行工况下进入风机时的空气密度、压力、温度。

ρ=ρ0

T?273?200?0.745??0.81kg/m3 T273?160?py?(1?K2)(??h?Sy)?0Tp0.745?(1?K2)(??h?Sy)0?(1?0.1)?(2173.4?152)??2045Pa?T0p0.81计算出风机风量Qy和风机风压△py后,可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择风机的型号。

m3/h,?py ?2045Pa 如下图,从计算数据看,Qy?24611因而选用Q-72型号C类传动方式转动为1600r/min,

它的处理风量在17920~31000m3/h之间,全压为1814~2472Pa,符合设计条件,能够高效率运转。


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