大气污染控制工程课程设计实例
一、课程设计题目
某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计
二、课程设计的目的
通过课程设计使学生进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养学生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，使学生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：SZL4-13型，共4台
设计耗煤量：600kg/h(台)
排烟温度：160℃
烟气密度：1.34kg/Nm3
空气过剩系数： =1.4
排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：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℃
空气含水按0.01293kg/ Nm3
烟气其他性质按空气计算
煤的工业分析值：
Y
O=5%，
C=68%，Y
H=4%，Y S=1% ，Y
Y
V=13%
N=1%，Y
W=6%，Y A=15%，Y
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：200mg/ Nm3
二氧化硫排放标准：900mg/ Nm3
净化系统布置场地为锅炉房北侧15m以内。
四、设计计算
1．燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算
（1）理论空气量
()
Y Y Y Y a
O S H C Q 7.07.056.5867.176.4-++=' /kg)(m N 3 式中：Y
C 、Y H 、Y
S 、Y
O 分别为煤中各元素所含的质量百分数。
)
/(97.6)05.07.001.07.004.056.568.0867.1(76.4'3kg m
Q N
a =⨯-⨯+⨯+⨯⨯=
（2）理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m 3N ）
Y a a Y Y Y Y s
N Q Q W H S C Q 8.079.0016.024.12.11)375.0(867.1+'+'++++='
（m 3N /kg ）
式中：a
Q '—理论空气量（m 3N /kg ） Y
W —煤中水分所占质量百分数；
Y N —N 元素在煤中所占质量百分数
/kg)
(m 42.701.08.097.679.097.6016.006.024.104.02.11)01.0375.068.0(867.1'N 3=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=s Q
（3）实际烟气量
a s
s Q Q Q '-+'=)1(016.1α （m 3N /kg ） 式中：α —空气过量系数。
s
Q '—理论烟气量（m 3N /kg ） a
Q '—理论空气量（m 3N /kg ） 烟气流量Q 应以m 3N /h 计，因此。⨯=s Q Q 设计耗煤量
/h)
（m
615060025.10/kg)(m 25.1097.6)14.1(016.142.7N
3N 3=⨯=⨯==⨯-⨯+=设计耗煤量s s Q Q Q
（4） 烟气含尘浓度：
s
Y sh Q A d C ⋅= （kg/m 3N ）
式中：sh d —排烟中飞灰占煤中不可燃成分的百分数； Y
A —煤中不可燃成分的含量；
s Q —实际烟气量（m 3N /kg ）。
)
(mg/m 1034.2)(kg/m 1034.225
.1015
.016.0N 33N 33⨯=⨯=⨯=
-C （5） 烟气中二氧化硫浓度的计算
61022
⨯=S
Y SO Q S C （mg/ m 3N ） 式中：Y
S — 煤中含硫的质量分数。 S Q — 燃煤产生的实际烟气量（m 3N /kg ）
)
(mg/m 1091.11025
.1098
.001.02N 336
2⨯=⨯⨯⨯=
SO C 2．除尘器的选择 （1）除尘效率
C
C s
-
=1η 式中：C —烟气含尘浓度，mg/m 3N ；
C s —锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m 3N 。
3
200
191.45%2.3410
η=-
=⨯ （2）除尘器的选择
工况下烟气流量：T
QT Q '
'=
（m 3/h ）； 式中，Q —标准状态下的烟气流量，m 3/h ； 'T —工况下烟气温度，k ； T —标准状态下温度273k 。
/s)(m 7.23600
9754
3600'/h)
(m 9754273
)
160273(6150'33===+⨯=
Q Q 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：由陕西蓝天锅炉设备制造有限公司所提供的“XDCG 型陶瓷多管高效脱硫除尘器”（《国家级科技成果重点推广计划》项目）中选取XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器。产品性能规格见表1，设备外型结
构尺寸见表2。
表1 XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格
表2 XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器外型结构尺寸（见图1）
口内径以及系统总阻力
（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）管径的确定
πν
Q
d 4=
（m ）
式中，Q —工况下管道内的烟气流量（m 3/s ）；
ν—烟气流速（m/s ）（对于锅炉烟尘ν=10-15 m/s ）。 取ν=14 m/s ，
49.014
14.37
.24=⨯⨯=
d （m ）
圆整并选取风道：
