大气污染控制工程课程设计

1、大气污染控制工程大气污染控制工程课程设计课程设计 题目：题目：2300MW2300MW 火电厂烟气处理设计火电厂烟气处理设计 院 （系）： 环境工程 专 业： 环境工程 班 级： 环本 1010 姓 名： 刘 伶 学 号： 1042091036 指导老师： 郝艳红 高阳艳 设计时间： 2014 年 1 月 6 日至 2014 年 1 月 17 日 目 录 第一章绪论 1设计任务书 2.前言 第二章 烟气处理系统介绍 1.脱硝工艺系统 2.除尘工艺系统 3.脱硫工艺系统 4.脱汞工艺系统 第三章 除尘系统设计计算 1.电除尘区设计计算 2.袋式除尘区设计计算 第四章 脱硫系统设计计算 1.喷淋塔

2、本体设计计算 2.喷淋塔附属设备选择 第五章 烟囱设计计算 1.烟囱高度设计计算 2.烟囱抽力计算 第六章 系统阻力计算 第七章 风机及电动机的选型 设计任务书 一、设计题目 某燃煤火力发电厂锅炉烟气污染控制系统设计 二、课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识 系统化，培养运用理论知识进行系统的设计方案、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 机组型号 BP1025t/h 塔式低倍率复合循环锅炉（两台） 设计煤耗量为 137.7t/h(台) 排烟温度：140 空气过剩系数：=1.2 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比

3、例：40 烟气密度（标准状态下）：1.34/m 烟气在锅炉出口前的阻力 300pa 当地大气的压力为 813hpa 冬季室外空气平均温度：-10 空气含水（标准状态下）0.01293kg/m 烟气其他性质按空气计算 燃煤成分分析结果如下（按质量）： CY=65.04%; HY=3.02%; OY=1.98%; NY=1.04%; SY=2.12%; WY=1.40%; AY=25.40%, 设燃料中的 S 全部转化为 SOX(其中 SO2体积占 97%) 选用电袋除尘器 粉尘有效驱进速度取 6/s(0.040.2m/s) 电厂风速取 0.90m/s（0.71.4m/s） 烟囱入口烟气的温度按

4、90计 U10=3.0m/s 要求污染物排放符合火电厂大气排放污染标准 （GB13223-2011） 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：30mg/m3 二氧化硫排放标准（标准状态下）：200mg/m3 四、设计内容与要求 1）燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算； 2）净化系统设计方案的分析确定； 3）除尘器的整体计算、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、 系统总阻力选择风机及电机类型、型号及

5、规格。 五、设计要求 1、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。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。 2、图纸要求： （1）脱离系统图一张（3 号图） 。系统图应按比例绘制，标出设备、 管件编号，并附明细表。 （2）除尘系统图一张（3 号图） 。图中设备管件应标注编号，标号应 与系统图对应。布置图应按比例绘制。 六、主要参考书目 （1） 大气污染控制工程 （2） 除尘设备设计手册 （3） （4） （5） 前言 一 除尘部分 本设计采用电袋除尘。单一的静

6、电或布袋除尘器均有其优缺点。静 电除尘器的优点在于阻力小,对粗粒子的收尘效率较高,故障率小,维护简 单。但是,由于其除尘机理造成的除尘性能不稳定,以及对高比电阻和超细 粉尘的不适应性,在环保要求越来越严格的今天,已不能适应人们的要求。 静电除尘器的除尘效率受到设计水平、锅炉运行状况、燃煤煤种、粉尘的 物理化学性能等很多因素的影响。再加上我国燃煤电厂用煤品种多变,而 且,在平时的运行维护上存在一定问题,导致了现役的静电除尘器大多都很 难达到设计效率。 袋式除尘器是一种高效的除尘器,其特点在于能够将排放稳定在一个 较低的浓度上一般可以小于 30,除尘效率高且稳定,不受粉尘性质的影响, 能够达到新的

7、大气排放标准,同时还有一定的脱硫能力。袋式除尘器的不 足则表现为系统阻力较高,一般达到 1500-2000Pa,这使得引风机的功率和 能耗较大,同时,清灰装置复杂。而且滤袋的寿命有限,更换费用高。总体 而言,袋式除尘器虽然除尘效率高,但一次性投资和后期维护费用均高。 电袋复合除尘器是基于静电除尘和布袋除尘两种成熟的除尘理论而提 出的一种新型的除尘技术。它结合了电除尘器和布袋除尘器的优点,除尘 效率高,排放浓度可以低于 10,既能满足新的环保标准,又能增加运行可靠 性,降低电厂除尘成本。 电袋复合除尘器按组合形式可分为三种前电后袋型、静电增强型和先 进混合型。 前电后袋式是指在前级安排静电除尘单

8、元在后级安排布袋除尘单元, 将二者有机的串连起来的除尘方式。烟气先经过前级电除尘,充分发挥其 捕集中高浓度粉尘效率高和低阻力的优势,进入后级袋除尘时,不仅粉尘浓 度大为降低,且前级的荷电效应又提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,使滤袋 的透气性能和清灰性能得到明显改善,使用寿命大大提高。 静电增强型主要是利用粒子荷电后的过滤特性。这种结构下,集尘作 用主要由滤袋来完成,静电场的作用主要是使粒子荷电。试验表明,荷电后 的粒子在各种滤料上均体现出过滤性能的改善,主要表现为系统压力降低, 滤袋的透气性能和清灰性能得到明显改善,由于滤袋清灰次数的减少,提高 了使用寿命。 先进混合型（AHPC）是将整个除尘器

9、划分为若干各除尘单元,每个除 尘单元均包含有静电除尘单元和布袋除尘单元,电除尘电极与滤袋交替排 列,就好像是布袋除尘单元嵌入到静电除尘单元中一样。 1电除尘器的选型 (1) 电除尘器型号的确定 电除尘器的种类繁多，通常有以下几种分类方法： 按气体流向分立式电除尘器和卧式电除尘器； 按清灰方式分干式电除尘器和湿式电除尘器和电除尘器； 按使用温度分低温电除尘器、高温电除尘器和中温电除尘器； 按沉尘极结构形式分管式电除尘器和板式电除尘器； 按电极配置位置分单区式电除尘器和双区式电除尘器； 按电极的大小分常规电除尘和宽间距电除尘器。 卧式电除尘器的特点是可实现分电场供电，避免各电场间相互干扰， 以利于

10、提高除尘效率；便于分别回收不同成分、不同粒径的粉尘，达到分 类富集的作用；容易做到气体沿电场断面均匀分布；由于粉尘下落方向与 气体运动方向垂直，粉尘二次飞扬比立式电除尘器少；设备高度较低，安 装、维护方便；适宜于负压操作，对风机使用寿命和劳动条件十分有利。 板式电除尘器清灰效果好，制作、安装和维护检修比较方便容易。 单区式电除尘器的特点是气体含尘尘粒荷电和积尘在同一区域进行， 电晕极系统和沉尘极系统都装在这个区域内，在工业生产中已得到广泛应 用；双区式电除尘器是气体含尘尘粒荷电和积尘在两个区域进行，它存在 着尘粒若在前区未能荷电到后区就无法捕集。 同极距在 400mm 以上的称为宽间距电除尘，

11、它在本体结构上与常规电 除尘没有根本区别。但由于间距的加大，供电机组电压的提高，有效电场 强度大，板电流密度均匀，驱进速度提高，有利于净化高比电阻粉尘。 因此，拟设计卧式、板式、单区式、无辅助电极的宽间距电除尘器。 2. 电场风速 v 的确定 烟气在电除尘器内流速大小的选取，视电除尘器规格大小和被处理 的烟气特性而定，一般在不超过 1.5m/s 范围内。虽然从得意希效率公式 来看，电场风速与收尘效率无关，但对具有一定尺寸收尘极板面积的电除 尘器而言，过高的电场风速不仅使电场长度增加，占地面积加大；而且会 引起大的粉尘二次飞扬，降低除尘效率；反之，在一定的处理烟气量条件 下，过低的电场风速必然需

12、要大的电场断面，这样导致设备庞大，不经济， 所以电场风速的选择应适当，设计按电场风速的经验曲线确定，对于电炉， 由于粉尘粒径很小，一般在 311m 之间，故不可取过高的电场风速， 以免引起二次扬尘，故取 0.09m/s。 （一）电除尘部分 1、燃煤锅炉排烟量计算和烟尘、二氧化硫浓度计算 （1）以 1煤为基准计算 元素 百分比 摩尔量 理论需氧量 理论烟气量 C 65.04 54.2 54. 2 54.2 H 3.02 30.2 7.55 15.1 O 1.98 1.24 0 0 N 1.04 0.743 0 0 S 2.12 0.6625 0.6625 0.6625 W 1.40 0.778

13、0 0.778 A 25.4 理论需氧量为：54.2+7.55+0.66251.24/2=61.739 mol 理论空气量为：61.7394.78=295.371 mol 理论空气体积为：295.37122.410-3 =6.616m3 实际空气量为：295.3711.2=354.445 mol 实际空气体积为：354.44522.410-3=7.940m3 空气中水的体积分数为：（12.93/18）22.410-3=0.016 空气中水量为：295.3710.016=4.726mol 理论烟气量为： 54.2+15.1+0.3715+0.6625+3.7861.793+0.778+4.726

14、=309.4 16mol 理论烟气体积为：309.41622.410-3=6.913 m3 实际烟气量为：6.913+0.26.616（1+0.016）=8.275 m3/kg煤 Q=Qs设计煤耗量=8.275137.7103=1139467.5m3/h =316.579 m3/s 标准状态下含尘浓度：C=dsh Ar/Vfg =40%25.4%/8.275=1.228104mg/m3 标准状态下 SO2浓度： Cso2=2Sr97%/Vfg=22.12%97%/8.275=4.970103mg/m3 2除尘器的选择 （1）除尘效率 1-Cs/C=1-30/1.228104=99.76 % (

15、2) 除尘器的选择 工况下流量 Q=QT/T=316.519（140+273）/273=478.836m3/s 3.电除尘选型计算 （1）电除尘器有效驱进速度：根据任务书要求取 6/s （2）沉淀极板面积计算： 极板比表面积m2619.31 106 %)851ln()1ln( 2 S 沉淀极板总面积 SA=QS=239.41831.619=7570.16 m2 对 SA进行修正，取修正系数为 1.2，则 SA=9084.20 （3）电除尘器的电场风速及有效断面计算 由设计任务书，取电场风速为 0.9m/s 有效断面积 F=Q/2v=478.836/20.90=266.02 对于板式电除尘器，断

16、面宽高比为 11.3，取 1.2 求得 B=14.889，取 15m；H=17.867，取 18m （4）通道宽度及电场长度计算 通道宽度的选择 因为采用宽间距后沉淀极和电晕极的数量减少，因而节约钢材、 减轻质量，沉淀极和电晕极的安装和维护都比较方便。极距增加，平均场 强提高，板电流密度并不增加，对收集高比电阻粉尘有利。 通常以 4001000较为合理，本次设计取 1000 通道数、电场长度及电场数计算 通道数，取 16 个通道。 3 . 15 02 . 0 1 15 2 ks B Z 电场长度15.77m ZH S L A 2 18162 20.9084 每个电场取 10m，则电场数 n=2

17、. 4.电除尘器内部尺寸计算 （1） 宽度方向上的尺寸 电除尘器为双室，内壁宽为 mmesZB32700300100432100042 式中： 电除尘器的内壁宽，mm；B 最外层的一排极板中心线与内壁间的距离，mm。 取 =100mm Z电场通道数 柱间距由公式： eBLK 1 2 式中： 电除尘器宽度方向上的柱间距，mm； K L 收尘器壳体钢板的厚度，mm； 1 2 柱的宽度，mm。 e 依据经验取=5mm，=300mm 1 e mmeBLk3301030052327002 （2）长度方向上的尺寸 a.电除尘壳体内壁长，由公式： nlCnnLLL eeH ) 1(22 21 式中： 电除尘

18、器长度，mm； H L 电晕极吊杆至进气箱大端面的距离，mm； 1e L 集尘极一侧距电晕极吊杆的距离，mm； 2e L 两电极框架间吊杆间距，mm。C 依据经验取=400mm, =470mm，=380mm 1e L 2e LC 则：=2400+24470+(4-1)380+410000=45700mm H L 其中前两个电场用做电除尘区，后两个电场用做布袋除尘区。 b.沿气流方向柱距 将收尘极板安装在顶梁底面，每电场的荷重由两根梁和柱承担， 立柱设成等距。 由公式： 2 2 2 C llL ed 式中： 长度方向上柱间距，mm。 d L 则： Ld=10000+2470+380/2=1113

19、0mm c.首尾边柱与壁的距离为 mm LL llX d ee 305111305000470400 22 21 （3） 高度方向上的尺寸 a.从收尘器顶梁底面到阳极板上端的距离 由公式： 3211 hhhhH 式中： 从收尘器顶梁底面到阳极板上端的距离，mm； 1 h 除尘器下端至撞击杆的中心距离，mm； 2 h 撞击杆中心至灰斗上端的距离，mm。 3 h 依据经验取=200mm，=40mm, =200mm，则： 1 h 2 h 3 h mm184402004020018000 1 H b.灰斗上端到支柱基础面的距离 依据电除尘器的大小，可取2000mm 2 H 5.电除尘器零部件设计与计算

20、 (1) 进气箱 采用水平引入式进气箱，取 V=8m/s，则进气箱进气口的面积为： F =Q/36002V=239.418/360028=14.964 0 考虑到进气口尽可能与电场断面相似，可取： F =35314237mm2 0 进气箱长度:Lz=（0.550.56）（a -a ）+250 12 式中：a ，a F 与 F 处最大边长； 120K F 进气箱大端的面积。 K 则，Lz=0.55（18440-350-600-4237）+250=7539mm 进气中心高度（从进气中心道侧部底梁下端面）H4为: H4 =(Lz-100)tan50 +600+850+0.54237=12440mm

21、o (2)出气箱 出气箱最小端面积为：F =35314237mm 0 2 出气箱长度为：L =0.8L=0.87539=6031mm w 出气箱大端高度：h =0.8 a 0.2 a +170=15m 512 (3)灰斗 采用锥形灰斗，沿气流方向设 8 个，垂直于气流方向设 3 个，灰 斗下口取 300mm300mm，斗壁斜度最小 60 ，则灰斗高度为： o H=1.732（L /8-B）/2=1.732(45700/4-300)/2=4687mm H 灰斗上口为mm LB H 31130 8 7 . 45 3 2/ 7 . 32 83 灰斗采用钢结构。为了保持灰斗的倾角大于灰斗的安息角，电场

22、有 48 个灰斗，并在灰斗内有 3 道隔板，用来防止气流短路和二次飞扬的产生。 为了补偿灰斗因受热产生的伸长量，灰斗与排灰装置间应采用软联接。 软联接高度可取 l50。要特别注意防止灰斗与排灰装置间的漏风，在排 灰装置的出口处需设密封性良好的排灰阀。为减少排灰输送机的输送负荷， 输送机的输送方向应该使与气流方向相反，即物料从收尘器的尾部向头部 输送。 (4)气流分布板 静电除尘器内的气流分布状况对除尘效率有明显影响，为了减少涡流， 保证气流分布均匀，在除尘器的进口和出口处装设气流分布板 a.分布板层数的确定 由于2004.17 35314237 1457517490 D K F F 故气流分布

23、板层数为 n=2 b.分布板阻力系数45.19104.172 . 11)( 2 0 n D K F F N c.开孔率的确定 多孔板阻力系数与它的开孔率由下式确定 （0.707）2/ff 1 2 f 解得 f=30% d.气流分布板尺寸 根据电场断面，进气管出口到第一层多孔板距离 Hp 应满足DrHp8 . 0 Dr:进气管水力直径 mmDr15900 )1749014575(2 1749014575 4 ，取 3.2mmDrL18 . 3 9 . 152 . 02 . 0 Hp=0.815.9=12.72m,取 12.8m 同理，取 0.8mmLmrD77, 0,85 . 3 2 ，取 3.

24、1mmpH08 . 3 取 B1=6m,B2=12m,H1=7.2m,H2=14.4m 多孔板可由 3mm 厚的钢板弯成槽形制成，其弯边可为 25mm，这样可以 增加板的钢度，其宽度取 400mm 左右，上下焊以联结板，上部用螺栓悬吊 于上部顶梁，下部与一撞击杆相连，敲击撞击杆则可振落板上的积灰。多 孔板上每个孔径取 50mm 且靠近气孔的一层孔径比靠电场一层孔径小些， 孔隙率也可小于靠电场一层的孔隙率，每条多孔板间应采用若干个(相距 2mm 左右)联结片联结，以免受风力作用时前后错开，造成气流短路。 6.分布板的振打 多孔分布板需要安装振打机构，以清除板上的积灰。因除尘器较宽， 故采用与收尘

25、极类似的振打方式，分布板的振打控制应是连续的。 7.电晕极系统及振打装置 a.电晕线的选择 电晕线应具有放电性能好，起晕电压低，对烟气条件变化的适应能力 强；机械强度大，不断线，耐腐蚀；高温下不变形；有足够的刚度以及清 灰性能好等性能。 电晕线的种类很多，常用的有圆形、星形线、RS 线、锯齿线、鱼骨线。 鲁奇公司研制的 V15 线，放电性能好，起晕电压低，电晕电流大的特性， 对含尘浓度大、尘粒细的烟气，具有较高的除尘效率。本设计采用鲁奇的 BS 型系列电除尘器的 V15 线。 b.电晕极排数和线间距 阴极排和通道数相等，故,在板卧式电除尘器阴极线间距大小16 ZY 会影响到电晕电流值和除尘效率

26、。经验得知线间距（2c）一般取 0.6（2b） ， 故 2c 取 1000mm c.放电极的悬挂与清灰方式 放电极的悬挂有三种方式：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。这里选 用框架式。一般是对电晕极采取连续振打清灰方式，使电晕极沉积的粉尘 很快被振打干净。其振打方式也有多种，常用的有提升脱钩振打、侧部挠 臂锤振打等方式，本方案采用侧部挠臂锤振打方式清灰。 收尘极系统及振打装置 常用的集尘极目前一般采用 C 型板式，极板的清灰方式有多种，如刷 子清灰、机械振打、电磁振打以及电容振打等，应用最多的是挠臂锤机械 振打，本方案也选用挠臂锤机械振打方式清灰。 8.输灰斗系统设计 刮输送机、星形卸灰阀、粉料加湿

27、机是广泛运用于粉尘贮运过程中的 通用设备，本设计采用下述设备和备件组成输灰系统。 除尘器共有 48 个灰斗，每个灰斗下部设有检修用的插阀板和星形卸灰 阀，星形卸灰阀下部设两条纵向落选，一条横向落选和一个贮灰仓，灰仓 仓壁上设有仓壁震动器和高料为监测器，灰仓下部设星形阀和加湿机。操 作时，除尘器灰斗下星形阀、灰仓星形阀、加湿机按顺序卸灰，白班由汽 车拉走。 供电装置的选型 8.供电装置包括三部分： a.升压变压器 将工频 380V 或 220V 交流电压升到除尘器所须的高电压，通常工作电 压为 5060kv。 b.整流器 它将高压交流电变为直流电，目前都采用半导体硅整流器。 c.控制装置 电除尘

28、器中烟气的温度、湿度、烟气量、烟气成分及含尘浓度等工况 条件是经常变化的，这些变化直接影响到电压、电流的稳定性。因而要求 供电装置随着烟气工况的改变而自动调整电压的高、低（称之为自动调压） ，使工作电压始终在接近于击穿电压下工作，从而保证除尘器的高效稳定 运行。目前采用的自动调压的方式有：火花频率控制，火花积分值控制， 平均电压控制，定电流控制等。 9.壳体设计 电除尘器全部采用刚结构。壳体基本可分为框架式构架、板、顶梁、 立柱、地梁、内部支撑网架、顶盖板、进出气口、下灰斗等，其相互连接 形成一个完整的外壳，承受全部构建物的重量级外部附加荷载。在进出口 设有双层人孔门既能方便进入内部安装和检修

29、。 10.除尘器的保温与防腐 a.电除尘器的保温 为了使通过电除尘器含尘烟气的温度不至于大幅度的下降和腐蚀设备， 必需在壳体外表设保温层，选用石棉作为保温材料。 b.电除尘器的防腐 常用的防腐涂料有各色原漆、红丹酚醛防锈漆、沥青防腐漆、各色过 氯乙烯防腐漆以及各色聚氨酯环氧防腐漆等。 （二）布袋除尘部分 根据标准及电除尘部分效率，布袋除尘区要达到的效率为，% 4 . 98 采用外滤式，下端进气。 （1）处理气体风量的计算 要得到实际通过袋式除尘单元的气体量，并考虑一定的漏风量，一般 情况下取漏风率为 15%，则 smKQQd/66.550836.47815. 1 3 （2）过滤风速的选择 电袋

30、复合除尘过滤风速可取 1.22.0m/min，本次设计取 2.0m/min. (3)过滤面积的确定 a.过滤总面积 根据通过除尘器的气量和选定的过滤风速按下式计算过 滤总面积 21 SSS S1：滤袋工作部分的过滤面积， S2：滤袋清灰部分的过滤面积，取过滤面积的 10% 有效过滤面积 2 1 9 . 8259 0 . 2 602/66.55060 m v Q S 总过滤面积 S=9177.67m2 b.单条滤袋过滤面积 2 065 . 7 1515.014 . 3 mDLSd c.滤袋数目 ，约取 1300 个。03.1299065 . 7 /67.9177/SdSn 滤袋分双室，每室分两组

31、，每组约 650 个，采用 3022 错位排列，滤 袋数为 660 个。滤袋间隙取 70mm,组间间距取 700mm。 （4）布袋除尘区尺寸 每组长度方向尺寸为m81 . 4 07 . 0 5 . 2115 . 0 22 宽度方向尺寸为m57 . 6 07 . 0 5 . 2915 . 0 30 其余与前面电场尺寸相同。 （5）清灰部分设计 采用脉冲喷吹清灰，持续时间为 0.15s，周期为 60s。 取 6 个大气压喷吹，脉冲喷吹压缩空气量为 min/92 . 7 60/60 002 . 0 46605 . 1 30 m T nv qv 式中，n滤袋总数，条 T脉冲周期，min, 安全系数，取

32、 1.5 V0每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量， （6）滤料的选择 脉冲喷吹袋式除尘器是以压缩空气为动力，利用脉冲喷吹机构在 瞬间释放压缩气流，并诱导数倍的二次气流高速射入滤袋，使滤袋急剧膨 胀、震动变形而达到清灰目的。要求选用厚实、耐磨、抗张力强的滤料， 优先考虑化纤针刺毡或压缩针刺毡。 （7）滤袋的连接方式 除尘器的滤袋、框架、文丘里喷嘴及花板的联接采用了弹簧涨圈式装 置，安装和更换滤袋方便。滤袋从箱体上部安装和抽出。 （8）滤袋的排列 滤袋的排列有三角形排列和正方形排列。三角形排列占地面积小，但 检修不方便，不利于空气流通，不常采用。正方形排列无上述弊端，较常 采用。 为了便于安装和检修

33、，当滤袋较多时，可将滤袋分成若干组，最 多可由 6 列组成一组。每组之间留有 400mm 宽的检修人行道，边排滤袋 和壳体距离也留有 100200mm 宽的检修人行道。 （9）壳体 脉冲袋式除尘器全部采用钢结构外壳。壳体基本可分为：框式构架、 花板、顶梁、立柱、底梁、内部支撑网架、顶盖板、进出气口、下灰斗等， 其相互连接形成一个完整的外壳，承受全部构件物的重量及外部附加载荷。 其中包括灰重、楼梯平台重、风载、雪载、地震载荷等。顶梁、灰斗、进 出气口均设有双层人孔门，既能方便进入内部安装和检修，又减少漏风。 灰斗内设有阻流板以防含尘气流绕过滤袋直达出气口排出而降低收尘效率。 为防止壳体侧向变形，

34、承受侧向风载，增加壳体横向强度，在进出气口与 侧板连接的立柱处安装有 V 字形支撑。顶梁与侧柱采用铰联接，解决了由 于热膨胀而产十的应力集中问题。灰斗采用锥形。灰斗板壁与水平面 夹角为 6070，目的是为了防止粉尘堆积。脉冲袋式除尘器的下部排 灰选用螺旋输灰机。脉冲袋式除尘器本体由安装在底梁下的活动支座及固 定支座支撑，以保证各支点在正常运行时沿各自膨胀方向上自由移动。 （三）电除尘区与袋式除尘区间的结合 在电除尘区和袋式除尘区之间的过渡区设置气流调节装置，包括气 流分布板及导流板等;可以通过模型试验确定气流分布板的开孔、导流板 的结构与布置，或通过计算流体力学软件进行数值模拟加以确定；气流

35、调节装置既要保证电除尘区气流分布均匀，又要引导气流在袋式除尘区 合理分布。 二 脱硫部分 脱硫系统工艺采用石灰石/石膏湿法脱硫工艺，系统主要由:烟气系统、 吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统等组成。其基本 工艺流程为:锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH 降温后进入 吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗 涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除 S02、HCl 和 HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导 入的空气氧化为石膏(CaSO42H2O)，并通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱 水系统。浆液池底部进行搅

36、拌，防止浆液中的固体成分沉积结垢。经过净 化处理的烟气流经吸收塔顶部的两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所 携带的浆液雾滴去除。最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。 （一）脱硫效率与石灰石消耗量计算 1.脱硫效率 %98.97%100 4970 1004970 %100 2 2 Cso CCso 2.石灰石消耗量 本次设计取 1.03，则 6 32cos 10 ercentCaCOatsot PMRnM S Ca 石灰石投加量 =3.08kg/s 3 aCOC 6 1010003. 1 64 27.37416.4873 q m 式中：吸收剂碳酸钙的耗量，t/h； t Mcos 需要脱除的

37、 SO2摩尔数，mol； 2so n 钙硫比，一般为 1.021.05； at R 碳酸钙分子量，g/mol； 3CaCO M 石灰石纯度。 ercent P 该电厂脱硫系统所采用的石灰石粉，纯度为 90%，其中 nso2= 22sonomalsso CVM 式中：吸收塔入口 SO2的浓度，mg/Nm3； 2so C 设计煤种情况下吸收塔入口干标烟气量，Nm3/h； nomal V 脱硫效率 s SO2分子量，g/mol。 2so M 则：NSO2=4970113900097.98%6410 mol/h 22 SOsSO MVC 理论上 1 摩尔的石灰石与 1 摩尔的二氧化硫反应，但因石灰石块

38、中含 有一定的杂质，经过化验石灰石成分之后，可确定钙硫比一般在 1.021.05 之间，本次设计选用优化值 1.03，则： =4.89t/h 6 cos 10%9010003 . 1 58.3794 t M （二）脱硫塔本体尺寸计算 1.脱硫塔体积计算 （1）烟道烟温 140，流量为 478.836 脱硫塔内温度为 50，流量为 374.489 （2）原烟气中含水率为%83 . 5 %100 419.369 1 . 152 . 1726 . 4 778 . 0 脱硫塔内含水率为 12% 水增长的百分数为 6.17%，即sm /10.23%17 . 6 489.374 3 （3）氧化风机引起的体

39、积变化 标准状况下吸收 SO2为 hkgQCso/93.554610)10010970 . 4 ( 63 2 工况下吸收 SO2为 hkgQ/85.6562 理论需氧量为hkg /17.1313 264 32%8085.6562 理论空气量为 1313.17/0.23=5709.43kg/h 氮气量为 5709.4377%=4396.26 kg/h 氧化风机引起的体积变化为 smhkmol/45 . 1 /38.196 28 26.4396 29 2 . 043.5709 3 所以脱硫塔体积为 374.489+23.10+1.45=399.089m3/s 2.脱硫塔塔径的确定 烟气流速取 4m

40、/s，塔截面积 2 76.99 4 039.399 m v Q A ，取 11.3mm A D27.11 14 . 3 76.9944 实际流速sm A Q v/98 . 3 3 . 1114. 3 039.3994 2 3.浆液池设计 标况下气体体积为 337.27m3/s 液气比取 16L/ m3， 循环将液量hmsLQL/64.19426/25.53961627.337 3 浆池容积，取 1619m3 3 89.161860/564.19426mtQV L 高为，取 16.2mm A V h15.16 24.100 1619 4.喷淋系统设计 喷嘴布置层数取 4 层，层间距取 1.5m(

41、1.22m),喷淋覆盖率为 200% 单层浆液喷淋量 Q=QL/4=19426.44/4=4856.61m3/h 每个喷嘴流量为 3680 m3/h，取 60 m3/h. 喷嘴个数为 4856.61/60=80.94,取 81 个喷嘴。 喷淋层层间高度为 0.82m，取 1.5m,则高度为 1.54=6m 5.吸收区高度 04.12110 323 273 98 . 3 3600 323 273 3600 0 uK 容积负荷： 6 1087. 4 04.12110 6 3 0 h h c K V Q 解得，h=9.83，取 10m 6.除雾区高度 脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出

42、口的水滴携带 量不大于 75mg/Nm3。本设计中除雾器垂直布置在吸收塔内部顶端，除雾器 形式选择则流板除雾器。折流板除雾器具有结构简单，对中等尺寸和大尺 寸液滴的捕捉率高，压降比较低，易于冲洗，具有敞开式结构便于维修和 费用较低等优点，最适合湿法 FGD 系统除去烟气中的水雾。除雾器由阻燃 聚丙烯材料制成。为防止设备停用后喷嘴堵塞，除雾器装设有工艺水冲洗 系统。 本设计中，吸收塔设两级除雾器，第一级除雾器接触的烟气含液体量 较多，板片上有较多的浆液要冲除，因此第一级板距稍宽些 3075mm。第 二级除雾器为了尽可能多地去除雾滴，提高除雾效率，板距通常较窄 2030mm。两级除雾器间距为 1.

43、8m，第一级除雾器与吸收塔最上层喷淋母 管间的距离为 2m，第二级除雾器背面至吸收塔或烟道截面开始变窄处距离 为 1m， 折板高为 2.5m。 除雾区高度为 h=2.52+1.8=6.8m 7.烟气进口高度 烟气进口底部至浆液面距离通常为浆液池高的的 2/3，则 h=162/3=10.7m 入口烟道中心线到浆液面距离约为 3m 脱硫塔总高为取 50m. 7 . 49 2 . 16 7 . 1031028 . 61mhH 8.烟气出口宽度及高度 烟气出口截面积=，取 28。 2 48.27 68.13 92.375 m 出口宽度设计为塔径的 80%，则进出口宽度=0.811.3m=9.04m，取

44、 9.1m 则出口高度 h=28/9.1m=3.1m 9. 壁厚设计 喷淋塔浆液含固率取 15%，则 3 /1150 1 %151 mkg V m 由于操作压力不大，取个大气压，则5 . 1Pc MPaPc1220 . 0 10813005 . 1 6 Q235 钢板在操作温度下许用应力为，对于浆液池部分MPa113 由于浆液会对壁产生压力，因此计算时要考虑在内。 假设塔内计算压力为，Pa115 则浆液池底部的压力 MPaghPccP304 . 0 1015.1681 . 9 11501220 . 0 6 对于喷淋塔顶部以下浆液池以上部分壁厚 mm Pc PcD t 20 . 6 122 .

45、0 11132 1130122 . 0 2 式中， 为焊接接头系数，取 1。 腐蚀裕量，钢板厚度负偏差mmC00 . 1 2 mmC5 . 0 1 则 mmC mmC dn d 70 . 7 5 . 020 . 7 20 . 7 00 . 1 20 . 6 1 2 取整为 8mm。因此，脱硫塔上部分应选用壁厚为 8mm 的 Q235 钢板。 对于喷淋塔浆液池部分，mm cP DcP t 22.15 304 . 0 11132 11300304 . 0 2 腐蚀裕量，钢板厚度负偏差mmC00 . 1 2 mmC8 . 0 1 则 mmC mmC dn d 02.178 . 022.16 22.1

46、600 . 1 22.15 1 2 取整为 18mm。 因此，塔底部厚为 18mm。考虑到自然灾害影响以及增加保险系数，脱 硫塔壁厚相应增加，顶部及底部钢板分别取 9mm 和 20mm，中部选择 10mm 厚钢板。 （三）喷淋塔附属设备 1.搅拌器 搅拌器是用来搅拌浆液防止沉淀，吸收塔搅拌器还有将氧化空气破碎 成气沫与浆液充分混合的作用，使亚硫酸钙向硫酸钙的氧化过程进行的更 快、更充分。搅拌器采用侧进式，分上下两层，上层使浆液中固体物质与 氧化空气接触，加强浆液氧化反应（亚硫酸根氧化率可达 99.8%） ，下层使 浆液中的固体物质保持在悬浮状态，避免沉淀。 搅拌器外壳:铸铁外壳及顶部通过法兰联

47、接在驱动器上，底部用螺栓 固定在搅拌器的支座上。螺栓材料为碳钢外镀 1.4529 不锈钢涂层。 轴密封：采用非冲洗单向作用的机械密封系统，密封圈由 SIC 制成， O 型圈由氟橡胶制成，接触浆液部分为 1.4529 不锈钢材料制成，有机械密 封关断装置。 轴：用刚性联轴器与齿轮箱输出轴连接，采用 1.4529 不锈钢制成。 转轮：三叶，通过销钉和螺母安装在轴的末端，采用双层浇铸材料制 成,轮转速为 190-280r/min。 变速箱：变换搅拌器的转速，使搅拌液面变化最小速度大于 40m/min。 3.吸收塔附属部件设计 （1） 浆段和除雾器段的塔体相当部位安装直径为 1000mm 的安装 孔；

48、 （2） 塔顶设置一快式排气孔，直径为 500mm，以便于停车检修时 迅速排出塔顶不聚集的烟气以保证检修人员的安全； （3） 塔体上部设置一 800mm1000mm 的清扫门。 （四）烟囱的设计 1 烟囱高度 中国国家标准中规定：我国的制定地方大气污染物排放标准技术 GB/T13201-91 中对烟气抬升高度计算公式作如下规定： 烟囱的有效高度 H=烟囱的几何高度 H +抬升高度H s 当 Q 21000KW 和 T -T 35K 时 H s a H=n Q Hu 0 1 n Hs 2 n1 Q =0.3P Q Har S T T T= T - T s a 式中：T 烟囱出口处的烟气温度，K;

49、 s T 环境大气温度，K a Q =0.3P Q=0.3813316.519 Har S T T 273140 10140 = 28038KW21000KW 则 ：H=n Q Hu 0 1 n H s 2 n1 u=u () 1 1 Z Z m 式中：m稳定度参数，取 0.25； u=3()= 5.3m/s 10 100 25 . 0 假设 H =100m ， 查大气污染控制工程 （第二版） ，得系数 s （Q 21000KW）：农村或城市远郊区：n =1.427，n =1/3，n =2/3 H 0 12 则 H=1.427280381005.3 =176.2m 3/13/21 则烟囱的有效

50、高度为 H=烟囱的几何高度 H +抬升高度 s H=100+176.2=276.2m 校核： 2烟囱直径 烟囱出口内径可按下式计算： d=0.0188 (m) u Q 式中：Q通过烟囱的总烟气量，m /h; 3 u按下表选取的烟囱出口流速，m/s。 表 6-1 烟囱出口烟气流速 通风方式运行情况 全负荷时最小负荷时 机械通风102045 自然通风6102.53 本设计属机械通风，取 u=15m/s d=0.0188 (m)=5.2m 15 5 . 1139467 烟囱底部直径： d =d+2iH(m) 1 式中：d烟囱出口直径，m i烟囱锥度， （通常取 0.020.03） ，本设计取 0.02； H烟囱高度，m。 d =5.2+20.02276.2=16.2m 1 3.烟囱抽力 S =0.0342H()B (P )y pk tt 273 1 273 1 a 式中：H烟囱高度，m； t 室外空气温度，取-10； k t 烟囱内烟气平均温度，； p B当地大气压，P 。 a S =0.0342276.2（）81300=804.4Pay 90273 1 10273 1