300MW电厂除尘器的设计

1、课程设计报告（2012-2013年度第一学期）名称：除尘技术课程设计题目:300MW电厂除尘器的设计目录第一部分设计任务书1. 原始资料2要求3第二部分电除尘器总体设计4一、电除尘器主要参数和结构形式的选取4二、电除尘器结构尺寸的计算4三、绘制总图7主要设备说明82简图见附录8第三部分文丘里除尘器课程设计指导书9一、文丘里管的设计计算91. 处理烟气量9(1) 文丘里管结构尺寸的设计与计算9喉管9收缩管9扩散管10(1) 二、捕滴器的设计计算10筒体计算10进气蜗壳11出口蜗壳12三、简图见附录。12附录13一、参考文献13二、设计图131、卧式电除尘器(主体)132、RS管型芒刺线133、电

2、磁锤振打器144、尘极板145、四棱台壮灰斗146、文丘里除尘器157、倒锥形捕集器15第一部分设计任务书原始资料某电厂要求设计与30万千瓦火电机组配套的除尘器，所提供的原始资料如下:煤、灰及烟气资料1；2；3；煤质的成份分析数据见表灰的成份分析数据见表灰的粒度分布情况见表灰的比电阻见表4;5。灰及烟气其它性质见表煤的成分CarHarOarNarSarAarMarMadVdafQar,net(kj/kg)(%)52.413.314.730.910.6632.405.582.1614.6120483煤质的成份分析数据表1表2灰的成份分析数据煤的成分SiO2Al2OF&OCaOMgOSON

3、aOK2OTiO3(%)54.2934.165.731.870.520.130.241.011.39表3灰的粒度分布情况灰的粒度3m)<3355101020203030404050>50(%)2.570.993.016.855.2014.8921.2545.24表4灰的比电阻温度(C)2550751001251501752005.21X8.22X9.73Xr2.17x1.83XF7.56X2.29X9.61X比电阻(Q?cm),-10一1011,-12,-1311一11,-101010101010101010表5灰及烟气其它性质灰的容重510kg/m系统及工况资料 锅炉型号：SG-

4、1000/13.7-540/540; 额定蒸发量：1000t/h; 排渣方式：固态排渣。现场气象资料灰的休止角46.65度烟气温度150C烟气露点100C烟气量32100000m/h烟气含尘浓度36g/m3 海拔高度：22.5m；当地平均大气压：943.6毫巴年平均气温：12.3C；最大风载：32kg/mf;最大雪载：24kg/mf;地震烈度：7度；对电除尘器的要求除尘效率：99.9%;允许漏风率：5%;本体压力损失：v350Pa。2.要求配置两台电除尘器(或袋式除尘器或电袋复合式除尘器)，除尘效率不低于99.9%,试对该电除尘器进行总体设计，并画出简图。配置六台文丘里除尘器，除尘效率不低于9

5、6%,试对该文丘里除尘器进行设计计算，并画出简图。第二部分电除尘器总体设计电除尘器的总体设计是根据用户的使用要求而提供的原始数据，来确定电除尘器的主要参数以及各部分的主要尺寸，其中主要包括：确定各主要部件的结构型式；计算所需的收尘面积；选定电场数；根据确定的参数计算电除尘器断面面积、通道数、电场长度；然后计算电除尘器各部分尺寸并画出电除尘器外形图；计算高压供电装置所需的电流、电压值，并确定供电装置的型号、容量；计算各支座的载荷并画出载荷图；提供电气设备所需资料。设计一台电除尘器主要需要下列数据：(1) 需净化的烟气量，通常是指工作状态下的烟气量(m/h)；烟气含尘浓度(g/m3);粉尘性质，包

6、括粉尘粒度分布、粉尘比电阻、化学成分、真密度、堆积密度等；烟气性质，包括温度、湿度、压力、烟气成份等；电除尘器出口烟气允许含尘浓度；燃煤工业分析和元素分析等。具体设计程序各有不同，现就一种设计程序简述如下：(1) 一、电除尘器主要参数和结构形式的选取、电场风速考虑到灰的比电阻高，灰分重量轻、粒度小等因素，并在设计上留有余量，选取电场风速为v=1.2m/s。(2) 、板间距2b考虑到宽极距能有效的坚守啊搞比电阻粉尘产生的反电晕，能减少由于安装误差、运行中的热变形等对除尘器性能的影响，提运行的稳定性，另外也可减轻设备重量、降低造价、易于维修保养。所以决定板间距取2b=400mm。(3) 、线间距2

7、c考虑采用480mnC型板和改进型TS管状芒刺线的极配形式，一块板对应一根电晕线，故线间距为2c=500mm。(4) 、驱进速度3(m/s)依据煤质和灰的理化分析，依据用户对电除尘器的要求和类比计算，考虑在设计、制造、安装和使用时所应采取的有利于提高驱进速度的措施，综合分析，留有余量，选取驱进速度为。=7.5cm/s=0.075m/s。(5) 、本体结构形式依据原始资料和设计经验，选取双室(M=2)、六电场(N=6)的结构形式，阳极采用侧面单边底部振打，阴极采用侧面单边中部振打。进气烟箱采用下进气方式，并设置导流板和两层气流均布板。出气烟箱采用水平出气，并设置槽型板。灰斗采用四棱台形。高压直流

8、变压器采用户内式。二、电除尘器结构尺寸的计算1、确定除尘效率Y(%)通常用户根据允许排放量和引风机对粉尘浓度的要求提供。已知：进口烟气含尘浓度为：36g/m3，相关国家标准规定出口排烟标准为：30mg/n3(北京地区以外)，漏风系数取1,则:*rco、r30、c,c,n=1，K女100%=1X1区100%=99.92%ICiJ、36000J2、计算所需收尘面积总收尘面积A(m2)36000.075(2)每个电场的集尘面积A'(宿)27731.2726=2310.94m2A=力国顷)=1050000瑚0.9992)=27731.27m23、初定电场断面F=3600v10500003600

9、1.2=243.06m24、确定电场的有效高度，即极板的有效高度hh=.;=:4;06=11.02m将极板高度进行圆整，取h=12.00m5、确定通道数n2bn243.060.412=50.6将n进行圆整，取n=516、确定电场有效宽度B(m)B=2bn=0.451=20.4m7、确定电厂的实际断面F(m2)2F=hB=1220.4=244.8m28、确定电场有效长度将l值按每块板极的名义宽度0.5m的倍数进行圆整，取l=3.5m,电除尘器电厂的总有效长度为：L=Nl=6><3.5=21m,电除尘器单效长度：,A27731.27L有效=3.78m2Nnh2651129、验算电场风速

10、v(m/s)Q3600F10500003600244.8=1.19ms燃煤电厂电除尘器电场风速V一般为0.81.5m/s，符合要求.10、烟气流经电场的时间t(s)L21t=17.65sV1.1912、其他几个结构尺寸(常规间距Ep)(1) 电场空间高度H极板上端悬吊于顶梁的X型梁时，h=0；收尘极板下端至撞击杆的中心距离，取h50mm；撞击杆中心至灰斗上端的距离，取h3=300mm电场空间高度H=hh1h2h3=1200.050.3=12.35m。(2) 阴极小框架框架上端至梁底面竖直距离hoi=240mm框架下端至收尘极撞击杆中心线距离ho2=220mm(3) Ep沿气流方向内部尺寸Ep首

11、(末)电场端部至阴极框架悬吊杆投影距离lei=500mm；阴极框架悬吊杆至收尘极投影距离le2=500mm；中部相邻电场阴极框架悬吊杆之间投影距离C=400mm；Ep壳体内壁长度LH=n(l+2le2+C)+2le1C=4.4m(4) 进气烟箱由于受实际进口烟道高度的限制，选用下进气方式，并设置导流板和两层开孔率为40%的气流均布板。取进口烟气流速V0=10m/s，则个进气烟箱进口截面Fo:FoQ3600v01050000/2360010，一2=14.58m将Fo圆整，取FO=15m2，各进气烟箱的进口截面形状为3mx5m的矩形。进气烟箱长取4m=进气烟箱大端顶端距梁底面距离350mm

12、3;右；进气烟箱大端底端需上移600mm以使气流不直接冲击收尘极振打装置；进气烟箱底板的斜度A50°,以防止粉尘在进气箱底面沉积。出气烟箱F出气烟箱采用水平出气方式，并设置槽型板，取各出气烟箱小端截面：F0=Fo=15m2;大端顶端至顶梁底面距离：350mm端尺寸一般设计成比进气烟箱的大端尺寸小，可降低二次飞扬；大端高度h3>0.8a1+0.2a2+170;底板斜度>60°长度LW=0.8Lz=0.84=3.2m(5) 灰斗采用四棱台状灰斗，沿气流方向设4个灰斗，与气流垂直方向设四个灰斗即每个区两个灰斗，共16个灰斗。灰斗下口取400mrm<400mm灰斗

13、壁与水平夹角大于60°,灰斗高度：h7=1.732B/n1-B1/2=4800mm灰斗下端至支柱基础面距离依琢大小可取H2=8001200mm(取1000mm。(6) 石英套管保温箱一个石英套管一个保温箱，则内腔尺寸为800X800mm二个石英套管一个保温箱则内腔尺寸为1180X1400mm若用顶部结合梁做保温箱，组合梁高度A1700mm以方便检修。计算柱间距电场内壁宽B'(m)(取A=100mm,e'=400mm)B'=2bm4."e'=400514100400=21200mm中间柱距1_小=l2le2C=4900mmC外侧枉距Ld2=l2

14、le2=4700mm2最外侧柱与除尘器内壁距离X1=le1=500mm与气流垂直方向的柱间距L<Lk=BeM=212004002=10800mm沿气流方向上的柱间距Ld(取le=700mm,C=400mm)Ld=l2leC=35002700400-5300mm13、电除尘器总体外形尺寸陈尘器总长=进气烟箱长+柱距长x电场数+出气烟箱长=4000+5300X6+3200=39000(mm);除尘器总宽=2X走台宽度+室数X柱间宽=2X1800+2X10800=25200(mm);除尘器总高=极板有效高度+灰斗高度+顶部大梁高度+顶部遮栏高度+底部卸灰阀高度=12000+4800+1700+

15、1200+600=20300mm.14、供电设备选型除尘器运行所需的最高工作电压为：u2=203.5=70kv取设备的额定输出电压u2=72kv。除尘器运行所需最大电晕电流为i2=0.427731.2712=924.38mA取设备的额定输出电流i2E.0A共选取GGAJ02ES1.0A/72kv高压供电设备8台。三、绘制总图根据上述结构尺寸绘制电除尘器总图。总图一般包括正视图和侧视图。在正视图中通常至少有一个电场为剖视图，以便能清晰看到阳极和阴极小框架等的结构及尺寸。1.主要设备说明序号名称规格数量设计参数1卧式电除尘器（主体）LXBXH=39000X25200X20300(mm1电厂风速V=

16、1.19m/s板间距2b=400mm线间距2c=500mm驱进速度3=7.5cm/s2气流分布装置1孔径50mm孔隙率50%3槽型极板厚度2mm宽度100mm翼缘30mm1间隙空隙率60%4电磁锤振打器5RS管型芒刺线6四棱台壮灰斗灰斗下口400mn400mm底部卸灰阀局度600mm灰斗局取4800mm8灰斗壁与水平夹角=60。2简图见附录第三部分文丘里除尘器课程设计指导书1. 、文丘里管的设计计算处理烟气量文丘里管前的烟量计算，一般都是根据燃煤的元素分析和燃料燃烧产物计算而来的。而选择喉管尺寸和扩散管尺寸时的实际烟气量，则尚须计算漏风、烟温降低、水分蒸发和压力变化对烟气体积的影响。上述诸项计

17、算通常是近似计算，而且十分繁琐。故一般在进行文丘里管选型设计时，为了简化计算起见，可以将文丘里管前的烟气量乘以0.90.95系数，作为管后或捕滴器后的烟量。这种简化的计算方法所带来的烟量误差，一般都小于5%这是因为锅炉排烟温度多低于140C150C,虽然文丘里管的降温效果很好，在扩散管出口烟温一般只有60C70C,对体积有一定影响，但考虑了蒸发水分、漏风和压力变化后，通过实际测量和计算表明，体积减少量最多只有510%。因而简化计算时可以用乘以0.90.95的系数来计算降温后的烟气体积。文丘里管前的烟气量以及其他部位的烟气量通常还可以用烟气流量测试仪器进行测量来确定。首先选定采用六台文丘里除尘器

18、。2. 文丘里管结构尺寸的设计与计算采用圆形文丘里(1)喉管每个喉管需要处理的烟气量:Qti=Q6=21000006=350000m3h取喉管中的烟气流速：vh=50ms喉管截面积：Fh=Qt13600vh350000,21.94m360050圆形喉管直径：dh=1.129F=1.129.1.94=1.57m喉管长度：喉管长度可按以下关系近似选用:Lh=500mm(1) 收缩管选取进口烟气流速V1=12m/s,入口截面积：胃=»=8.加23600vi360012入口截面尺寸：圆形入口直径d1=1.129.F1=1.1298.10=3.21m选取收缩管的收缩角为：、=25收缩管长度：圆

19、形L-dhctg¥3.21一商肉25=3.70m2222(2) 扩散管取烟气进入文丘里管前的温度t，=150C烟气离开文丘里管的温度ti2=100C,则温度为t2(C)时，出口烟气流量q=Qt273*t2=350000x273*100=308628.84m3/h，取273t1273150出口烟气流速V2=20m/s,则出口面积:Qt23600V2308628.843600202=4.29m出口截面尺寸：圆形出口直径d2=1.129、.F=1.129.4.29=2.34m选取扩散管的扩张角为：2=8扩散管长度：圆形L2=ctg竺=ctg=5.51m(m2222、捕滴器的设计计算捕滴器有

20、圆柱型和倒锥型两种。圆柱型设计、施工较方便，但阻力较大；倒锥型水膜稳定性好、阻力小，但设计、施工较复杂，可根据具体情况选择采用倒锥捕滴器结。(1)筒体计算进口烟道中心处筒体内径，取进口烟道中心处筒体内平均上升烟速Vf=6.5m/s,贝U内Qt2308628.84佐：D=0.0188、一2=0.01884.10mjVf6.5 供水装置处筒体内径：由于烟气，在扩散管出口烟温降低，对体积有一定影响，考虑了蒸发水分、漏风和压力变化后，通过实际测量和计算表明，体积减少量最多只有510%。因而简化计算时可以用乘以0.90.95的系数来计算降温后的烟气体积。此处取系数为0.9,则捕滴器出口烟气温度为的烟气流

21、量Q%=0.9X350000=315000m3/h,取供水装置处筒体内平均上升烟速Qt3315000vs=4.5m/s，贝U内径：Ds=0.018用二=0.018用=5.0m; 筒体的计算参考内径：D0=Ds=5.0m(m> 湿段高度：H1=2Ds=25.0=10m； 干段高度：h=1.1Ds=1.15.0=5.5m筒体锥角：d=2arctg(DD1=2arctg暨一4.10)=3.052Hi210 进口蜗壳底壁至灰斗高度：场M.15D0=0.155.0=0.75m倒锥筒体供水装置的上高度:h3=0.1D°=0.15.0=0.5m.00m倒锥体最小内直径：Di=Dj2(hi+玄

22、)tgM=4.10_20.75+空竺1g理j2222倒锥体最大内直径：d2=Ds2h31=5.020.5tg3.05=5.03m22排灰管直径，一般取。=400mm，排灰管的垂直高度应大于600mm灰斗高度：h2=0.42D1_0.168=0.42x4.00_0.168=1.512m；烟气引出收缩段高度：取h3=0.9D0=0.9乂5.0=4.5m；四引出收缩段小头直径，取d3=0.5D0=0.5x5.0=2.5m；(15引出段锥顶角：§=2arctgD2-0.5D。=2arctg1.8D01.85.05-0.55.0=31.40(2)进气蜗壳Qt23150002.a3b3=4.375m，3600v3360020式中取进口烟速v3=20m's；取a3=1.0，贝Ua3=b3=2.092mb3进口蜗壳顶板处筒体内径：DW=Dj+a3tg箜=4.10+2.092tg305=4.16m22 进口蜗壳底板处筒体内径：Dw1=DjFg萼i=4.10-2.092tg305=4.04m；短管长度：取11=0.5Dw=0.54.04=2.02m 进口短管内