燃煤锅炉烟气除尘系统设计

1、第一章课程设计任务书1.1课程设计的题目燃煤锅炉烟气除尘系统设计1.2课程设计的目的通过课程设计进一步消化和巩固本能课程所学容，并使所学的知识系统化, 培养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，了解工程设计 的容、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：SZL413型，共4台（2.8MWW）设计耗煤量：300kg/h（台）排烟温度：150C烟气密度（标准状态下）：1.45kg/m3空气过剩系数：a=1.2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

2、地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：-1C空气含水（标准状态下）按0.0l293kg / m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值:Cy = 68%Hy = 4%Sy=1%Oy = 1%Ny=1%Wy = 6%Ay=15%Vy=13%按锅炉大气污染物诽放标准(GB13271 - 2001)中二类区标准执行烟尘浓度排故标淮(标准状态下)：200mg/m，二氧化硫排放标准(标准状态下)：700mg/m3。净化系统布置场地加图3-1-1所示的锅炉房北侧15m以。第二章设计工艺的比较2.1除坐器的分类除尘设备分为七种类型：重力与惯性除尘装置：重力沉降室、档板式除尘器。旋风除尘装置：单筒旋风除

3、尘器，多筒旋风除尘器。湿式除尘装置：喷淋式除尘器，冲激式除尘器，水膜除尘器，泡沫除 尘器，斜栅式除尘器，文丘里除尘器。过滤层除尘器：颗粒层除尘器，多孔材料除尘器，纸质过滤器，纤维 填充过滤器。袋式除尘器：机械振打式除尘器，电振动式除尘器，分室反吹式除尘 器，喷嘴反吹式除尘器，振动式除尘器，脉冲喷吹式除尘器。静电除尘装置：板式静电除尘器，管式静电除尘器，湿式静电除尘器。组合式除尘器：为提高除尘效率，往往“在前级设粗颗粒除尘装置，反级设细颗粒除尘装置”的串联组合式除尘装置2.2除坐器的选择各种除尘器的除尘效率、设备费及操作费等都不一样，在设置除尘器时，应对各种除尘器的性能性能有深刻的理解，充分考虑

4、粉尘发生设备的结构、原料和 燃料的种类、操作条件和含尘气体的性质和量，使用除尘器的目的，需要捕集粉 尘的特性和价值、捕集量等情况，以组合最经济的除尘系统，义保证适宜的除尘 效率。第三章设计说明书3.1设计容和要求燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算净化系统设计方案的分析确定。除尘器的比较和选样：确定除尘器类型、型号及规格。并确定其主要运 行参数。管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。计计算各管段的管径、 长度、烟囱高度和出口径以及系统总阻力。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 息阻力等计算选样风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。编写设计说明书：设计说

5、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容。课程设汁说明书有封面、目录、前言、 正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、容正确完整，书写工整、装 订成册。图纸要求除尘系统图一 (2号图)。系统图应按比例绘制、标出设备、并附明细表。除尘系统平面、剖面布置图1(2号)。图中设备管件应标注编号，编号应与 系统图对应。布置图应按比例绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式，加图31和图312。在平面布置图中应有风向标志(或指北针)。第四章课程设计计算书4.1燃煤锅炉4.1.1排烟量及烟尘、二氧化硫浓度的计算k燃煤锅炉排职量.及地和二氧化

6、植液度的it耸Id)准状态下理论空气量Q-4, 76(1.867 + 5. 56 9-1-0*75 0. 7(7 Cm3/kg)式中芒，H r分划为媒中答凡素所含的通是分数“Q = 4.76(1.867Cy + 5.56Hy + 0.7& -0.7Oy) a=4.76 x (1.867 x 0.68 + 5.56 x 0.04 + 0.7 x 0.01 - 0.7 x 0.01)=7.10(m 3/kg)(2)标推状态下理论烟气最(设空气含湿最以93事奇)Q. !.糖”+2 W5S、+ 11W 1 .拱时一二如皈土 背。：3有QA出 0 切淮状态下理论空气量、rr/：kg；Wy 煤中水分的质量

7、分数;2N元素在煤中的质量分数,Q = 1.867(Cy + 0.375Sy ) +11.2 Hy + 1.24Wy + 0.016Q，+ 0.79Q，+ 0.8 Ny= 1.867 x (0.68 + 0.375 x 0.01) +11.2 x 0.04 +1.24 x 0.06 】0.016 x 7.10 + 0.79 x 7.10 + 0.8 x 0.01=7.53(m3 / kg)标推状态F实际烟气星Q, Q： 1.11：(p 1)Qj (n?/kg)式中 空气过量系数；Q：标准状态F理论烟气量t E ；Q： 标准状态下理论空气量,m5/kgfl际准状态下螭气流量讶应以mPhi十，因此

8、，QwQ,、僚计耗煤量Q, = Q； + L016J1)Q： (mVkg)=10.06( m3/kg)Q=QX设计耗煤量=10.06*300=3018 ( m3/kg )3；均气含芭浓度式中山一排烟中飞象占煤中不可燃成分的质量分数；/T煤中不可燃成分的含量；Q-标准状态下实际烟气量m*屈。C =气 * = Q16xQ15 _ 2.48x 10-3(kg/m3)= 2.48x 103(mg/m3) Q 9.69标莅状态下烟N中一氧化硫技度的计算|cs(j2 X 10B (mg/m3)式中5y煤中硫的质量分数；0标准状态F燃煤产生的实际烟,、晕 irLkq_ 2063.98(mg/m3)厂2% 八

9、 2x0.01x0.98 in9.69C =X106 _X106SO2QS4.2除尘器选择的计算3.除尘器的选择 除尘效率式中 C标准状态F烟气含尘浓度，m/mL成析准状态F锅炉烟尘排放标准中规定值I n；m1 C A 200门=1 s _ 1 = 91.94%C2.48 x103(2)除尘器的选择I 工况下烟气流量祭 ir.3/h)式中Q -标准状态下的烟气流量，m3/h；T1工况下烟气温度，玦T标潜状态下温度，273K.八 QT 3391.5 x (273 + 200)273Q = r = = 5876(m3 / h)则烟气流速为-Q = 5876 = 1.63(m3/s)3600 360

10、0损据烟生的粒税计布或斡英.五说下的烟气匝、蜩气汲度&要求述剑的除尘蚊庵定隐 2;器的冲类、墅号及嫩格.株定除尘吞的运行磐收.如气施速度、限力貌大、摘集粉尘 E型y !处理风域 /rn h 1r七 /cimiiHqO一柞衣is/t - h1外招尺寸长况览X高） /mm腋坐敕率 /%L成量腿环成i以的-弓项m2.3-M?1知八葺代1耕4.3管网布置及计算%踊定踪牛器、凤机、埃由的先罟.炊管道布置.并计富各管股的管耗、爻度、也囱商 度和出口内径以及系统总咀力,门】各装置及管道有直的原则根据钢:炉运行情湿及锅炉现场的实际情也确定各装置代 位置:曰.确定各装置的位置，管道的布皆出就基大M以蹄定-对各.

11、装苴及骨道的打宣有 力求简单，紧虞，管路短、占地面积小，并使安装、操作和检修方便n管径的确定.式中口工沉下管道内的烦流量，mL、l-一园气沆速，皿任:肘于锅炉:燃尘r1C-1S m/s圆整并选取风逾外径Prnim钢制抵猊甘外径允许偏差/mm壁.厚危m50 C吐10. ?&内径 J =500 2X0. 75 = 495x5 (mm)I 4x1.63V3.14 xlO=0.46(m)由公式可计算出实际烟气流速:=8.5(m/s)4Q _4x1.63Tdl-3.14x0.498524.烟囱的设计11）烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（Vh）,然后根据锅炉火气污染物排放 标准中

12、的规定（表3-3-3）确定烟囱的高度1E3-3-A耗炉烟囱的高度钢炉总麒定出丸Mt小）11 -2如6砒最低高度.皿20$3D354045锅炉总额定出力：4X416 （t/h）故逃定烟囱高度为40m.C2）烟囱直径的计算烟囱出口内径耳按下式计算*tj! = 0. 0188* Im）式中Q通过烟囱的总W气量，mVk;w按表3T-4逃取的烟囱出口烟气流速，m/s.d=0.01884x3018.眼=1.31m3-3-4 烟圆出口增，流itE口 F通虬方式无行情 &金负荷时最小鱼荷机救通阳102045宜然通风R1UL5-3选定 u = 4m/s圆整取d=1.7mo烟囱底部直径di d?r2 i * H

13、(m)式中 d. 一-烟囱出口直径，msH 烟囱高度，叫l 一烟囱锥度(通常取020.D3J,姻囱底部直径i=0.02,di =由十2 , 1 Ff (m) =2.98m(3烟囱的抽力50. 0342H(”3-十沱十九 J *8 CPa)式中 H 一烟囱高度，mj“外界空气温度/C;珏-一烟囱肉烟气平均温度H一 一当地大气压，PL1 1S =0.0342H()By273+ t273 + 1kp1 1=0.0342 x40 x() x 97.86 x 1。3 = 209(Pa)273-1 273 + 200上系统阻力的计算 U)窿擦压力损失对于圆管式中L-管道长度，msd 管道直径，nuP烟气密

14、度，kg-mJ;y管中气流平均速率.m/sj；摩擦阻力系数，是气体雷诺数R*和管道相对粗糙度的函数可以查手册得 到(实际中对金属管谓A值可取ii. Q2.对砖冏或握凝土管道值可雇DN)a.对于巾500圆管L=9.5m273273p = p = 1.4x= 0.81(kg/m3)o 273 + 160473L pv29.5 0.81x8.52= 0.02 0- x 2=11.12( Pa)图3-3-2砖砌拱形烟道.云意图b.对于砖砌拱形烟道（参见K 3-3-2）A = 2x洪* =营+芸（变ID 500i；iui敌 B=450mm则R=式中 /!为面积K为一周枝“局部压力损失R)式中 =82.6

15、=83=10.2电动机功机的计算NR=Q 书_ kW)海 mg%式中Qv风机风量，：ir/n：* 一鼠机风压，Pci：Vl -凡机在全压头时的蚊皋一股风机为5,高敏氐机鸵为3,9尤压-机械传动效率.当风机勺电批宜联传萄时功=1，用成轴器连接时吁一。.花0,98.用V形带传动时琅= O.95j口电动机普用条薮，庄引凤矶.31 .楫Qy 叩二6692.6x 1393.8 x 1.3 = 5(成)3600 x 1000q 门3600 x 1000 x 0.6 x 0.951 2根据有效功率及风机对应电动机配用电动机传动皮带(用 长*根数)型号转速 /r/min功率/kWY160M1-2B329301

16、1B2261*3了.系统中烟气温度的变化 烟气在管在中的温度降Ul /11LI式中Q -勿准伏态1、也气流管道散热面积，m2；标准状态下烟匕平均比热容，一般为LM2,5.357kJm：U)?-管道单位面积散熟损失。室内 q = 41WkJ/Lm * h)室外 7 = 3443kJ/，h)L2. 18 0. 6-0, 12 = 1,(tr.)室内管道长；K = kL D= MX1.= 2.冷(-ir )室外管道长:L = 9, 51. 16 = 8.(M (m)F=M * IJ=i. 14X3. 04区仇 5 = M. 6M Cm1 )门+ F m F4187 x 2.29 + 5443 x 12.623391.5 x 1.354=17.0(C)S妣穴在刘叵中的温度降初 C ）-/D式中 H -底肉高度，D合用同一烟囱的所有锅炉额定燕发量之和，t/ h ；A温泽系数，可山表3-AS在捋