文丘里除尘器设计说明书

1、 .4.1 摩擦阻力损失 流体力学原理，气体流经断面性状不变的直管时，圆形管道的摩擦阻力可按下式计算2PL Ld2式中PL一定长度管道的摩擦阻力，Pa TOC o 1-5 h z 直管道的长度，m摩擦阻力系数，无量纲圆形管道内直径，m管内气体的密度，kg/m3管内气体的平均风度，m/s根据已知的数据：煤气在标况下的密度烟气密度gg1V11.37kg/m3957676管段 1 2，在操作条件下550时，烟气密度g 0.4546kg/m3，p1 2L 10m,d3 0.4546kg /m331.0165kg/m31.0718kg/m31.0718kg/m32m,v 18.34m/s,0.012（镀

2、锌管）Lv2g 0.012d2210 0.4546 18.3424.59Pa1.4管段3 4 在操作条件下g 1.0165kg /m3， L 20m,d 1.4m,v 16.74m/ s, 0.012（镀锌管）p3 422p3 422L gv20 1.0165 16.7420.01224.42Pad21.4管段5 6，在操作条件下g 1.0718kg / m3 L 5m, d 1.4m,v 15.88m/ s, 0.012 （镀锌管）p5 6Lgv2d225 1.0718 15.8820.0121.425.79Pa管段7 8 在操作条件下3g 1.0718kg / m L 5m, d 1.4m

3、,v 15.88m/ s, 0.012 (镀锌管)p5 62p5 62Lgv2d25 1.0718 15.8820.0121.425.79Pa整理数据表格如下（表5-4）：管段标况下管道中摩擦阻力系数管道长度气体流速摩擦阻力损失体积密度体积密度1-259.590.45460.0121018.344.593-419.1061.3725.751.01650.0122016.7424.425-624.431.07180.012515.885.797-824.431.07180.012515.885.79总摩擦压力损失为：P P 4.59 24.42 17.38 5.79 52.18Pa局部压力损失局

4、部压力损失在管件形状和流动状态不变时，可按下式计算2Pg2式中P气体的管道局部压力损失，Pa 局部阻力系数管道 1 2，弯头2个 1= 2=0.18 则204546 18342Pw (0.18 0.18) 0.4546 18.3427.52Pa管道3 4，弯头2 个 1= 2=0.18 则Pw (0.18 0.18)Pw (0.18 0.18)1.0165 16.742251.27Pa管道5 6，弯头3 个 1= 2=0.18 则21.0718 15.882Pw Pw (3 0.18)管道7 8，无弯头，故无局部阻力损失系统的压力损失摩擦阻力损失 PL总 =4.59+24.42+17.38+5

5、.79=52.18Pa局部阻力损失 Pw总 =27.52+51.27+72.97=151.76Pa除尘器压损Pc=5168.13+570=5738.13Pa （文丘里管和脱水器两部分）总压力损失P= PL总 + Pw总 +Pc =52.18+151.76+5738.13=5942.07Pa五 . 换热器的选型1. 进口温度T1 550550 95 T2=95T 5501. 进口温度T1 5502.进：T1 25 出：查表 2.进：T1 25 出：查表 T =300 T=400T2 90 CP 11.122 kJ/(kg )CP2 1.138 kJ/(kg )CP CP1 CP2 CP1 (32

6、2.5 300) 1.1285 kJ/(kg )400 300热负荷3.热负荷Q CP W t1T12T2标准状况下烟气密度1.37kg / m3则 1.37 21T12T2标准状况下烟气密度1.37kg / m3则 1.37 2550 273.15273.152 0.4546kg/m3W Qi2 207375.83 0.4546 94263.05kg / hQCPW t 1.128 94263.05 (550 95) 4.84 107kj/htmt1 t2 t1ln( t1 ) t2(550 90) (90 25)550 90200.42ln( )90 25假定冷却器为壳测单程，则查表得修正

7、系数EA 90 250.124550 25550 90RA7.08Ft 0.890 25tm 200.04 0.8 160.336 假定传热系数K 300W /moc则所需的传热面积A Q4.84 107279.5115m2K tm 300 160.336 3.6取安全系数为1.02 则 A 1.02 279.5117 285.1017m2本设计采用的是管壳式换热器，冷热两种流体在其中换热时，一种流体流过管内，其行程称为管程，另一种流体在管外流动，其行程称为壳程，选用管径为 25 2.5 的无缝钢管，型号为 BESX1200-1.0-285-4.5/25-6REB 的换热器，其主要参数为管外径

8、为25mm,管长4.5m，换热面积为285m2。因为换热器的压损相对除尘系统管道和除尘器的压损较小，在这里将其压损忽略不参与后面的有关计算和选型。六 . 文丘里洗涤器几何尺寸和压损计算文丘里洗涤除尘器是一种高效除尘效率的湿式除尘器。它即可用于高温烟气降温，也可净化含有微米和亚微米粉尘粒子及易于被洗涤液吸收的有毒有害气体。实际应用的文丘里洗涤除尘器由文丘里洗涤器、除雾器、沉淀池和加压循环水泵等多种装置组成，其装置系统如下图所示，文丘里洗涤器在该装置系统中起到捕集粉尘粒子的作用。净化气体与沉降粉尘粒子的雾滴捕尘体的分离都是在除雾器中完成的，本设计中除雾器即脱水器选用旋风水膜除尘器， 文丘里洗涤器则

9、由收缩管、喉管和扩张管以及在喉管处注入高压洗涤水的喷雾器组成。管径D D 18.8式中D管径，m ；Q进口气体流量，19.106 3600=68781.6m3/h 1=16 22m/s出口流速 2=18 22m/s喉管流速 r=50 180m/s687816取进口流速 1=20m/s，则进口管径D1 18.8.1103mm 1.103m120出口流速2=20m/s，则出口管径D出口流速2=20m/s，则出口管径D2 18.868781.6201103mm 1.103m687816喉管流速 r=80m/s，则喉管管径D 18.86878.6 551mm 0.551mr80管长渐缩管的中心角 1

10、取25，渐扩管的中心角 2取 6，当选定两个角之后，计算收缩管长D1 D收缩管长D1 Dr2cot 11.103 0.5512225cot 1.24m2扩散管长L2D扩散管长L2D2Dr222 1.103 0.5516cotcot 5.27m222喉管长度Lr对文丘里管的凝聚效率和阻力皆有影响。实验证明，Lr=(0.8 1.5) Dr，取Lr=1.5 Dr=0.8 0.551=0.441m文丘里管示意图文丘里管示意图压力损失根据有些学者提出的模式认为气流的全部能量损失仅用在喉部将液滴加速到气流速度， TOC o 1-5 h z P 1.03 10 6r2 .L式中 P文丘里洗涤器的气体压力损失

11、，cmH2Or喉部气体速度，cm/sL液气体积比，一般为0.5 1L/m3，取L=0.8故 P 1.03 10 6 (80 102)2 0.8 52.736cmH2O 5168.128Pa除尘效率的计算3根据国家规定的烟尘排放浓度标准, C 100mg/m, 故除尘器应该达到的除尘效率为： T=1 (100/1920) 100% =94.8%除尘效率按下列公式估算： =(1 9266 p-1.43) 100%式中 除尘效率，% ； p压力损失，Pa 。 =(1 9266 p-1.43) 100%=(1 9266 5168.13-1.43) 100% =95.46%脱水器的选择(捕集器 )脱水器

12、串联在文丘里洗涤器后，作为凝聚水滴和吸收某些气态污染物的作用根据进入文丘里除尘器的风量Q=207353.827m3/h ，出换热器的Q=进除尘器的QV进20m/s d进1.103m则 Qd42 v 25.74m3 / s 92649.34m3/ h查表：取耗水量0.5 2.7 L /m3上升速度V2.5 m/s，停留时间3-5min ，风速 20-30 m/s，3筒体高 h=( 1.5-2.0 ) D ， 椎体高h=( 2.0-2.5 ) D， 取耗水量为2.7 L/m ，4Q 4 25.75上升速度2.0m/s 。则 d=4.05mv2取 t=5min=300s 则筒体高h=1.5D=6.0

13、75m 椎体高 h=2D=8.1m选择 CLS/A-5 型号的脱水器。CLS/A型带有挡水圈，以减少除尘器的带水现象，在筒体内壁表面始终保持一层连续不断地均匀往下流动的水膜。含尘气体由筒体下部切向进入除尘器并以旋转气流上升，气流中的粉尘粒子被离心力甩向器壁，并为下降流动的水膜捕尘体所捕获，粉尘粒子随沉渣水由除尘器底部排渣口排出，净化后的气体由筒体上部排出。主要参数如下表：表 5-5风量/m3/h压损 /Pa筒体高度H/mm筒体直径D/mm出口直径/mm207353570607520001000喷嘴选型喷嘴是湿式除尘设备的附属构件之一，对烟气冷却、净化设备性能影响很大，根据喷嘴的结构形式不同，一

14、般可分为喷洒型喷头、喷溅型喷嘴和螺旋型喷嘴等，本设计采用螺旋型喷嘴的碗型喷嘴，其计算过程如下：设计参数：L=0.8L/m 3，耗烟量=L烟气量 =0.825.75=20.576m 3/h由喷射角75，出水口轴向流速为20m/s，则出水口面积为：20.576 1062A1285.78mm 2，出水口直径为DN=18mm3600 20取蜗室入口流速为4m/s，则蜗室切向入口纵断面积为Af20.576 10Af20.576 1063600 42 1428mm水口内径DC的截面积A2的计算AfK= AfK= f ， K取 0.785，则 A2A1A22A2fK 2 A1214282225074mm0.

15、752 714.4Dc=80.38mm取VR=0.9m/s, 则该处圆环面积为20.576 1062AR6350mmR 3600 0.9喷嘴外壳的内半径R1 为63504 如下图：222R1d63504 如下图：222R1d2220.785 2R15623.14R123136,R1=55mm选喷口口径为18mm的，其主要参数如下七 . 风机的选型（ 1 ）风量根据总风量和总压力损失选择合适的风机。在选择风机时按下式计算。Q0=K1K2Q式中Q管道系统的总风量，m3/hK1考虑系统漏风所附加的安全系数。一般通风系统取1.1 ，除尘系统取1.15 ，本设计中取K1=1.15K2除尘器或净化设备的漏

16、风所附加的安全系数，取0.1故Q0=1.15 0.1 207353=23845.7m3/h（ 2）风压P f=（ K3 P1+ P2） K4式中P f风机的风压，PaP1管道系统的总压力损失，PaP2除尘器的压力损失，PaK3管道系统总压力损失的附加安全系数，一般通风系统取1.1 1.15 ，除尘系统取 1.15 1.20 ，取K3=1.15K4由于风机产品的技术条件和质量标准允许风机的实际性能比产品样本低而附加的系数，K4=1.08Pf =1.15 52.18+5738.13 1.08=6262Pa3）电机功率N3）电机功率NQ0Pf3600 100012式中N 风机配用电动机的功率，kW3

17、 TOC o 1-5 h z Q0风机的风量，m/hPf风机的风压，Pa1风机运行时的效率，一般为0.5 0.7 ，电机直联传动取0.5 2机械传动效率，取1.00K电动机轴功率安全系数，离心通风机取1.401.40 116.14kW23845.7 62621.40 116.14kW3600 1000 0.5 1.00风机根据风压、风量、功率选择C6-48 型的锅炉风机。表 5-6 除尘风机性能表风机类型型号全压 /Pa风量/(m 3/h )功率 /kW备注锅炉风机GY2-10775-656116150-81000011-1600用于锅炉，也常用于大中型除尘系统八 . 烟囱的高度计算1 ）烟囱

18、出口内径可按下式计算：式中 Q通过烟囱的总烟气量，vi 按表选取的烟囱出口烟气流速，选定vi =8 m/s4 25.752.02m3.14 8表 5-7 烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷时最小负荷机械通风 自然通风10 204 56 82.5 32）烟囱高度的确定一个烟囱的所有锅炉的总蒸发量为Q=35t/h ，表 5-8 燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度表 5-8锅炉房装机总容量MW 0.70.7 1.42.8 77 1414 281.42.8t/h11 22 44 1010 202040烟囱最低高度m202530354045查上表可得：H 烟囱 35m烟囱底部直径

19、d1 D 2 i H m式中D烟囱出口直径，m；H烟囱高度，m；i 烟囱锥度，通常取 i 0.020.03 。选定 i=0.025d1D 2 i H 2.02 2 0.025 35 3.8 m则烟囱的几何高度H 3.8 2.02 35.6m2 0.025（3） 烟囱的抽力烟囱的抽力取决于烟温、空气温度及烟囱高度，烟温越高，周围空气温度越低，烟囱的抽力越大；烟囱高度越高，其抽力也越大。P 0.0345H(1273 tP 0.0345H(1273 t0273 tf)B TOC o 1-5 h z 式中H产生抽力的管道高度，mt 0外界空气温度t f 计算管段中烟气的平均温度tf =(550+95+

20、76+76)/4=199.33 B 当地大气压PaP 0.0345 35.6 () 101325 153.95Pa273 25 273 199.334Q 4 25.75校核烟气流速vi8.2m/ sD222TS TS Ta D)TSvs(1.5 2.7u8.2 2349 293(1.5 2.72) 12.94m3349则烟囱的总高度H=35.6+12.94=48.54m 49m九 . 设计结果列表本设计的燃煤电站锅炉烟气除尘系统及附属设备主要有：文丘里除尘器、脱水器、换热器、风机、电机、除尘系统管道、烟囱等。除尘净化系统设备的选型见下表5-9 。表 5-9 除尘净化系统设备一览表序号12345进 口D1=1.103m， 出 口D2=1.103m, 喉管Dr=0.098文丘里除尘器1管长L1=1.24mL1=5.27mCLS/A-5风量：207353 m3/h压损：570Pa脱水器1筒体高度H： 6075mm筒体直径D： 2000mm出口直径: 1000mm烟囱H： 49m1D:2.02m,d 1=3.8m换热器BJSX900-1.0-285-6/19-21管 外 径 为25mm,管长REB4.5m，换热面积为285m2风机