燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型课程设计

PAGEPAGE13徐州工业职业技术学院《燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型设计》课程设计说明书姓名所属系部化工班级环境监治学号指导2013一、设计题目： 2二、设计内容和要求 2三、设计资料 2四、工艺选择 21、机械除尘器 22、袋式除尘器 33、电除尘器 34、湿式除尘器 4五、电除尘器的设计 41、除尘器型号的确定： 42、电除尘器的台数 53、电厂风速（v）的确定： 54、电除尘器的截面积(F)： 55、除尘效率： 56、有效驱进速度： 57、收尘极面积（A）: 68、比尘集面积（）： 69、电场数 610、电场高度h 611、同极距（2S）的确定 612、通道数： 713、电场断面（F）： 714、每电场有效长度: 7六、电除尘器总体尺寸的计算 7宽度方向上的尺寸 7电场有效宽度： 71、 电除尘器为双室，内壁宽为 7柱间距 8EQ高度方向上的尺寸 8从收尘器顶梁底面到灰斗上端面的距离 82、灰斗上端到支柱基础面的距离 9长度方向的尺寸 93、首尾的边柱与壁的距离为X 94、进气箱 9出气箱 10灰斗 10气流分布板设计 10七、总结 13八、参考文献 13一、设计题目：燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型设计二、设计内容和要求设计内容：某电厂二期扩建2台2×1010W机组。进行火电厂现役电除尘器运行状况调研。了解目前燃煤锅炉电收尘技术发展状况；2×1010W机组所配自然循环煤粉炉（蒸发量为670t/h）电收尘器选型和设备技术设计。设计要求：标况下电除尘器烟尘的排放浓度小于100mg/m3，除尘效率大于99%，漏风率小于3%，允许布置尺寸要求长乘宽小于46乘24米，高度不限。三、设计资料锅炉型号：HG670/140-10型额定蒸发量670t/h最大耗煤量90.265t/h最大烟气量150万m3/h最高温度141.5摄氏度烟气最大含尘量13.5g/m3烟气露点温度80摄氏度烟气压力3920Pa四、工艺选择1、机械除尘器通常是指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置。它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。机械除尘设备的优缺点：优点：机械除尘利用的力比较单一，且除尘装置构造简单且没有运动部件。所以除尘装置故障少，容易操作和管理，投资、运行费用相对较低。缺点：机械除尘分离细小粉尘的能力比较弱，对粒径较小（小于5μm）分离效果较差。机械除尘作用力单一，但设计计算复杂，而且设计计算数据容易受到多种因素影响，对除尘效果影响特别大。2、袋式除尘器是含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁空气由排出口排出，沉积在滤料表面的粉尘，可以在机械振动的作用下从滤料表面脱落，最终落入灰斗中的一种除尘净化设施。袋式除尘设备的优缺点：优点：袋式除尘器可以捕集多种高比电阻干性粉尘；使用风量广，处理烟气量可从几到几百万；除尘效率高微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体效率较高，一般可达99%，甚至可达99.99%以上；运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。缺点：袋式除尘器不适于净化含粘结和吸湿性强的温度高的含尘气体，否则将会产生结露，堵塞布袋；受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，且会出现烧袋糊袋现象；据统计，用袋式除尘器净化大于17000含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高，而用其净化小于17000含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。3、电除尘器通过高压电场，使尘粒荷电，并在电场力的作用下，使尘粒聚集在集尘板上将粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘设备的优缺点：优点：电除尘器可以净化气量较大且温度较高的含尘烟气。在工业上净化105～106m3/h的烟气，且用于净化350℃以下的烟气，可长期连续运行；除尘效率高。如果设计合理，安装施工质量高，除尘效率可以达到99.9%；其结构简单，气流速度低，压力损失小；除尘粒径范围较宽，对于0.1μm的粉尘粒子仍有较高的除尘效率；能量消耗比其他类型除尘器低。如以每小时净化1000m3烟气计算，电除尘器的电能消耗约为0.2～0.8kw缺点：电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出；不适宜直接净化高浓度含尘气体；对制造和安装质量要求很高，需要高压变电及整流控制设备，且占地面积大。4、湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者化学作用捕集颗粒，使粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。湿式除尘设备的优缺点：优点：湿式除尘器的除尘效率不仅能与布袋和电除尘器相当，而且还可适用这些除尘器所不能胜任的除尘条件。表现在湿式除尘器对净化高温、高湿、高比阻、易燃、易爆的含尘气体具有较高的除尘效率；在去除含尘气体中粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气态污染物。因此，湿式除尘器既可以用于除尘，又可以对气体起到冷却、净化的作用；设备投资少，构造比较简单：在耗用相同能耗的情况下，湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高。缺点：湿式除尘器的粉尘回收困难，且排出的沉渣需要处理；不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体；净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水（或液体）将具有一定程度的腐蚀性。因此，除尘系统的设备均应采取防腐措施；含水运行，在寒冷地区设备容易结冻，因此，要采用防冻措施。五、电除尘器的设计1、除尘器型号的确定：根据处理风量可以确定选用板式电除尘器，板式电除尘器一般为卧式，其清灰方式一般为干式清灰方式；双区电除尘器主要用在空调空气净化方面，因此选用单区电除尘器。本次设计选用卧式、板式、无辅助电极的宽间距400mm的电除尘器。2、电除尘器的台数2×1010W机组单台锅炉的烟气量是150万m3/h，采用两台电除尘器并联使用。3、电厂风速（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0.4-1.5m/s范围内。虽然从得意希效率公式来看，电厂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《电收尘器》电场风速的经验曲线确定，对于锅炉，由于粉尘粒径很小，一般在3-11微米之间，故不可取过高的电场风速，以免引起二次扬尘，故取0.90m/s。4、电除尘器的截面积(F)：（初定）=Q/V=1500000/(2×3600×0.9)=231.48(㎡)5、除尘效率：标况下烟气的含尘浓度：除尘效率：6、有效驱进速度：电除尘器的除尘效率，%A电除尘器的收尘面积，㎡Q烟气量，m/sw有效驱进速度，m/sS煤的含硫量，%k平均粒度影响系数由经验取得：w=6.5cm/s7、收尘极面积（A）:㏑（）㏑()=671.83(㎡)考虑各种参数的准确性和电除尘器的结构等方面的影响应将极板面积增加5%左右8、比尘集面积（）：9、电场数n取4：（由于除尘效率较高故选4个电场）10、电场高度h取h=11m11、同极距（2S）的确定：加宽极间距，增加了绝缘距离，提高了火花放电电压，还可以提高两级工作电压，粉尘的驱进速度也相应的提高，则在处理相同的烟气量和达到相同的除尘效率的条件下，所需收集尘面积就减少了。故本次设计采用400mm同极距（2S）。12、通道数：本次设计采用Z型板，Z型板宽度为40mm，=0.02m取Z=56mm13、电场断面（F）：实际风速：14、每电场有效长度:所需阳极板数：则所需板块数为8块，则电场有效长度为：六、电除尘器总体尺寸的计算宽度方向上的尺寸：电场有效宽度：电除尘器为双室，内壁宽为：取0.1m，最外层的一排极板中心线与内壁间的距离中间柱子宽度，柱子宽取0.3m柱间距收尘器壳体钢板的厚度，一般取0.005mEQ高度方向上的尺寸从收尘器顶梁底面到灰斗上端面的距离h电场高度h从收尘器顶梁底面到阳极板上断面的距离，取0.2mh收尘极下端至撞击杆中心的距离,取0.04m，（30-50mm）h撞击杆中心到灰斗上端的距离,取0.2m，（160-300mm）2、灰斗上端到支柱基础面的距离根据除尘器的大小，取1.2m长度方向的尺寸1、壳体内壁长电晕极吊干至进气箱入端的距离，一般取400mm-500mm，选取450mm；为集电极一侧至距电晕极吊杆点距离一般在450mm-500mm，选取470mm；C为两电框架间吊杆间距在380mm-440mm。选380mm2、沿气流方向上的柱距3、首尾的边柱与壁的距离为X4、进气箱采用水平引入式进气箱，在进口时风速取=10m/s；则进气口的面积（两个进风口）10.4㎡每个室进气箱大口断面积（）进风口上部距顶端的距离取350mm，进风口下部距灰斗上部取600mm，进气口长方形的厚度取100mm，侧部低梁的高度取850mm。进气箱长度取4m进气箱中心高度出气箱出气箱长度取4m出气箱高度取6m灰斗采用角锥形灰斗，沿气流方向设4个，垂直方向上设4个，故灰斗上口尺寸为m,灰斗下口取300mm×300mm，斗壁斜度60°，灰斗下口的边长B,则灰斗高：气流分布板设计分布板层数的确定由于＜20,故分布板的层数取n=2。分布板的阻力系数，可由下式确定：式中，ξ是阻力系数；N0为气流在入口处按气流动量计算的速度场系数。对于直管或带有导向板的弯头N0=1.2；对于不带导向板的缓慢弯头，当弯管后面没有平直段时N0=1.8—2。由于进口处是不带导向板的缓慢弯，弯管后设