燃煤锅炉房烟气除尘设计

燃煤锅炉房烟气除尘设计大气污染控制工程课程设计0/200/20燃煤锅炉房烟气除尘设计目录第一章 设计背景资料 ···································错误!未指定书签。1.1工程概况 ··········································错误!未指定书签。1.2原始资料··········································错误!未指定书签。第二章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 ·····················错误!未指定书签。2.1标准状态下理论空气量·······························错误!未指定书签。2.2标准状态下理论烟气量·································错误!未指定书签。2.3标准状态下实际烟气量·································错误!未指定书签。2.4标准状态下烟气含尘浓度·······························错误!未指定书签。2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 ·····················错误!未指定书签。第三章 除尘器的选择 ···································错误!未指定书签。3.1除尘器应达到的除尘效率······························错误!未指定书签。3.2除尘器应达到的除2效率······························错误!未指定书签。3.3除尘器的选择·····································错误!未指定书签。第四章确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置········错误!未指定书签。4.1各装置及管道布置的原则······························错误!未指定书签。4.2管径的确定····································错误!未指定书签。第五章烟囱的设计·····································错误!未指定书签。5.1烟囱高度的确定···································错误!未指定书签。5.2烟囱直径的计算···································错误!未指定书签。5.3烟囱的抽力····································错误!未指定书签。第六章系统阻力的计算····································错误!未指定书签。6.1摩擦压力的损失···································错误!未指定书签。6.2局部压力损失·····································错误!未指定书签。第七章风机和电动机选择及计算···························错误!未指定书签。7.1风机风量的计算···································错误!未指定书签。7.2风机风压的计算···································错误!未指定书签。7.3电动机功率的校核计算·······························错误!未指定书签。第八章 小结 ··········································错误!未指定书签。参考文献 ············································错误!未指定书签。1/201/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第一章 设计背景资料1.1工程概况目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要表现有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的，大气污染对人体健康的危害包括对人的正常生活和生理方面的影响。现在，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大，所以必须通过有效的措施来进行治理，不至于影响到人们的健康生活。1.2原始资料锅炉规格 ：4-13型，共3台（2.8×3）设计耗煤量：650台烟气出口温度：160℃空气过剩系数：α=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比列为：22%烟气出口前阻力：800室外温度：-1℃当地大气压：97.86烟气密度（标准状态下）：1.343空气中含水（标准状态）按：0.012933烟气其它性质按空气计算煤的工业分子成分：68%4%1.2%5%1%6%14.8%13%排放标准 ：13271-2001二类地区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状态）：200332浓度排放标准（标准状态）：900锅炉出气口管径为600，其中心线高程为2.39m，其长度为600，所有管道总长为9.5m，室内锅炉距外墙2.18m。燃煤锅炉房烟气除尘设计2/202/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第二章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1标准状态下理论空气量Qa 4.76(1.867CY 5.56HY 0.7SY 0.7OY)(m3/kg)=4.76(1.867*685.56*40.7*1.2%–0.7*5%)(m3)=6.975(m3)式中CY、HY、SY、OY分别为煤中各元素所含的质量分数；2.2标准状态下理论烟气量Qs 1.867(CY 0.375SY) 11.2HY 1.24WY 0.016Qa 0.79Qa 0.8NY(m3/kg)=1.867(680.375*1.2%)+11.2*41.24*60.016*6.975+0.79*6.975+0.8*1%=7.430(m3)式中 Qa——标准状态下理论空气量， m3；(设计空气含湿量 12.93g3)NY——N元素在煤中所占质量分数， %；WY——煤中水分所占质量分数， %；2.3标准状态下实际烟气量Qs Qs 1.016( 1)Qa(m3/kg)=7.430+1.016(1.4–1)*6.975=10.26(m3)式中 ——空气过量系数；Qs——标准状态下实际烟气量， m3；Qs——标准状态下理论烟气量， m3；Qa——标准状态下理论空气量， m3；3/203/20燃煤锅炉房烟气除尘设计注意 ：标准状态下烟气流量 Q以m3计，因此，Q=Qs 设计耗煤量=10.26*650*332.4标准状态下烟气含尘浓度CdshAY(kg/m3)Qs22%14.8%10.26=3.173×10-3(m3)式中 dsh——排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数；AY——煤中不可燃成分的含量；Qs——标准状态下实际烟气量， m3；2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算20.8SY63)CsoQs10(mg/m220.81.2%10610.26=1.871×103(3)式中 SY——煤中含可燃硫的质量分数；Qs——标准状态下燃煤产生的实际烟气量， m3；4/204/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第三章 除尘器的选择3.1除尘器应达到的除尘效率1

CsC20014182=95.2%式中 C——标准状态下烟气含尘浓度， 3；Cs——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，3；3.2除尘器应达到的除 2效率so2 1

CsC1

9001871=51.9%式中 C——标准状态下烟气含 2浓度，3；Cs——标准状态下锅炉 2排放标准中规定值， 3；3.3除尘器的选择根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格。确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。QTP工况下烟气流量 Q'=20007 (273 160) 101.3=273 97.86=32848.2(m3)式中 Q——标准状态下烟气流量，m3；5/205/20燃煤锅炉房烟气除尘设计T’——工况下烟气温度，K；T——标准状态下温度，273K。则烟气流速为 Q' 32848.29.12(m3)3600 3600根据工况下烟气流量、烟气流速及要求达到的除尘效率确定除尘器，选用型脉冲除尘器192-12-2700型192-12-2700型脉冲除尘器滤袋滤分过过滤风速处理风量设备除尘电外形尺寸设备长度袋室滤/(m·1）/(m2·1)阻力率/﹪机长*宽*高重数/数面功条/积2率个27～311520～0.6～>=99.52.24919*2042*43997590345601.23．4脱硫设备选择若采用先除尘后脱硫工艺，本设计建议脱硫设施采用填料塔进行吸收净化，只确定其塔径和填料层高度。具体步骤如下：①吸收剂的选择。本设计选用石灰石浆液作为吸收液。②填料的选择。填料可为气体液两相提供良好的传质条件。选用的填料应满足以下基本条件：具有较大的比表面积和良好的润湿性；具有较高的孔隙率（多在 0.45-0.95）；对气流的阻力较小；尺寸适当。通常不应大于塔径的 110~18；耐腐性、机械强度大、造价低、堆积密度小、稳定性好等。几种填料的特性见表 1。液泛气速与填料塔的压降6/206/20燃煤锅炉房烟气除尘设计图1填料塔液泛点与压降的通用关系图图中最上方的三条线分别为弦栅、整砌拉西环及各类型乱堆填料的液泛线，三条线左下方的线为等压降线。20.2图中横坐标为(G)0.5WL，纵坐标为u0GL根据上表LWGgL选择25乱堆陶瓷拉西环假设温度在脱硫塔内其降为 20C,吸收塔操作压力 101325640.0122(10.01)29.35气体密度ρPMm101.32529.351.2238.314T8.314293L1000376000, 13362×1.22=16301.64QML0.5760000.5G1.22QMG0.163L16301.64100020.2u0GL=0.035L=1Ψ=1Φ=450ɡ=9.81gLu0=0.03510009.810.79145011.2210.27/207/20燃煤锅炉房烟气除尘设计0.700.55m/s4133623600圆整后3m2.93M0.55其中，WL——液气比WGG、 L——气体、液体密度，3L——液体粘度，·s;——填料因子，1——水的密度与液体的密度之比；u0——空塔气速，g——重力加速度填料塔塔径的计算填料塔直径D取决于处理的气体量 Q和适宜的空塔气速u0，即：4Qu0Q（m3）一般由生产任务所给定； u0一般由填料塔的液泛速度确定根据生产经验， u0取值可由填料塔的液泛速率 ut确定，即u0=0.66~0.80ut，也可从有关手册中查得。 u0小则塔径大，动力消耗少，但设备投资高；反之， u0大则压降大，塔径小，动力消耗大，但是设备投资少。由上式计算出的塔径应按照国内压力容器公称直径标准（ 1153-73）圆整，直径在1m以下时，间隔为 100；直径在100以上时，间隔为 200。综合上各因素可选出 4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器，详情如下：8/208/20燃煤锅炉房烟气除尘设计9/209/20燃煤锅炉房烟气除尘设计除尘脱硫设备结构图表34型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器产品性能规格处理烟气量/型号配套锅炉容量/m3除尘效率/%排烟黑度设备阻力脱硫效率质量4412000>981级林格曼800～1400>852800黑度表44型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器外形结构尺寸HH1H2H3ABCDEF446050350100010/2010/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第四章 确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置4.1各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。4.2管径的确定d4Q(m)v式中Q——工况下管内烟气流量，m3；v——烟气流速，，(可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v10~15m/s)；取v=12则d4*32848.2/36003.14*12=0.984(m)圆整1.000m查手册得知壁厚为1则内径d1=1000-2*1=998由公式d4Q(m)可算出实际烟气流速v4*32848.2/360011.543.140.998211/2011/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第五章 烟囱的设计5.1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()，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定(表4-1)确定烟囱的高度。表4-1 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/() <1 1~2 2~6 6~10 10~20 26~35烟囱最低高度 2锅炉总的蒸发量2.8*3=8.4()，则选烟囱高度为38m。5.2烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算0.0188Q(m)v式中 Q——通过烟囱的总烟气量，m3；——按表4-2选取的烟囱出口烟气流速，；表4-2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10～204～5自然通风6～102.5～3选v=1232848.20.018812=0.9836(m)12/2012/20燃煤锅炉房烟气除尘设计烟囱底部直径d1 d2 2i H(m)=0.9836+2*0.025*38=2.884(m)式中 d2——烟囱出口直径，m；——烟囱高度，m；i——烟囱锥度，通常取 i=0.02~0.03；5.3烟囱的抽力Sy11)P(Pa)0.0342H(273273tktp110.0342*38((1))*97860273273160=173.85()式中 H——烟囱高度，m；tk——外界空气温度，℃；tp——烟囱内烟气平均温度，℃；P——当地大气压， ；13/2013/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第六章 系统阻力的计算6.1摩擦压力的损失对于圆管pLLv2(Pa)d2式中 L——管道长度，m；——管道直径，m；——烟气密度，3；——管中气流平均速率，；——摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。可以查手册得到(实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04)；1.34*2730.843273160pL0.02*9.5*0.84*11.542=10.63()1.00026.2局部压力损失v2(Pa)2式中 ——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得 ；——与相对应的断面平均气流速率，；——烟气密度，3；渐缩管 800600共6个，查手册:开口角度45℃时，ζ=034.=11.56P0.340.8411.56262=114.5()渐扩管350600共2个，查手册:开口角度60,得ζ=0.74114/2014/20燃煤锅炉房烟气除尘设计P0.1740.8420.1522=59.34()2吸入四通共1个，查手册得：ζ=076.，20.15P0.20.8420.15234.10(Pa)290弯头共6个，查手册得：P0.250.8411.562684.19(Pa)2系统总阻力(其中锅炉出口前阻力为 800，除尘器阻力为 1400)=173.85+10.63+114.5+59.34+34.10+84.19+800+1400=2676.61()15/2015/20燃煤锅炉房烟气除尘设计第七章 风机和电动机选择及计算7.1风机风量的计算273tp101.325(m3/h)Qy1.1Q273P1.1*6669273160101.32527397.86=12047.3(m3)式中 1.1——风量备用系数 ；——标准状态下风机前表态下风量，m3；tp——风机前烟气温度，℃，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度 ；——当地大气压力， ；7.2风机风压的计算Hy1.2(273tp101.3251.293hSy)tyB(Pa)273y1.2(2676.61173.85)273160101.3251.29327320097.861.34=2746.8()式中 1.2——风压备用系数 ；——系统总阻力，；Sy——烟囱抽力，；tp——风机前烟气温度，℃；ty——风机性能表中给出的试验用气体温度，℃ ；——标准状况下烟气密度，1.343；根据和选定型号为 G4-37-119C的引风机，其性能如表 7-1表7-1Y5-50-126C型引风机性能16/2016/20燃煤锅炉房烟气除尘设计机号转速·1风量/全风压电动机质量外形尺寸31型号功率(长*宽*高)m·11.2960129782860Y200L2-62228.21565*1641*19477.3电动机功率的校核计算QyHyNe (kW)360010001212047.