燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计模板

燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。目录TOC\h\z\t"论文正文章标题,1,论文正文节标题,2,论文正文小节标题,3"1前言 32设计原始资料 43除尘工艺系统设计与计算 53．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 53．1.1标准状态下理论空气量 53．1.2标准状态下理论烟气量 53．1.3标准状态下实际烟气量 63．1.4标准状态下烟气含尘浓度 63．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 63．2管径的确定 73．3温降的计算 73．3．1烟气在管道中的温度降 73．3.2烟囱高度的确定 83．3.3烟气在烟囱中的温度降 83．4净化系统设计方案的分析确定 93．4．1除尘器应达到的除尘效率 93．4．2除尘脱硫设备选择 93．5烟囱的设计 103．5．1烟囱直径的计算 103．5．2烟囱底部直径的计算 103．5．3烟囱的抽力 103．6系统阻力的计算 113．6．1摩擦压力损失 113．6．2局部压力损失 113．7风机和电动机选择及计算 123．7．1风机风量的计算 123．7．2风机风压的计算 123．7．3电动机功率的计算 134．小结 145参考文献: 156附录 166．1除尘器入口管道连接 166．2风机入口管道连接 166.3T型三通管 161前言随着社会经济的发展,城市化与工业化进程的加速,以及煤、油为主的能源框架,环境污染越来越严重。而在中国的能源结构中以燃煤为主,众所周知煤炭在燃烧过程中会产生较多的污染物,特别是向大气中排放酸性污染物,在大气迁移过程中形成酸性沉降物,即酸雨,而酸雨控制又得广泛关注。本设计是某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计,主要目的就是除尘与烟气脱硫,以达到污染物排放标准,其中主要包括除尘器的选择、烟气管网的布置及风机及电机的选择设计。2设计原始资料锅炉型号:SZL4—13型,共4台(2.8MW×4)设计耗煤量:600kg/h(台)排烟温度:160烟气密度(标准状态下):1.34kg/m3空气过剩系数:1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例:16%烟气在锅炉出口前阻力:800Pa当地大气压力:97.86kPa冬季室外空气温度:-1空气含水(标准状态下)按0.01293kg/m3计烟气其它性质按空气计算煤的工业分析值:CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%按锅炉大气污染物排放标准(GB13271—)中二类区标准执行:烟尘浓度排放标准(标准状态下):200mg/m3二氧化硫排放标准(标准状态下):900mg/m3净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧15m以内。3除尘工艺系统设计与计算3．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算3．1.1标准状态下理论空气量式中CY,HY,Sy,OY—分别为媒中各元素所含的质量分数。已知煤中各种成分的质量分数为:煤的工业分析值:CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%各数值带入上式可得理论空气量:Q＝4.78×(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)＝6.9977m/kg3．1.2标准状态下理论烟气量Qs’=1.867(CY+0.375Sy)+11.2H+1.24W+0.16Q+0.79Q+0.8N(m/kg)式中Q:标准状态理论空气量,WY:煤中水分子所占质量分数,NY:N元素在媒中所占质量分数.设空气含湿量12.93g/m3,将上面数值代入公式同理可求得标准状态下理论烟气量Qs’=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2×0.04＋1.24×0.06+(0.16+0.79)×6.9977+0.8×0.01=8.455m/kg3．1.3标准状态下实际烟气量已知空气过剩系数为1.4,可求出标准状态下实际烟气量QS＝8.455＋1.106×(1.4-1)×6.9977=11.30m3注意:标准状态下烟气流量Q以m3/h计,因此:已知设计耗煤量:600kg/h(台)则标准状态下烟气流量Q=11.30×600×4=27120m33．1.4标准状态下烟气含尘浓度式中dsh—排烟中飞灰占媒中不可燃成分的质量分数;AY—煤中不可燃成份的含量;Qs—标准状态下实际烟气量,m3/kg。已知:dsh=16%QY=15%Qs=11.30m3代入上式求得标准状态下烟气含尘浓度3．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算式中Sy—煤的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/kg已知:Sy=1%,Qs=11.30m3/kg代入上式可得CSO2=1.773．2管径的确定式中Q—工况下管内烟气流量v—烟气流速,m/s,(可查有关手册确定,对于锅炉烟尘v=10～15m/s)。已知:每台锅炉的烟气流量Q=6780m3/h,取v=12m/s,可得d=圆整后取d=0.45m,可算得v=11.85m/s。3．3温降的计算当烟气管道较长时,必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。3．3．1烟气在管道中的温度降式中Q—标准状态下烟气流量,m3/h;F—管道散热面积,m2;Cv—标准状态下烟气平均比热容(一般为1.352～1.375kJ/m3.℃)q—管道单位面积散热损失。室内q=4187kJ/(m2.h);室外q=5443kJ(m2.h),Q＝6780m3/h,取Cv=1.360kJ/m3.℃,而F=LS=∏已知室内两段:L1＝0.68m,D1=0.6m;L2=1.4m,D2=0.45m室外:墙到除尘器进口管道距离L3=3.29m,直径计D3=0.45m;除尘器到风机的管道距离L4=4.2m,直径计D4=0.45m;风机到烟道入口的管道距离L5=2.2m,直径计D5＝0.45m;烟道入口到烟囱底部的烟道距离L6=12.79m,F=0.64m2;则⊿t1＝0.58℃,⊿t2=1.99℃,⊿t3=2.74℃,⊿t4=3.5℃,⊿t⊿t6=4.83风机进口前温度降⊿t=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4=8.81风机前温度t1=T-⊿t=160-8.81=151.2到达烟囱入口温度将⊿t’=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4+⊿t5+⊿t6=15.47因此到达烟囱入口烟气温度t2=T－⊿t’＝160－15.47＝144.533．3.2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(t/h),然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定(表1)确定烟囱的高度。表1锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力t/h<11～22～66～1010～2026～35烟囱最低高度202530354045根据上表,由锅炉总额定出力为16t/h,选烟囱高度为44m.3．3.3烟气在烟囱中的温度降式中H—烟囱高度,m;D—合用一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和,t/h;A—降温系数,可由表2查得:表2烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱(无衬筒)钢烟囱(有衬筒)砖烟囱(H<50m)壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2根据锅炉型号可知D=16t/h;选择砖烟囱壁厚小于0.5m,取0.3m;因H=44,A＝0.4,由上公式可得⊿t2=4.4℃,而烟囱得进气温度为:144.53℃3．4净化系统设计方案的分析确定3．4．1除尘器应达到的除尘效率式中C—标准状态下烟气含尘浓度,mg/m3.Cs—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,mg/m3.已知:Cs=200mg/m3;C=2124mg/m3,可得h=90.6%3．4．2除尘脱硫设备选择综合上各因素可选出XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器,详情如下:图1除尘脱硫设备结构图表3XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量/t/h处理烟气量/m3/h除尘效率/%排烟黑度设备阻力/Pa脱硫效率/%质量kgXDGC441>981级林格曼黑度800～1400>852800表4XDCG4型陶瓷夺冠高效脱硫除尘器外形结构尺寸HH1H2H3ABCDEF446029854235700140014003005035010003．5烟囱的设计3．5．1烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算式中Q—经过烟囱的总烟气量,m3/h;υ—按表5选取的烟囱出口烟,m/s。表5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由烟气总流量Q=27120m3/h,取υ=12m/s,可得烟囱出口内d=3．5．2烟囱底部直径的计算烟囱底部直径式中d2—烟囱出口直径,m;H—烟囱高度,m;i—烟囱锥度,一般取i=0.02～0.03。取i=0.02,已知d2=0.89m,H=44m则d1＝0.89+2×0.02×44=2.65m3．5．3烟囱的抽力式中H—烟囱高度,tk—外界空气温度,tp—烟囱内烟气平均温度,B—当地大气压,已知H=44m,tk=-1℃,tp=140.23℃,B=97860Pa;则S3．6系统阻力的计算3．6．1摩擦压力损失对于圆管:式中L—管道长度值;钢管和砖砌的长度d—管道直径,ρ—烟气密度v—管中气流平均速率λ—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。能够查手册得到(实际中对金属管道λ值可取0.02,对砖砌或混凝土管道λ值可取0.04)。已知管道长L=2.18+0.6+1.19+0.4+1.6+1.8+2.2=9.97m,d=0.45mλ=0.02,v=11.85m/s,ρ=1.34kg/m3则代入上面公式有⊿pL=41.68Pa3．6．2局部压力损失式中:ξ—异形管件的局部阻力系数,可在有关手册中查到,或经过实验获得;v—与ξ相对应的断面平均气流速率,m/s;ρ—烟气密度,kg/m3已知90°弯头ξ＝1.1;30°Z形管ξ＝0.16;天圆地方分别为:ξ＝0.19与ξ＝0.13;T形三通:合流管ξ＝0.78;分流管ξ＝0.55;v=11.85m/s,ρ=1.34kg/m3代入上面公式有△p=273.78Pa有＝41.68Pa＋273.78Pa＋1400Pa＝1715.46Pa3．7风机和电动机选择及计算3．7．1风机风量的计算式中1.1—风量备用系数;Q—标准状态下风机前表态下风量,m3/h;tp—风机前烟气温度,℃,若管道不太长,能够近似去锅炉排烟温度;B—当地大气压力,kPa。已知Q=6780m3/h;tp＝151.2℃代入上述公式得Qy=1.120×1043．7．2风机风压的计算式中1.2—风压备用系数;—系统总阻力,Pa;Sy—烟囱抽力,Pa;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,℃;ρy—标准状况下烟气密度,已知:＝1715.46Pa,tp＝151.2℃,ρy＝1.34kg/m3;Sy＝185.0Pa,B＝97.86kPa,查得ty＝250代入上式Hy=1488.25Pa由上面计算出风机风量Qy和风机风压Hy,所选风机的型号如下表:名称型号风压范围mmH2O风量范围m3/h功率范围Kw锅炉离心通风机Y4-70-1240～187890～181001.5～5.53．7．3电动机功率的计算式中Qy—风机风量,m3/h;Hy—风机风压,Pa;η1—风机在全压头时的效率(一般风机为0.6,高效风机约为0.9);η2—机械传动效率,当风机与电机直联传动时η2=1,用联轴器连接时η2=0.95～0.98,用V形带传动时η2=0.95;β—电动机备用系数,对引风机,β=1.3已知Qy=1.120×104m3/h,Hy=1488.25Pa,η1＝0.9,η2代入上式得Ne＝7.04Kw根据计算得的电动机的功率,传动方式选择电动机型号为:J2-61小型鼠笼型电动机4．小结经过这