大氣課程設(shè)計--燃煤電站鍋爐除塵凈化系統(tǒng)設(shè)計

1、-作者xxxx-日期xxxx大氣課程設(shè)計-燃煤電站鍋爐除塵凈化系統(tǒng)設(shè)計【精品文檔】某燃煤站鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計摘要：此設(shè)計為主要是為了某小型燃煤電站鍋爐煙氣除塵設(shè)計的一套系統(tǒng)。根據(jù)燃煤煙氣中粉塵的特點，設(shè)計煤量800kg/h, 排煙溫度160，煙氣密度（標(biāo)態(tài)）9kg/m3，及排放要求初步選擇了除塵器類型。選擇LD14-56機(jī)械振打袋式除塵器。通過一系列除塵系統(tǒng)使最終排出的煙氣達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：50mg/m3。關(guān)鍵詞：燃煤站鍋爐煙氣；袋式除塵；機(jī)械振打一、 設(shè)計題目某小型燃煤鍋爐電站煙氣袋式除塵系統(tǒng)的設(shè)計二、 設(shè)計資料鍋爐型號 FG

2、-35/3.82-M型 （35t/h 蒸汽） 自選臺數(shù)（1-5臺）；設(shè)計耗煤量根據(jù)鍋爐自行選取 （例如800kg/h）；排煙溫度160度；空氣過剩系數(shù) x= 1.4; 煙氣密度 1.39kg、m3;冬季室外空氣平均溫度4度；鍋爐出口煙氣阻力1200Pa；排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例16%；煙氣其它性質(zhì)按空氣計算；煤的工業(yè)分析 C=68%； H= 4% S=2%；O=5%；N=3% W=5% A=12% V=11% ；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)50mg/m3;當(dāng)?shù)卮髿鈮簶?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。三、 設(shè)計內(nèi)容燃煤鍋爐排煙量及二氧化硫濃度的計算凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定袋式除塵器的選擇：確定除塵器的類型、型號

3、及規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。管網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。計算各管道的長度、管徑、煙囪的高度和出口內(nèi)徑及系統(tǒng)總阻力。風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選擇風(fēng)機(jī)種類、型號及電機(jī)的種類、型號和功率。四、 設(shè)計原則 除塵管道力求順直，保證氣流通暢。當(dāng)必須水平敷設(shè)時，要有足夠的流速以防止積塵。對易產(chǎn)生積灰的管道，必須設(shè)置清灰口；為減輕風(fēng)機(jī)磨損，特別當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度較高時（大于3g/m3)，應(yīng)將凈化裝置設(shè)在風(fēng)機(jī)的吸入端；分支管與水平管或傾斜主干道連接時，應(yīng)從上面或側(cè)面接入。 三通管的夾角一般不大于30度； 除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)力求布置合理，管路短，不

4、影響工藝操作、運(yùn)輸、交通和自然采光、在滿足吸風(fēng)量和凈化要求的前提下，力求少占建筑空間，投資低和維修方便。五、 設(shè)計要求在設(shè)計過程中要綜合考慮，應(yīng)用所學(xué)的有關(guān)知識，掌握除塵設(shè)計的步驟、方法；重點培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立工作的能力，熟悉手冊、樣本、規(guī)范的使用；除塵裝置選定袋式除塵裝置設(shè)計計算書一份，說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確，書寫工整、裝訂成冊。正文按設(shè)計程序編寫，包括方案的論證確定、設(shè)計計算、設(shè)計闡述引出、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖等內(nèi)容。圖紙二張（應(yīng)包括平面圖及系統(tǒng)圖），其中一張為CAD繪圖和另一張為手工繪圖。5.1 引言目前，在國內(nèi)把大氣污

5、染與空氣污染往往當(dāng)作同一詞使用，即指廠房內(nèi)部或其他勞動場所和活動場所的空氣污染問題。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類在大量消耗能源的同時，將大量廢氣、煙塵雜質(zhì)排入環(huán)境大氣，嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境的質(zhì)量，尤其在人口稠密的城市和大規(guī)模排放源的附近區(qū)域更為突出。在燃煤的電廠中，生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)中形成的，能較長時間飄浮在作業(yè)場所空氣中的固體微粒。主要有輸煤系統(tǒng)作業(yè)場所漂浮的煤塵，鍋爐運(yùn)行中產(chǎn)生的、鍋爐檢修中接觸的鍋爐塵，干式除塵器運(yùn)行、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰綜合利用作業(yè)場所的粉塵，電焊操作產(chǎn)生的電焊塵，采用濕法、干法脫硫工藝的制粉制漿系統(tǒng)產(chǎn)生的石灰、石灰石粉塵及石膏干燥系統(tǒng)、脫硫廢渣利用拋棄系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵。對于

6、其中產(chǎn)生的粉塵分散度越高，即粉塵粒徑越小，其在空氣中的穩(wěn)定性越高，在空氣中懸浮越持久，工人吸入的機(jī)會越多，對人體危害越大。呼吸性粉塵可沉淀在呼吸性的支氣管壁和肺泡壁上。長期吸入生產(chǎn)性粉塵易引起以肺組織纖維化為主的全身性疾病。本設(shè)計為某燃煤電站鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計。5.2.1 除塵器性能指標(biāo)表5-2除塵器性能指標(biāo)除塵器名稱適用的粒徑范圍（）效率（%）阻力（）設(shè)備費運(yùn)行費慣性除塵器20-5050-70300少少旋風(fēng)除塵器5-1560-90800少中水浴除塵器1-1080-95600少中下電除塵器90-981000多中上袋式除塵器95-9950中上大文丘里除塵器90-981000少大除塵器的主要性能

7、指標(biāo)還包括了除塵效率、壓力損失、處理氣體量與負(fù)荷適應(yīng)性等幾個方面。5.2.2 除塵器的選擇在選擇除塵器時，要先完全考慮以下方面：（1）除塵器的除塵效率（各種除塵器對不同粒徑粉塵的除塵效率見表2）；（2）選用的除塵器是否滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放濃度；（3）注意粉塵的物理特性（例如黏性、比電阻、潤濕性等）對除塵器性能有較大的影響另外，不同粒徑粉塵的除塵器除塵效率有很大的不同；（4）氣體的含塵濃度較高時，在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的出凈化設(shè)備，去除粗大粉塵，以使設(shè)備更好地發(fā)揮作用；（5）氣體溫度和其他性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素；（6）所捕集粉塵的處理問題；（7）設(shè)備位置，可利用的

8、空間、環(huán)境條件等因素；（8）設(shè)備的一次性投資（設(shè)備、安裝和施工等）以及操作和維修費用等經(jīng)濟(jì)因素。綜合考慮對除塵效率的要求、燃煤的性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)成本等宜選用袋式除塵器。（1）除塵器手冊 （ 張殿印 王純 主編-化工工業(yè)出版社）（2）除塵工程設(shè)計手冊（ 張殿印 王純 主編-化工工業(yè)出版社）5.4 設(shè)計計算和配套設(shè)備的選擇.1概述燃煤電站煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計計算包括：各設(shè)備管道壓力損失及布置，除塵器，風(fēng)機(jī)等處理系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計。.2設(shè)計計算（1）基本數(shù)據(jù)燃煤電站日輸入配合煤噸。從鍋爐排出煤氣經(jīng)冷凝洗滌除去焦油，奈，苯，氨等物質(zhì)，經(jīng)過換熱器后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生煙氣。煤氣的組成（質(zhì)量比）如下：% H=4.0

9、8% S=0.517% O=16.26% 水分=19.02% 灰分=%，空氣過剩系數(shù)為1.2，煤氣燃燒后的煙氣溫度為160。（2）煙氣排放量以及組成表5-4 煙氣排放量及組成上表以1kg煤為基準(zhǔn)計算則總煙氣量Q=煙氣+過剩空=(81.15+247.18+125二氧化硫濃度：2S/Q 106=2106=103 mg/m3 確定除塵器、煙囪的計算及管道的計算和布置（1）管道計算粉塵的性質(zhì)為粉煤灰。工藝流程圖如下：燃煤電站工藝流程圖已知在鍋爐中的溫度為160，即T=433.15 K 情況下。煤氣總流量為： Q=8128m3 m3/s所以煤氣在標(biāo)況下：管段（1-2） /s查設(shè)計手冊取管道中氣速v=12

10、m/s，可得 d1-2= 根據(jù)實際管道情況，管道內(nèi)為氣體如果速度小于12m,則有粉塵堵塞管道，為保證速度不小于12，取d1-2 =0.6實際流速 管段（3-4） 標(biāo)況下溫度為150，即T=42 K /s管道中氣速v=12m/s，可得 d3-4= 根據(jù)實際管道情況， 取d3-4 =0.6實際流速 管段（5-6） 標(biāo)況下溫度為130，即T=403.15 K 管道中氣速v=12m/s，可得 d5-6= 根據(jù)實際管道情況， 取d5-6 =0.58實際流速 管段（7-8） 標(biāo)況下溫度為130，即T=403.15 K 管道中氣速v=12m/s，可得 d7-8= 根據(jù)實際管道情況， 取d7-8 =0.58實

11、際流速 管道壓力損失的計算根據(jù)已知的數(shù)據(jù)：煤氣在標(biāo)況下的密度160時，煙氣密度 150時，煙氣密度 130時，煙氣密度 130時，煙氣密度 5.5.1 沿程壓力損失管段12，在操作條件下 ，（鍍鋅管）管段34在操作條件下，（鍍鋅管）管段56，在操作條件下 （鍍鋅管）管段78 在操作條件下 （鍍鋅管）整理數(shù)據(jù)表格如下：表5-5管道壓力損失管段標(biāo)況下管道中摩擦阻力系數(shù)管道長度氣體流速摩擦阻力損失體積密度體積密度1-21013-40.901512.385-641512.657-842012.653總摩擦壓力損失為： 局部壓力損失管段1-2 查表可知：集氣罩， 彎頭 Pa管段3-4 彎頭 使用2個 P

12、a管段5-6 彎頭 使用2個 Pa管段7-8 風(fēng)帽選, 查表得： Pa5.6 袋式除塵器的設(shè)計計算（1）確定煙氣溫度 為130 （2）濾料的選擇 采用聚丙烯濾料（3）計算過濾面積： 所以有： （4）確定過濾袋數(shù) 取單個濾袋直徑 單個濾袋 為了布置方便取n=72，采用89排列，則實際的過濾速度：(5)濾袋的排列和間距 濾袋的排列采用長方形排列，每組89排列，濾袋間距選取250mm，邊排濾袋和殼體距離也留有800mm寬的人行道。(6)確定氣體分配室 為保證氣體均勻地分配各個濾袋，氣體分配室應(yīng)該有足夠的空間，凈空高不應(yīng)小于1000-1200mm.氣體分配室的截面積按下式計算： （3-8）.5m/s袋

13、式除塵器的處理氣量。m3/s（7）確定排氣管直徑排氣管直徑按排氣速度為確定。灰斗高度根據(jù)粉塵的性質(zhì)而選取的灰斗傾斜角進(jìn)行計算確定。取排氣管排氣速度，則排氣管直徑：（8）確定袋式除塵器的壓力損失袋式除塵器的壓力損失由通過清潔濾料的壓力損失和通過粉塵層的壓力損失和除塵器外殼結(jié)果的壓力損失組成除塵器的包括氣體通過除塵器時的進(jìn)出口以及灰斗內(nèi)擋板等部位所消耗的能量，在正常運(yùn)行下一般為200500pa。 所以取清潔濾料的阻力為為過濾粉塵前的濾料阻力，由于氣體速度較低，氣體流量屬于粘性流所以其阻力和流速成正比：清潔濾料阻力系數(shù)；氣體動力粘度；過濾速度；（使用的濾袋料為滌綸602） 濾料上積附的粉塵層的阻力大

14、小與粉塵的性質(zhì)有關(guān)，可取，此時需清灰處理。（9）確定過濾周期：其中為除塵器進(jìn)口氣體含塵濃度，單位為kg/m3，取=。從而過濾周期為：(10) 除塵器清灰裝置選擇：機(jī)械振動清灰袋式除塵器這種除塵器是利用機(jī)械傳動使濾袋振動，致使沉積在濾袋上的粉塵層落入灰斗中。有三種不同的振動方式，（1）濾袋沿垂直方向振動的方式，既可采用定期提升濾袋的吊掛框架的辦法，也可利用偏心輪振打框架的方式；（2）濾袋沿水平方向振動的方式，可分為上部擺動和腰部擺動兩種，（3）扭轉(zhuǎn)一定角度，使袋上的粉塵層破碎而落入灰斗中。利用偏心輪垂直振動清灰的袋式除塵器具有構(gòu)造簡單、清灰效果好、清灰耗電小等特點，它適用于含塵濃度不大、間歇性塵

15、源的除塵。當(dāng)采用多室結(jié)構(gòu)，設(shè)閥門控制氣路開閉時，也可用于連續(xù)性塵源的除塵。（11）清灰排灰系統(tǒng)設(shè)計 排塵是與除灰聯(lián)系在一起的，排灰設(shè)計也是比較重要的。排灰裝置不僅要保證順利排灰，而且還要保持最大限度的氣密性，它對除塵器運(yùn)行及凈化效率有很大的影響。本設(shè)計采用星形排灰閥。是因為星形排灰閥是一種連續(xù)輸送粉塵的排灰裝置。它能在密封條件下連續(xù)排灰，適用于煙塵排放量大的除塵器上使用。星形排灰閥用電動機(jī)帶動，由星形葉輪、電動機(jī)、減速裝置組成，它的工作原理：電動機(jī)通過減速器帶動星形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，依靠灰塵下落充滿上部葉輪間隔，當(dāng)上部葉輪轉(zhuǎn)到下面，將灰卸下，同時上部葉輪由灰柱密封。煙囪的設(shè)計計算煙囪本身并不能減少排入

16、大氣的污染物的數(shù)量，但它能使污染物從局部地區(qū)轉(zhuǎn)移到很大的擴(kuò)散范圍，利用大氣的自凈能力使地面污染物的濃度控制在人們可接受的范圍內(nèi)。煙囪越高，煙氣上升能力越強(qiáng)，污染物可以再離地面上擴(kuò)散，再加上高空風(fēng)速大，稀釋能力強(qiáng)，可使得大氣污染程度減輕。煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算： （3-12）式中通過煙囪的總煙氣量， 按表選取的煙囪出口煙氣流速，選定=5 此處D=760mm煙囪底部直徑 （3-13）式中 D-煙囪出口直徑，mH-煙囪高度，mi -煙囪錐度，取 i=0.05，（通常i=0.020.3）則煙囪高度為: H=18m(3)煙囪的抽力煙囪的抽力取決于煙溫、空氣溫度及煙囪高度，煙溫越高，周圍空

17、氣溫度越低，煙囪的抽力越大；煙囪高度越高，其抽力也越大。 （3-14）式中H產(chǎn)生抽力的管道高度，m外界空氣溫度 計算管段中煙氣的平均溫度 當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa5.8 風(fēng)機(jī)的選擇以及計算（1）風(fēng)量的計算: 式中：為管道系統(tǒng)的總風(fēng)量，m3/h。 K1安全系數(shù)，一般管道取00.1，除塵系統(tǒng)取0.10.15，取K1=0.1。為了保證系統(tǒng)能正常運(yùn)行，確保安全，因此需要兩臺風(fēng)機(jī)都能允許通過除塵器之后的系統(tǒng)的最大風(fēng)量，即753787m3/h則 =（1+0.1）8128=m3/h（2）風(fēng)壓的計算： （3）電功率的計算： 式中：風(fēng)機(jī)配用電動機(jī)的功率，KW。 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/h風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa K風(fēng)機(jī)運(yùn)行時的效率，

18、一般為0.50.7。 則電機(jī)功率（4）風(fēng)機(jī)型號的確定；根據(jù)系統(tǒng)要求和計算結(jié)果選型號C4-73型排風(fēng)機(jī)除塵常用風(fēng)機(jī)性能見表3-6。表3-6 除塵風(fēng)機(jī)性能表風(fēng)機(jī)類型型號全壓/Pa風(fēng)量/(m3/h )功率/kW備注排塵風(fēng)機(jī)C4-7329439222640111001.122用于含塵濃度較高的除塵系統(tǒng)此次設(shè)計是針對某燃煤站鍋爐煙氣的除塵系統(tǒng)進(jìn)行的，包括除塵器、集氣管道、煙囪及其他附屬設(shè)備等，從收集到排放，較全面地概括了一個除塵的工藝流程。設(shè)計中首先對背景條件和燃煤站鍋爐煙氣的原始數(shù)據(jù)條件按照設(shè)計要求進(jìn)行了分析，然后從技術(shù)、排放標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)濟(jì)等方面來考慮，計算了除塵需要達(dá)到的除塵效率，查閱相關(guān)書籍手冊后，選擇了合適的除塵器并確定了型號。第二部分主要對布袋除塵器各部分的尺寸進(jìn)行了設(shè)計計算，確定設(shè)計運(yùn)行參數(shù)。第三部分對除塵系統(tǒng)的附屬設(shè)備等進(jìn)行了設(shè)計計算和選型，包括換熱器、管道系統(tǒng)、煙囪管道和風(fēng)機(jī)的設(shè)計計算，同時也計算了除塵系統(tǒng)總的阻力損失。做設(shè)計的過程中，用到了許多從前學(xué)過的知識，因為自己對那些內(nèi)容掌握的不牢，花費了一些時間去看那些書，但也正是這樣讓我能夠把前后學(xué)習(xí)的內(nèi)容融會貫通了，對我們的專業(yè)有了進(jìn)一步的認(rèn)識。此次課程設(shè)計，過程充實，收獲頗豐，能完成這次課程設(shè)計，要感謝老師們的悉心指導(dǎo)和幫助，希望以后還有機(jī)會向老師學(xué)習(xí)，也希