煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)書

1、煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（一）、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量Qa=4.76×(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg)式中 CY, HY, SY, OY 分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論濕煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3）Qs=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Qa+0.79Qa+0.8NY (m3/kg)式中 Qa 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg；WY 煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；NY N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，。3、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量Qs=Qs+1.0

2、16(a-1) Qa (m3/kg)式中 a 空氣過量系數(shù) Qs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3/kg；Qa 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg。注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以m3/h計，因此，Q= Qs×設(shè)計耗煤量4、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 (kg/m3)式中 dsh 排煙中飛灰占煤中灰分（不可燃成分）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，排放因子，；AY 煤中灰分（不可燃成分）的含量，；Qs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量，m3/kg。5、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 (mg/m3)式中 SY 煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Qs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m3/kg。6、標(biāo)況下煙氣流量 Q = Qs×設(shè)計耗

3、煤量式中 Qs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m3/kg； Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m³/h。7、工況下煙氣流量 =（m³/h）式中 Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m3/kg； 工況狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m³/h。（二）、除塵脫硫裝置的選擇設(shè)計注：可以選擇濕式脫硫除塵一體化裝置，亦可采用先除塵后脫硫工藝。1、除塵脫硫裝置應(yīng)達(dá)到的凈化效率式中：C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵、SO2濃度，mg/m3； Cs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵、SO2排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。2、除塵器的設(shè)計與選擇表8-22 常用除塵器性能比較除塵器名稱效率/阻力/Pa費用文丘里除塵

4、器9098400010000少電除塵器909850130大袋式除塵器959910001500中 （1）、袋式除塵器設(shè)計工作室過濾面積SP = /60Vf式中 設(shè)計工況下煙氣量，m³/h； SP 過濾面積，；Vf 過濾速率：1.02.0m/min之間。每條濾袋面積S1=3.14dL式中 d 濾袋直徑，在150250mm； L 濾袋長度，在2.55m。 工作室濾袋總數(shù)n=S/S1式中 S1一 條濾袋的面積m2 ；根據(jù)n確定室數(shù)，一般袋收塵的室數(shù)不小于4室。濾袋過濾總面積的確定 S=SP+SC=/V+SC （m2） 式中 SP 同時工作各室的過濾面積（m2）； SC - 清灰室的過濾面積（

5、m2）。袋收塵器的壓降P P=P機(jī)+P袋 （Pa）式中 P機(jī) 般為190380Pa，與進(jìn)口速度有關(guān)； P袋 新濾袋一般為130Pa，積灰濾袋一般為1150Pa。袋收塵器的壓降一般控制在9951990Pa（48英寸），清灰后，阻力比清灰前降低1/22英寸（12.750.8mm水柱）就認(rèn)為清灰合適。如收塵器的處理風(fēng)量比正常風(fēng)量大，則收塵器的壓降也相應(yīng)增加，關(guān)于壓降變化的公式如下：P2=P1× （Pa）式中 P2 風(fēng)量Q2時的壓降（Pa）；P1風(fēng)量Q1時的壓降（Pa）；Q1 正常處理風(fēng)量（m3/min）；Q1 風(fēng)量變大后的風(fēng)量（m3/min）。（2）、電除塵器設(shè)計一般靜電除塵器電場風(fēng)速一般

6、在0.71.4m/s，通常取1.0m/s； 驅(qū)進(jìn)速度一般在0.040.2m/s，通常取0.15m/s； 集塵極間距設(shè)計為400mm，電暈極間距為200mm。集塵極板總面積：A=式中 We 驅(qū)進(jìn)速度， m/s，Q 設(shè)計工況下煙氣量，m³/h， 除塵效率。比表面積：f=（m³/hm）實際集塵極面積：考慮到處理煙氣量、溫度、壓力、供電系統(tǒng)可靠性等因素的影響，取儲備系數(shù)K=1.52.0，則所需集塵極面積：A=(1.52.0) K m，則實際比面積：f= Q/A（m³/hm）除塵效率校核;電場斷面積：Ac=式中 V 電場風(fēng)速， m/s極板高度：H=式中 V 電場風(fēng)速， m/

7、s。電場斷面寬度： B=集塵極排數(shù)：n=+1式中 集塵極間距，取400mm。集塵極長度：電場設(shè)計：設(shè)計4個電場，實際安裝集塵極個數(shù)為4×集塵極排數(shù)。安裝后集塵極總面積：A=n×L×H，m停留時間：t=工作電壓：U=E，KV工作電流：取單個電流常數(shù)為i=0.005A/mI=Ai，A電除塵器陰極線的個數(shù)：N=，個式中 電暈極間距，取200mm。3、脫硫裝置設(shè)計脫硫常見工藝流程有：石灰石(石灰)/石膏濕法：該工藝主要包括煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、石膏脫水及儲存系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)及公用系統(tǒng)。該工藝完全成熟，運行安全可靠，可用率在99%以上，能耗低。特點：吸收劑資

8、源豐富，成本低廉，其廢渣可拋棄，也可用作石膏回收。對高硫煤，脫硫效率可達(dá)90%以上；對低硫煤，脫硫效率可達(dá)95%以上。循環(huán)流化床干法：該工藝主要包括石灰制備系統(tǒng)，脫硫反應(yīng)系統(tǒng)和收塵引風(fēng)系統(tǒng)三個部分組成。特點：脫硫劑反應(yīng)停留時間長及對鍋爐負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)。綜合造價低，維護(hù)工作量和費用低，電耗低，循環(huán)流化床工藝的電耗量的0.5%0.7%，水耗量低，不需要考慮防腐，工藝簡單可靠不受燃煤含硫量限制，對鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)吸收劑加入量，水量，吸收塔壓降，能快速響應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化情況。兩種方案的比較：石灰石石膏濕法成熟于八十年代初，技術(shù)成熟，系統(tǒng)較為可靠最高脫硫率在95%對吸收劑品質(zhì)要求CaCO含

9、量大于等于91%，細(xì)度250目，MgO含量小于2%，設(shè)備投資大，運行費用高，鈣硫比低，吸收劑用量高，電耗大，水耗大，煙氣與吸收劑接觸時間短，脫硫塔內(nèi)煙氣流速低，氣固塔內(nèi)接觸長度短，無法脫除SO，反應(yīng)器出口煙氣溫度低，需要對煙囪進(jìn)行內(nèi)襯防腐，重金屬脫除率低。循環(huán)流化床法成熟于九十年代末，系統(tǒng)簡潔，技術(shù)成熟，可靠性高，脫硫效率達(dá)90%以上，最高可達(dá)99.7%，對吸收劑的品質(zhì)要求CaO大于等于80%，T小于等于4min，粒徑小于等于2mm，設(shè)備投資低，運行費用低，鈣硫比高，吸收劑用量低，水電耗小，煙氣與吸收劑接觸時間長，幾乎可以100%的脫除SO，反應(yīng)器出口煙氣溫度高，對煙囪沒有特殊要求，可95%脫

10、除重金屬。由于石灰石石膏濕法脫硫工藝成熟，吸收劑來源廣泛，所以大多選擇石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。（1）、吸收劑消耗量計算：1）、凈煙氣中SO濃度：Cj= C×(1-)式中 Cj 凈煙氣中SO含量mg/m³；C-原煙氣中SO含量mg/m³；2）、石灰石消耗量：需要脫除的SO摩爾數(shù)：n=C×Q×M= n×R×M×10/Pe，（t/h）式中 C 原煙氣中SO含量，mg/m³； Q 煙氣量，m³/h； SO分子量； 脫硫效率，%；R 鈣硫比，取R=1.03；M 碳酸鈣的分子量；Pe 石灰石純度，Pe=

11、92%；（2）、 吸收塔計算：本設(shè)計中所選吸收塔類型為逆行噴淋空塔，煙氣中SO含量為3.8×103mg/m3，由于靜電除塵器至吸收塔有一定漏風(fēng)率大約為10%，所以進(jìn)入吸吸收塔煙氣量：Vs=Q×(1-10%)，m³/h逆流噴淋空塔設(shè)計煙氣流速一般為2.55m/s。吸收塔塔徑：吸收塔截面積：A= Vs /V式中 Vs 進(jìn)入吸收塔煙氣量m³/s； V 吸收塔煙氣流速m/s。吸收塔塔徑：D= 吸收塔高度原煙氣與吸收液中吸收塔內(nèi)反應(yīng)時間25s，取5s。則吸收區(qū)高度為：H=vt=3×5=15m式中 t 吸收塔內(nèi)反應(yīng)時間，s； V 吸收塔煙氣流速，m/s。吸

12、收漿液量：液氣比與脫硫效率有關(guān)，一般在825L/m³，所需的吸收漿液量為：L= Vs（L/Vs）式中 L/Vs 液氣比。4、確定除塵脫硫設(shè)備、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置（1）、各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。（2）、管徑的確定 （m）式中 Q 工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；V 煙氣流速，m/s，（可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v1015m/s）。管徑計算出以后，要進(jìn)行圓整（查手冊），再用圓整后的管徑計

13、算出實際煙氣流速。實際煙氣流速要符合要求。5、煙囪的設(shè)計（1）、煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132712001）中的規(guī)定（見表8-23）確定煙囪的高度。表8-23 鍋爐煙囪高度表鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘縈W<0.70.7<1.41.4<2.82.8<77<1414<28t/h<11<22<44<1010<2020<40煙囪最低允許高度m202530354045（2）、煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算 （m）式中 Q 通過煙囪的總煙氣量，m3/h；U

14、按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。表8-24 煙囪出口煙氣流速（m/s）通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷時最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)6102.53煙囪底部直徑： (m)式中：d2煙囪出口直徑，m； H煙囪高度，m； i煙囪錐度，通常取i=0.020.03。（3）、煙囪的抽力： （Pa）式中 H 煙囪高度，m；tk 外界空氣溫度，；tp 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，；P 當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。6、系統(tǒng)阻力的計算（1）、摩擦壓力損失對于圓管： （Pa）式中 L 管道長度，m；D 管道直徑，m； 煙氣密度，kg/m3；u 管中氣流平均速率，m/s； 摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)?？梢?/p>

15、查手冊得到（實際中對金屬管道值可取0.02，對磚砌和混凝土管道值可取0.04）。（2）、局部壓力損失 （Pa）式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到，或通過實驗獲得； U 與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s； 煙氣密度，kg/m3。7、風(fēng)機(jī)和電動機(jī)選擇及計算（1）、風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算 （m3/h）式中 K1 考慮系數(shù)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。一般管道取K=0.1；除塵管道取K=0.10.15；Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3/h；tp 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度；P 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。（2）、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算（Pa）式中 K2 考慮管道計算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素

16、所采用的安全系數(shù)。一般管道取K=0.10.15，除塵管道取K=0.10.2； h 系統(tǒng)總阻力，Pa；Sy 煙囪抽力，Pa；0、p0、T0 風(fēng)機(jī)性能表中給出的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣密度、壓力、溫度，一般說，p0=101.3kPa，對于引風(fēng)機(jī)T0=200，0=0.745kg/m3；、p、T 運行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時的空氣密度、壓力、溫度。計算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓py后，可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇風(fēng)機(jī)的型號。（3）、電動機(jī)功率的計算 （kW）式中 Qy 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；p 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；1 風(fēng)機(jī)在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機(jī)為0.6，高效風(fēng)機(jī)約為0.9）；2 機(jī)械傳動效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電動機(jī)直聯(lián)傳動時21，用連軸器時20.950.98，用V形帶傳動時20.95； 電動機(jī)備用系數(shù)。對引風(fēng)機(jī)，1.3。根據(jù)電動機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動方式選擇電動機(jī)型號。(三)、繪制圖紙要求1、除塵系統(tǒng)圖一張（1號或2號圖紙）。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號，并附明細(xì)表。2、除塵系統(tǒng)平